關(guān)鍵詞：控制對(duì)象；模塊化；FY113
FY113回收機(jī)是在引進(jìn)ITM公司DEPLPHI400技術(shù)基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備．該設(shè)備能實(shí)現(xiàn)卷包設(shè)備產(chǎn)生的不合格煙支或跑條煙進(jìn)行煙絲回收利用，其加工處理能力為40kg/h．考慮到該設(shè)備與上下游機(jī)連接與配置較為靈活，與FY113配套的喂料機(jī)、壓紙機(jī)、除塵器、拆包機(jī)等可能是第三方提供的設(shè)備，這對(duì)系統(tǒng)在用戶處調(diào)試提出了較高的要求．為解決此問(wèn)題，系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)需在原有系統(tǒng)方案上進(jìn)行改進(jìn)，采取模塊化、結(jié)構(gòu)化處理方式[1] ，以增強(qiáng)設(shè)備控制程序功能上的獨(dú)立性及程序接口的通用性，減少現(xiàn)場(chǎng)代碼修改工作量，方便程序調(diào)試．
1 煙絲回收系統(tǒng)工作原理及工藝流程分析
廢煙支中煙絲的加工回收按工藝流程可分為5部分[2] ：煙支喂料、排序、剖切、開(kāi)松、分離輸送、除塵部分．喂料部分將廢品煙支送入喂料機(jī)料斗中，通過(guò)陡角提升帶將廢煙支提升落入排序裝置，排序裝置將輸送過(guò)來(lái)的雜亂無(wú)序的煙支進(jìn)行縱向排列，以確保煙支順利進(jìn)入剖切裝置．剖切裝置上方的旋轉(zhuǎn)切刀將排序過(guò)的煙支縱向打孔剖開(kāi)．松開(kāi)裝置是將剖切過(guò)的煙支進(jìn)一步疏松，分離輸送裝置將剖切裝置剖開(kāi)掉落的煙絲直接從剖切輪送到分離輸送裝置的一級(jí)分離振篩上，又將經(jīng)過(guò)開(kāi)松裝置處理的煙絲混合物由二級(jí)分離振篩輸送到送絲皮帶上．此時(shí)煙紙和濾嘴則經(jīng)過(guò)二級(jí)分離振篩輸送，落到煙紙收集箱，煙末及煙灰進(jìn)入煙末集中箱，煙絲則可以通過(guò)下游機(jī)送絲帶進(jìn)入煙絲供絲料倉(cāng)中完成煙絲循環(huán)再利用．為減輕設(shè)備操作勞動(dòng)強(qiáng)度，用戶可以自行配置專用的物流小車進(jìn)行煙支的喂料，經(jīng)回收機(jī)處理過(guò)的煙紙和濾嘴可以配置壓紙機(jī)統(tǒng)一回收處理，對(duì)包裝機(jī)引起的廢煙也可以配置拆包機(jī)進(jìn)行處理，減少?gòu)U煙包人工拆散工作量，對(duì)回收機(jī)除塵部分用戶也可以選擇集中除塵或獨(dú)立除塵.
2 西門子STEP7 S7-300/400系統(tǒng)程序組織塊特點(diǎn)[3]
西門子STEP7支持及提供的塊有OB（組織塊）、FC（功能）、FB（功能塊）、DB（數(shù)據(jù)塊）、系統(tǒng)功能及功能塊（SFC/SFB）等，用戶做的主要工作是根據(jù)設(shè)備工藝特點(diǎn)把系統(tǒng)控制任務(wù)合理地劃分不同功能和功能塊．用戶不需要設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)調(diào)用程序、系統(tǒng)循環(huán)掃描監(jiān)控出錯(cuò)等額外程序，但這些系統(tǒng)都能提供接口做到對(duì)用戶透明，盡量減輕用戶編程負(fù)擔(dān)這為系統(tǒng)PLC程序的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)模塊化、結(jié)構(gòu)化處理提供很大的支持及系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)．
3 煙絲收回控制系統(tǒng)任務(wù)功能及模塊劃分
實(shí)現(xiàn)以上工藝流程需求，可以把程序處理任務(wù)進(jìn)行以下劃分（圖1）：
3.1 系統(tǒng)中起執(zhí)行作用的控制對(duì)象
控制系統(tǒng)中控制對(duì)象主要是設(shè)備執(zhí)行元件，通過(guò)以上分析不難發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)控制對(duì)象就是指各個(gè)工序電機(jī)．而每一道工序都有屬于自己動(dòng)作和當(dāng)前工況狀態(tài)，即工序?qū)ο蟮男袨楹蛯傩裕诔绦蛱幚砩习严到y(tǒng)中所有工序電機(jī)的語(yǔ)句抽象提取出來(lái)，歸納控制屬性、工位屬性、狀態(tài)屬性、故障顯示屬性等，列出執(zhí)行元件屬性表，把這些屬性封裝成通用的功能塊FB來(lái)滿足設(shè)備上所有所用工序電機(jī)的控制要求．詳細(xì)分析如下：要做成設(shè)備通用的功能模塊，首先須提取設(shè)備上每一道工序相同的控制對(duì)象．在煙絲回收系統(tǒng)中根據(jù)物料的流動(dòng)順序即從一個(gè)工序輸送到下一個(gè)工序，每工序都只有一個(gè)控制對(duì)象電機(jī)．工序電機(jī)的控制，是通過(guò)程序輸出接觸器信號(hào)來(lái)啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)．通常電機(jī)最基本控制模式有兩種：自動(dòng)模式和手動(dòng)模式．在手動(dòng)調(diào)試模式下，工序電機(jī)的啟動(dòng)首先必須通過(guò)觸摸屏進(jìn)行選取，再由觸摸屏上的軟件按鈕觸發(fā)，分為手動(dòng)啟動(dòng)，手動(dòng)停止、全部停止；而在自動(dòng)控制模式下，這任務(wù)由啟動(dòng)程序來(lái)完成．在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)給出電機(jī)狀態(tài)信號(hào)和電機(jī)故障信息指示，能極大地減少設(shè)備維護(hù)的工作量．因此把電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、電機(jī)故障指示也作為建立該功能模塊的輸出．包括模式選擇、模式工位指示、對(duì)象功能測(cè)試按鈕、電機(jī)故障顯示、電機(jī)狀態(tài)顯示．形成輸出執(zhí)行元件屬性表1．再針對(duì)具體每個(gè)工序電機(jī)，分配相應(yīng)的背景數(shù)據(jù)DB，記錄當(dāng)前特定控制工序電機(jī)的相應(yīng)特征屬性，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能在STEP7程序中的調(diào)用[4] ．
3.2 系統(tǒng)中起工藝工序流程傳遞的功能劃分與組織
3.2.1啟?？刂瞥绦?
該設(shè)備啟動(dòng)時(shí)應(yīng)按序依次啟動(dòng)，先啟動(dòng)除塵電機(jī)→輸送帶電機(jī)→開(kāi)松裝置電機(jī)→分離振篩電機(jī)→切刀電機(jī)→剖切輪電機(jī)→排序振篩電機(jī)→最后啟動(dòng)喂料部分供料電機(jī)；停車時(shí)應(yīng)該先停止喂料部分，最后才能停止分離振篩．程序上這樣設(shè)計(jì)是為了盡量減少對(duì)來(lái)料的浪費(fèi)．同樣原因，除開(kāi)有立即停機(jī)外，停機(jī)程序延時(shí)也按工藝固有順序?qū)U煙支按一定的次序撤出，盡量將分離的煙絲輸送出來(lái)，工序之間的投入通過(guò)程序延時(shí)進(jìn)行傳遞．如圖2所示．
3.2.2 工藝配方處理程序
對(duì)FY113喂料部分、切刀裝置、開(kāi)松裝置工藝配方的管理，程序上采取牌號(hào)處理方式．在HMI觸摸屏上建立20個(gè)牌號(hào)管理空間，支持牌號(hào)編輯、牌號(hào)選擇、當(dāng)前牌號(hào)讀寫等功能．根據(jù)模塊化編程的特點(diǎn)，同樣是采取功能塊編程方式來(lái)處理，首先程序上開(kāi)辟20個(gè)牌號(hào)的數(shù)據(jù)管理區(qū)DB（1～20），定義功能塊相關(guān)輸入?yún)?shù)：牌號(hào)讀數(shù)據(jù)區(qū)編號(hào)、牌號(hào)寫數(shù)據(jù)區(qū)編號(hào)、數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度、牌號(hào)源信息、牌號(hào)目標(biāo)信息．采取地址指針?lè)绞阶x寫所要管理的牌號(hào)，這樣大大簡(jiǎn)化程序繁雜度，提高程序的可讀性．
3.2.3 堵塞保護(hù)處理程序
對(duì)回收機(jī)切刀裝置、開(kāi)松裝置高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行保護(hù)，利用運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的高頻信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)[5] ，低于程序設(shè)定值來(lái)判定該裝置是否堵塞，防止損壞高速旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)部件．
3.2.4 設(shè)備操作管理權(quán)限處理程序
對(duì)設(shè)備供應(yīng)商、設(shè)備管理員、設(shè)備操作員分別分配不同操作使用權(quán)限，主要對(duì)特殊工藝配方進(jìn)行管理及系統(tǒng)異常情況下系統(tǒng)參數(shù)的保護(hù)與恢復(fù)．
4 總結(jié)
采用模塊化方式進(jìn)行編程，可以大大減少程序編輯量，縮短程序開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低編程誤操作發(fā)生率，在設(shè)備功能擴(kuò)展的時(shí)候，也只要針對(duì)性地修改相應(yīng)功能塊，而無(wú)需大范圍的調(diào)整程序結(jié)構(gòu)，提高了程序的移植性與重用性，這給控制系統(tǒng)程序的調(diào)試與管理帶來(lái)不少方便，極大地縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間．
參考文獻(xiàn):
[1]廖常初.S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：機(jī)械電子工業(yè)出版社,2005．
[2]荷蘭ITM公司．DELPHI400機(jī)械、電氣設(shè)備操作手冊(cè)[Z].2004.
[3]德國(guó)西門子公司．語(yǔ)句表（STL）編程手冊(cè)[Z].2006．
[4]SIMATIC Programming with STEP7 V5.3 Manual,2006.
[5]德國(guó)西門子公司．S7-300-CPU-31XC技術(shù)參數(shù)[Z].2003．
（轉(zhuǎn)載）
