摘要：
本文敘述了冶金行業(yè)全自動快速分析室控制系統(tǒng)的一種實現(xiàn)方案SIEMENS WinAC通過CP5611 卡利用Profibus DP 協(xié)議與PLC 進行通訊利用WinAC 的邏輯運算功能對系統(tǒng)實現(xiàn)控制同時WinAC 完成簡單的數(shù)據處理任務人機界面使用VB 開發(fā)VB， 通過調用WinAC 的控件來與PLC 進行數(shù)據交換。
一.概述
目前國內冶金行業(yè)的快速分析室多數(shù)是由人工進行試樣的分析和化驗不僅勞動效率
低成本高而且獲得分析數(shù)據也不夠快捷上海美諾福實驗自動化有限公司是專業(yè)從事實
驗室自動化設備及系統(tǒng)設計和制造的企業(yè)在冶金水泥行業(yè)的實驗室自動化領域有多年的成
功經驗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驗自動化有限公司
獨立開發(fā)研制了國內首套MLF AOE型全自動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最快速的自動化光譜儀實驗室分析所需時間為進分析室開始至分
析結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計的光譜儀
數(shù)據的穩(wěn)定性和設備維護保養(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
低含量元素的分析重現(xiàn)性指標提高1-2倍可以充分滿足冶金工藝的分析要求。
二.系統(tǒng)簡介二系統(tǒng)簡介
工作流程簡圖如下：
快速分析室由九大部分組成代碼輸入終端結果顯示終端溜槽裝置試樣加工設備機械手系統(tǒng)缺陷檢測系統(tǒng)光譜分析儀中心計算機以及輔助設備系統(tǒng)快速分析室的關鍵設備均為德國進口先進設備例如試樣加工設備機械手缺陷
檢測系統(tǒng)以及光譜分析儀等核心設備的高性能確保了整個快速分析系統(tǒng)數(shù)據結果的高效和
精確控制系統(tǒng)硬件主要選用德國西門子公司的工業(yè)控制產品保證整個系統(tǒng)長時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)硬件構成
系統(tǒng)硬件網絡圖如下所示：
中心計算機串行口連接光譜儀計算機機械手代碼輸入終端結果顯示終端缺陷檢測裝置和標簽打印粘貼設備中心計算機中安裝CP5611卡利用Profibus DP協(xié)議連接輔助設備控制單元ET200和試樣加工設備PLC CPU315 2DP
中心計算機負責接收光譜儀分析數(shù)據將分析結果存放在系統(tǒng)控制計算機的本地數(shù)據庫中并根據試樣來源將數(shù)據傳輸給相關的過程計算機數(shù)據管理程序則可以提供數(shù)據備份檢索打印日常報表等功能中心計算機設有熱冗余一旦發(fā)生故障可以人工切換到冗余計算機上繼續(xù)運行以保證系統(tǒng)的高可靠性。
用于輔助設備控制的遠程I/O 模塊選SIEMENS ET200M 其主要用來完成溜槽系統(tǒng)轉盤系統(tǒng)以及其他輔助設備的輸入輸出信號的連接輔助設備的控制由中心計算機上的WinAC 來實現(xiàn)
試樣加工設備本身由CPU 315 2DP 控制設備制造商已將CPU315 作為DP 主站組
態(tài)且同時加工設備DP 網絡中還掛接其他Profibus DP 從站該網絡通訊速度12Mbps
通訊距離約10M 同時中心計算機使用WinAC CP5611 也做DP 主站下掛分布式I/O
模塊ET200M 在中心計算機和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Profibus DP 主站則兩個DP 網絡選
用DP/DP Coupler 模塊進行連接實現(xiàn)數(shù)據的交換
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 人機界面采用Visual
Basic 6.0 語言自行開發(fā)中心計算機安裝SIEMENS WinAC軟件作為DP主站聯(lián)入Profibus DP1 網絡中WinAC是西門子公司基于PC 的自動化產品,它將控制通訊人機界面數(shù)據處理等任務完美的集成于一臺PC 中可利用STEP 7 對WinAC 進行編程和硬件組態(tài)。
人機界面選用VB 編程開發(fā)VB 利用WinAC 的控件來獲取Profibus DP 網絡上的數(shù)
據并將上位機發(fā)出的控制指令通過DP 網絡送到相應的PLC 中同時VB 也負責接收來
自中心計算機串口的數(shù)據并將相關數(shù)據轉發(fā)給相應的PLC。
中心計算機負責完成數(shù)據通訊任務,在光譜儀分析結束后實時的將分析數(shù)據直接寫入相
關過程控制計算機的數(shù)據庫表單中在過程控制計算機中建立兩張表一張為包括標志的字
符數(shù)據類型的字段顯示用一張不包括標志的數(shù)值數(shù)據類型的字段為冶金模型準備數(shù)據
五.應用體會和經驗
1 在使用STEP7 軟件對WinLC 進行硬件配置完成以后將配置下載到WinLC 即將完成
時出現(xiàn) The DP driver failed to
initialize 錯誤信息后致電西門子技術支持被告知使用CP5611 WinAC 系統(tǒng)時需要安裝CP5611 卡的for WinAC 的專門驅動程序
2 使用WinAC 的軟PLC 功能可以很方便的實現(xiàn)在VB 和DP 網絡之間的數(shù)據交換從而
上位機人機界面可以使用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
獨特的個性化界面和監(jiān)控系統(tǒng)
3 基于WinAC 的一體化設計大大提高了控制器人機界面和網絡部件的數(shù)據交換速度
且WinAC 采用STEP 7 編程即可應用于基于PLC 的解決方案也可應用于基于PC 的解
決方案如果需要的話可以從PC 機上無需對程序進行任何修改的傳送到PLC 中使用
使整個系統(tǒng)具有良好的兼容性和可擴展性。
附錄
姓名: 郭智勇
職稱:在讀碩士
電話:13916730512
傳真:
單位:同濟大學中德學院控制理論與控制工程專業(yè)
上海美諾福實驗自動化有限公司兼職
地址:上海武東路100 號0201 信箱
郵編:200433
郵箱magic_guo@
姓名陳波
職稱工程師
單位上海美諾福實驗自動化有限公司
地址上海市虹口區(qū)曲陽路滬辦大廈8 1501
郵編200437
摘摘自西門子網站
（轉載）
