基于PROFIBUS總線的渦輪增壓器生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹

　　在目前絕大多數(shù)的應(yīng)用中，WinCC和PROTOOL都是作為生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)記錄并生成歷史曲線，組態(tài)監(jiān)控界面，生成報(bào)警信息等，而不參與生產(chǎn)過(guò)程的管理和數(shù)據(jù)的處理。但實(shí)際上，企業(yè)除了關(guān)心生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)信息外，更希望能將這些信息有機(jī)的存儲(chǔ)起來(lái)，在日后的產(chǎn)品追溯和產(chǎn)品研發(fā)中發(fā)揮更大的作用，本項(xiàng)目正好體現(xiàn)了這一點(diǎn)。

　　WinCC組態(tài)：這是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。本系統(tǒng)所有人機(jī)交互的信息都由WinCC來(lái)處理，包括：生產(chǎn)任務(wù)的下達(dá)、工藝參數(shù)的下達(dá)、生產(chǎn)任務(wù)的結(jié)束、數(shù)據(jù)存入、下線和數(shù)據(jù)覆蓋等操作，這些都與整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程緊密相關(guān)。WinCC自帶的變量記錄能夠周期地記錄每個(gè)標(biāo)簽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)存放在各自的標(biāo)簽數(shù)據(jù)表內(nèi)，各個(gè)標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表是相對(duì)獨(dú)立的;而項(xiàng)目要求將與一個(gè)產(chǎn)品相關(guān)的所有數(shù)據(jù)存放在一個(gè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)表內(nèi)，而且只需要測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)，顯然變量記錄這個(gè)功能不能滿足這個(gè)要求。但WinCC提供的全局腳本為我們提供了實(shí)現(xiàn)的工具。通過(guò)編寫動(dòng)作腳本直接與產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，可將一組相關(guān)數(shù)據(jù)存入到產(chǎn)品數(shù)據(jù)表里。動(dòng)作模塊里的腳本是定時(shí)執(zhí)行的，每段腳本都有各自的定時(shí)器。如果用時(shí)鐘定時(shí)器作為觸發(fā)腳本的定時(shí)器，則數(shù)據(jù)庫(kù)里數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)是當(dāng)前的數(shù)據(jù)，而不是檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。在這里我們采用變量定時(shí)器來(lái)模仿按鈕點(diǎn)擊事件，即使用二進(jìn)制變量，在變量變化且在上升沿時(shí)(變量=1)時(shí)執(zhí)行腳本，同時(shí)在腳本結(jié)束時(shí)將該變量復(fù)位;這個(gè)變量的置位分散在各個(gè)觸膜屏上。采集數(shù)據(jù)的存入動(dòng)作程序流程圖如圖3所示。

　　圖3 存入動(dòng)作的程序流程圖
PROTOOL組態(tài)：觸摸屏TP270-10是與操作工人直接交互的人機(jī)界面，所有指令都由觸摸屏發(fā)送，它與DP網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)DP接口相連的。考慮到數(shù)據(jù)存貯的復(fù)雜性，將人機(jī)界面分為五個(gè)界面：存入界面、托盤確認(rèn)界面、覆蓋界面、下線處理界面和通信故障顯界面。存入界面：主界面，以高亮度的方式顯示托盤號(hào)和正在執(zhí)行的操作，主要包括生產(chǎn)任務(wù)、工藝參數(shù)、檢測(cè)狀態(tài)、檢測(cè)數(shù)據(jù)和檢測(cè)結(jié)果等信息，還包括存入和下線等指令的發(fā)送;托盤確認(rèn)界面：存入界面中有30個(gè)托盤號(hào)，為了防止操作工人在長(zhǎng)期疲勞工作的情況下錯(cuò)選托盤，而導(dǎo)致其它增壓器的產(chǎn)品信息丟失同時(shí)自己的產(chǎn)品信息也不完整，托盤確認(rèn)界面顯十分得重要;覆蓋界面：受到產(chǎn)品構(gòu)造的影響，同一個(gè)產(chǎn)品可能在同一工位不同相對(duì)位置檢測(cè)的數(shù)據(jù)不一致而導(dǎo)致數(shù)據(jù)重復(fù)存入—覆蓋;下線處理界面：當(dāng)專機(jī)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的數(shù)據(jù)不合格時(shí)，將該產(chǎn)品作下線處理，同時(shí)刪除數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的記錄;通信故障界面：顯示上電后，各個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的通信狀況，當(dāng)有通信的故障時(shí)，觸摸屏將以系統(tǒng)消息的方式通知操作工人。整機(jī)泄漏工位的主界面如圖4所示。

　　圖4 整機(jī)泄漏

　　LED顯示系統(tǒng)：通過(guò)串口與數(shù)據(jù)服務(wù)器相連，以四種實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方式統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品產(chǎn)量，包括：本月統(tǒng)計(jì)、本周統(tǒng)計(jì)、本日統(tǒng)計(jì)和工單統(tǒng)計(jì);同時(shí)可以自定義顯示信息。

　　5 系統(tǒng)特點(diǎn)

　　* 通過(guò)開(kāi)放式互聯(lián),實(shí)現(xiàn)了從生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP)的完全集成自動(dòng)化(TIA)，對(duì)IT開(kāi)放(OPC,ActivX,COM/DCOM,ODBC/SQL,API)

　　* 在多功能平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)可視化(protool/pro)

　　* 模塊化,使系統(tǒng)具有前瞻性和可擴(kuò)展性

　　* 分步式智能I/O

　　* 統(tǒng)一集成的數(shù)據(jù)庫(kù),易于實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的維護(hù)和備份

　　* 基于對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程的集中操作和監(jiān)控.

　　6 結(jié)束語(yǔ)

　　該系統(tǒng)至今已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行了半年，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，有效地解決了生產(chǎn)中的很多問(wèn)題，如減少了生產(chǎn)過(guò)程中的突發(fā)故障，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和搶修時(shí)間，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)為研發(fā)工作人員的研發(fā)工作提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)，為該廠創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該系統(tǒng)不僅適合與這樣的增壓器生產(chǎn)線，也適于其它設(shè)備分散，又需要對(duì)設(shè)備及生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的場(chǎng)合。