摘要：
本文敘述了冶金行業(yè)全自動(dòng)快速分析室控制系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)方案SIEMENS WinAC通過CP5611 卡利用Profibus DP 協(xié)議與PLC 進(jìn)行通訊利用WinAC 的邏輯運(yùn)算功能對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制同時(shí)WinAC 完成簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理任務(wù)人機(jī)界面使用VB 開發(fā)VB， 通過調(diào)用WinAC 的控件來與PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
一.概述
目前國內(nèi)冶金行業(yè)的快速分析室多數(shù)是由人工進(jìn)行試樣的分析和化驗(yàn)不僅勞動(dòng)效率
低成本高而且獲得分析數(shù)據(jù)也不夠快捷上海美諾福實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化有限公司是專業(yè)從事實(shí)
驗(yàn)室自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的企業(yè)在冶金水泥行業(yè)的實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化領(lǐng)域有多年的成
功經(jīng)驗(yàn)為了提高目前冶金行業(yè)快速分析室的效率和速度上海美諾福實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化有限公司
獨(dú)立開發(fā)研制了國內(nèi)首套MLF AOE型全自動(dòng)集裝箱式快速分析室系統(tǒng)此無人快速分
析室是目前世界上最先進(jìn)最快速的自動(dòng)化光譜儀實(shí)驗(yàn)室分析所需時(shí)間為進(jìn)分析室開始至分
析結(jié)束為一分鐘至一分二十五秒鐘比以往提高70-100% 分析室采用了最新設(shè)計(jì)的光譜儀
數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)間隔比以往都有較大的提高光譜儀采用了單脈沖積分技術(shù)
低含量元素的分析重現(xiàn)性指標(biāo)提高1-2倍可以充分滿足冶金工藝的分析要求。
二.系統(tǒng)簡(jiǎn)介二系統(tǒng)簡(jiǎn)介
工作流程簡(jiǎn)圖如下：
快速分析室由九大部分組成代碼輸入終端結(jié)果顯示終端溜槽裝置試樣加工設(shè)備機(jī)械手系統(tǒng)缺陷檢測(cè)系統(tǒng)光譜分析儀中心計(jì)算機(jī)以及輔助設(shè)備系統(tǒng)快速分析室的關(guān)鍵設(shè)備均為德國進(jìn)口先進(jìn)設(shè)備例如試樣加工設(shè)備機(jī)械手缺陷
檢測(cè)系統(tǒng)以及光譜分析儀等核心設(shè)備的高性能確保了整個(gè)快速分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)果的高效和
精確控制系統(tǒng)硬件主要選用德國西門子公司的工業(yè)控制產(chǎn)品保證整個(gè)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作無故障成為真正意義上的無人快速分析室。
三.控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成
系統(tǒng)硬件網(wǎng)絡(luò)圖如下所示：
中心計(jì)算機(jī)串行口連接光譜儀計(jì)算機(jī)機(jī)械手代碼輸入終端結(jié)果顯示終端缺陷檢測(cè)裝置和標(biāo)簽打印粘貼設(shè)備中心計(jì)算機(jī)中安裝CP5611卡利用Profibus DP協(xié)議連接輔助設(shè)備控制單元ET200和試樣加工設(shè)備PLC CPU315 2DP
中心計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)接收光譜儀分析數(shù)據(jù)將分析結(jié)果存放在系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)的本地?cái)?shù)據(jù)庫中并根據(jù)試樣來源將數(shù)據(jù)傳輸給相關(guān)的過程計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理程序則可以提供數(shù)據(jù)備份檢索打印日常報(bào)表等功能中心計(jì)算機(jī)設(shè)有熱冗余一旦發(fā)生故障可以人工切換到冗余計(jì)算機(jī)上繼續(xù)運(yùn)行以保證系統(tǒng)的高可靠性。
用于輔助設(shè)備控制的遠(yuǎn)程I/O 模塊選SIEMENS ET200M 其主要用來完成溜槽系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備的輸入輸出信號(hào)的連接輔助設(shè)備的控制由中心計(jì)算機(jī)上的WinAC 來實(shí)現(xiàn)
試樣加工設(shè)備本身由CPU 315 2DP 控制設(shè)備制造商已將CPU315 作為DP 主站組
態(tài)且同時(shí)加工設(shè)備DP 網(wǎng)絡(luò)中還掛接其他Profibus DP 從站該網(wǎng)絡(luò)通訊速度12Mbps
通訊距離約10M 同時(shí)中心計(jì)算機(jī)使用WinAC CP5611 也做DP 主站下掛分布式I/O
模塊ET200M 在中心計(jì)算機(jī)和ET200M 之間使用Profibus DP 總線連接通訊速度
1.5Mbps 通訊距離約20M 鑒于系統(tǒng)中存在兩個(gè)Profibus DP 主站則兩個(gè)DP 網(wǎng)絡(luò)選
用DP/DP Coupler 模塊進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換
四.控制系統(tǒng)軟件編程思路
操作系統(tǒng)Windows 2000 Professional + Service Pack 2 基于PC 的控制軟件采用
WinAC Basic V3.0 PLC 組態(tài)編程工具采用SIMATIC STEP7 V5.1 人機(jī)界面采用Visual
Basic 6.0 語言自行開發(fā)中心計(jì)算機(jī)安裝SIEMENS WinAC軟件作為DP主站聯(lián)入Profibus DP1 網(wǎng)絡(luò)中WinAC是西門子公司基于PC 的自動(dòng)化產(chǎn)品,它將控制通訊人機(jī)界面數(shù)據(jù)處理等任務(wù)完美的集成于一臺(tái)PC 中可利用STEP 7 對(duì)WinAC 進(jìn)行編程和硬件組態(tài)。
人機(jī)界面選用VB 編程開發(fā)VB 利用WinAC 的控件來獲取Profibus DP 網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)
據(jù)并將上位機(jī)發(fā)出的控制指令通過DP 網(wǎng)絡(luò)送到相應(yīng)的PLC 中同時(shí)VB 也負(fù)責(zé)接收來
自中心計(jì)算機(jī)串口的數(shù)據(jù)并將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的PLC。
中心計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)通訊任務(wù),在光譜儀分析結(jié)束后實(shí)時(shí)的將分析數(shù)據(jù)直接寫入相
關(guān)過程控制計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫表單中在過程控制計(jì)算機(jī)中建立兩張表一張為包括標(biāo)志的字
符數(shù)據(jù)類型的字段顯示用一張不包括標(biāo)志的數(shù)值數(shù)據(jù)類型的字段為冶金模型準(zhǔn)備數(shù)據(jù)
五.應(yīng)用體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)
1 在使用STEP7 軟件對(duì)WinLC 進(jìn)行硬件配置完成以后將配置下載到WinLC 即將完成
時(shí)出現(xiàn) The DP driver failed to
initialize 錯(cuò)誤信息后致電西門子技術(shù)支持被告知使用CP5611 WinAC 系統(tǒng)時(shí)需要安裝CP5611 卡的for WinAC 的專門驅(qū)動(dòng)程序
2 使用WinAC 的軟PLC 功能可以很方便的實(shí)現(xiàn)在VB 和DP 網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換從而
上位機(jī)人機(jī)界面可以使用VB 較為容易的開發(fā)節(jié)省了組態(tài)軟件的成本并可以形成自己
獨(dú)特的個(gè)性化界面和監(jiān)控系統(tǒng)
3 基于WinAC 的一體化設(shè)計(jì)大大提高了控制器人機(jī)界面和網(wǎng)絡(luò)部件的數(shù)據(jù)交換速度
且WinAC 采用STEP 7 編程即可應(yīng)用于基于PLC 的解決方案也可應(yīng)用于基于PC 的解
決方案如果需要的話可以從PC 機(jī)上無需對(duì)程序進(jìn)行任何修改的傳送到PLC 中使用
使整個(gè)系統(tǒng)具有良好的兼容性和可擴(kuò)展性。
附錄
姓名: 郭智勇
職稱:在讀碩士
電話:13916730512
傳真:
單位:同濟(jì)大學(xué)中德學(xué)院控制理論與控制工程專業(yè)
上海美諾福實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化有限公司兼職
地址:上海武東路100 號(hào)0201 信箱
郵編:200433
郵箱magic_guo@
姓名陳波
職稱工程師
單位上海美諾福實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化有限公司
地址上海市虹口區(qū)曲陽路滬辦大廈8 1501
郵編200437
摘摘自西門子網(wǎng)站
（轉(zhuǎn)載）
