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

　　3.2 上位機(jī)

　　采用HP ML350服務(wù)器和研華工控機(jī)作上位機(jī)，通過CP5613通訊卡使服務(wù)器與CPU412-2 相連，這樣PC與現(xiàn)場(chǎng)總線就連接成能完成組態(tài)、運(yùn)行、操作等功能的完整的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。HP服務(wù)器監(jiān)控軟件采用SIEMENS公司W(wǎng)INCC軟件，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)的下達(dá)和結(jié)束、將生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入指定的數(shù)據(jù)庫中、下線處理和設(shè)備故障清除。研華工控機(jī)采用自主開發(fā)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，主要完成產(chǎn)品清單、產(chǎn)品工藝、工單和工單工藝定制，并完成生產(chǎn)任務(wù)指令的下達(dá)，將工單工藝下載到TP270觸摸屏上，而且可以對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，并生成相應(yīng)的報(bào)表，Execel。

　　3.3 SIMATIC S7主站

　　作為DP主站，CPU位于控制中心。本系統(tǒng)選用CPU412-2模塊化PLC，它集成了PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線接口裝置，具有強(qiáng)大的處理能力(具有0.3ms處理1024語句的速度)。根據(jù)程序內(nèi)容讀取總線上的所有I/O模塊的輸入輸出量并讀取CP340內(nèi)字節(jié)數(shù)大于4的條碼放到相應(yīng)的DB塊中。

　　3.4 從站(Slave A，B)

　　從站A包括2個(gè)EM277帶CPU226和1個(gè)IM153-2帶CP340。CPU226主要完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集并監(jiān)制專機(jī)檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行;CP340從條碼槍讀入條碼。

　　從站B包括12個(gè)西門子TP270-10觸摸屏。為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存入、下線處理和故障消息組態(tài)友好的人機(jī)交互界面，盡可能減少操作人員的軟故障,及時(shí)向操作工反映通訊故障。

　　4 軟件組態(tài)

　　STEP7組態(tài)：網(wǎng)絡(luò)配置分為軟件配置和硬件配置兩部分,軟件部分通過STEP7編程軟件對(duì)S7-400 CPU412-2DP進(jìn)行配置包括通訊速率,子站數(shù)量及站地址等。當(dāng)軟件配置完成后,各接入的監(jiān)控信號(hào)在CPU中的對(duì)應(yīng)地址將會(huì)自動(dòng)生成。硬件配置主要是將ET200M子站的接口模塊IM153-2上的地址撥碼開關(guān)設(shè)置成與軟件設(shè)置相同。因?yàn)槭怯肅P340做從站讀入條碼槍的條碼,因此CP340必須選擇ASCII協(xié)議,還必須對(duì)此協(xié)議的起始終止位和奇偶較驗(yàn)等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并對(duì)CP340進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序下載。硬件組態(tài)如圖2所示。

　　圖2 硬件組態(tài)

　　在目前絕大多數(shù)的應(yīng)用中，WinCC和PROTOOL都是作為生產(chǎn)過程的監(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，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。通過編寫動(dòng)作腳本直接與產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫進(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