一． 項目簡介
1． 上海方電科技發(fā)展有限公司是一家由繼續(xù)設(shè)計，計算機軟硬件及自動化專業(yè)等高級技術(shù)人員組成的科技公司,，主要從事簾帆布浸膠機設(shè)備及涂層設(shè)備的設(shè)計,、開發(fā)和制造,。該項目于2006初確定，3月開始實施,，5月完成交付使用,。
2． 用戶單位：河南尉氏久龍橡塑集團有限公司，地處河南開封尉氏縣,，年產(chǎn)三角帶以生產(chǎn)各種規(guī)格三角帶為主?，F(xiàn)有平版硫化機72臺,，硫化罐50臺,。久龍橡塑集團年生產(chǎn)三角帶達7000萬A米，處于行業(yè)領(lǐng)先地位,。橡膠三角帶的質(zhì)量與硫化時間有關(guān),，硫化時間不能少，也不能太長,。為保證質(zhì)量,，采用了 硫化計算機監(jiān)控系統(tǒng)。
3． 三角帶的規(guī)格繁多,，小型的,，采用模具固定，在硫化罐中加壓,、加熱并保持一定硫化時間一次完成,。對大型三角帶，由于尺寸大,，模具費用高,，一般采用平版硫化機分段硫化。同時對6－8根三角帶進行硫化,，一段硫化完成后,，轉(zhuǎn)動三角帶到下一段。反復(fù)5－10次才能對整根三角帶都硫化一遍,。為了更好的達到質(zhì)量要求,，工藝要求進行2遍硫化，分別為一次硫化和二次硫化,。兩次硫化時間各不相同,。監(jiān)控系統(tǒng)要求能對所有的硫化機和硫化罐的硫化時間進行設(shè)定，同時能實時觀察實時硫化時間,。硫化到時發(fā)出提示信號,。對硫化時間不到或超過一定時間的設(shè)備，有報警輸出。保存每次硫化的設(shè)定值和實際時間值,，便于進行質(zhì)量跟蹤,。
4． 系統(tǒng)配置：
DELL商用機一臺，配CP5611卡
操作系統(tǒng)：WinXP Professional SP2
S7－224 2臺,，另配多個數(shù)字擴張模塊
軟件：WinCC V6.0 SP1中文版,、S7-200 PC Access SP2。WinCC通過OPC方式,，對S7－224進行讀寫,，所有的控制由224完成。
5． 現(xiàn)場設(shè)備照片
二． 控制系統(tǒng)構(gòu)成
1． 硫化機車間共有72臺硫化機,，每臺硫化機有壓力信號和2次硫化選擇信號兩點輸入,，一點到時提示輸出。配1臺S7-224+DI/DO模塊,，由于輸入點太多,，采用動態(tài)掃描輸入。硫化灌車間共有50臺硫化灌,，每臺硫化罐有一點壓力信號輸入,，一點到時提示輸出。配1臺S7-224+DI/DO模塊,。通訊口地址分別設(shè)定為3,、4，波特率：187.5K,。
上位機位于車間辦公室,，PLC分別安裝于兩個車間，采用總線連接器和總線電纜與S7-224程控器相連,，CP5611配置為MPI通訊,，波特率：187.5K。電纜總長約200米,。
2． 系統(tǒng)的硬件配置圖,，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，應(yīng)用中的監(jiān)視畫面,。
硫化機硫化時間設(shè)定畫面：
硫化機實時數(shù)據(jù)顯示：
硫化罐實時數(shù)據(jù)顯示：
故障記錄：
硫化機歷史記錄：
三． 控制系統(tǒng)完成的功能
1. 對硫化機來說由于機臺數(shù)量多,，筆者應(yīng)用西門子程控器編程所特有的庫程序，將8臺設(shè)備為一組,，先編制庫程序,。為簡化編程，在庫程序中要求輸入編號,，V區(qū)中為每個硫化機子程序保留30個字節(jié)暫存區(qū),，為每個硫化罐子程序保留20個字節(jié)暫存區(qū)，用于保存8臺機組的運行狀態(tài),、硫化計時,、硫化時間到達輸出提示、硫化時間出錯輸出報警及及硫化過程結(jié)束輸出歸檔信號等,。72臺硫化機共調(diào)用9次,，編號為0－8。52臺硫化罐調(diào)用7次,，編號0－6,。
輸入：
編號 雙字，根據(jù)編號分配緩存區(qū)地址
壓力信號 字,，輸入壓力和二次硫化信號,，8臺硫化機共16位。
運行狀態(tài) 雙字,，采用間接尋址,，用&vbxxxx格式輸入，硫化機實際運行狀態(tài),，將當(dāng)前輸入狀態(tài)保存,，用于判斷邊緣。
時間設(shè)定 雙字,，采用間接尋址,，用&vbxxxx格式輸入，一二次硫化設(shè)定時間（字）
實際時間 雙字,，采用間接尋址,，用&vbxxxx格式輸入，一二次硫化實際時間（字）
硫化次數(shù) 雙字,，采用間接尋址,，用&vbxxxx格式輸入,，一二次硫化次數(shù)（字節(jié)）
輸出：
報警輸出 字，每臺硫化機2個位,，分別代表一二次硫化時間故障
次數(shù)報警 字節(jié),，兩次硫化次數(shù)不等時報警
完成輸出 字節(jié)，硫化到時輸出提示信號
一次脈沖 字,，一次硫化卸壓時輸出5秒脈沖,，用于歸檔
二次脈沖 字，二次硫化卸壓時輸出5秒脈沖,，用于歸檔
次數(shù)脈沖 字節(jié),，當(dāng)二次硫化信號消失時為二次硫化結(jié)束，輸出3秒脈沖,，用于歸檔
2. 由于采用了庫程序,，S7-224的編程比較簡單。需要注意的是符號定義,，對符號采用連續(xù)成塊的定義,。這樣既便于了PC Access的變量讀取，也方便WinCC的變量的添加和使用,。
3. 庫程序的編制難點在于對8臺機組進行計時,。信號輸入，每臺硫化機有2點輸入（壓力,、二次硫化選擇）共16位一個字,，時間設(shè)定采用間接尋址方法輸入地址，實際硫化時間也是采用間接尋址方法,，輸出端不能輸入地址信號,，是通過輸入端送入。對每臺設(shè)備的硫化時間的計時,，由于庫程序無法使用計時器,，筆者采用字加1的辦法實現(xiàn)計時，只要保證子程序每秒運行一次,，則該數(shù)字就是實際時間,，時間單位為秒。
硫化機庫庫程序簡介：
程序運行,，需要30個字節(jié)內(nèi)存保存運行時的數(shù)據(jù),，實時時間計時保存，每臺一個字,，共16個字節(jié),。輸出報警狀態(tài)暫存2個字節(jié)，當(dāng)前運行狀態(tài)保存,，每臺2位,，共16位2個字節(jié),。硫化次數(shù)保存,，每臺一個字節(jié),，共8個字節(jié)。2次硫化次數(shù)不一致時的次數(shù)報警暫存1個字節(jié),。共29個字節(jié),，保留1個字節(jié)。其存儲器起始地址,，由庫程序調(diào)用時定義,。
以1＃－8＃硫化機為例，計時處理,，IW0是輸入信號,，VW2000是1＃一次硫化設(shè)定時間，VW2002是1＃二次硫化時間設(shè)定,。VW2400是1＃一次實際硫化時間,，VW2402是1＃二次實際時間。采用&vb2000和&vb2400輸入庫程序,。在每次運行,，先將壓力信號移到LW29臨時寄存器，L29.0是1＃機壓力信號,，L29.1是1＃機的二次硫化信號,。只要有壓力信號就對計時保存字加1，并根據(jù)L29.1狀態(tài)分別將當(dāng)前時間送到實際時間地址中（間接尋址輸入程序）,。當(dāng)實際時間到達設(shè)定時間時,，對提示位置1，一旦壓力信號為0時,，提示位復(fù)位,，同時根據(jù)狀態(tài)暫存位狀態(tài)判斷是否首次為0，是首次為0,，運行比較程序段,，比較時間值，小于設(shè)定值或大于一定值輸出報警位,，同時硫化次數(shù)加1,。每循環(huán)一次，LW29右移2位,，實際時間地址的間接尋址數(shù)加4,。循環(huán)8次，可以對8臺硫化機處理完,。
由于庫程序中要處理多種位信號和數(shù)字,，在循環(huán)處理時,，必需做到一一對應(yīng)，程序結(jié)束時,，將當(dāng)前運行狀態(tài)信號,、時間報警狀態(tài)，次數(shù)報警狀態(tài)及歸檔脈沖信號保留至?xí)捍鎯?nèi)存相應(yīng)地址中,。在編制時,，多次對試驗后的結(jié)果進行調(diào)整，造成內(nèi)容繁雜,，有些內(nèi)容可以簡化,，但是在程序中，用了大量的臨時地址,，一旦改動輸入輸出的數(shù)量和數(shù)據(jù)格式,，會造成L地址的變動。鑒于現(xiàn)程序在實際應(yīng)用中工作正常,，為避免產(chǎn)生差錯,，也就保留一下多余程序段。具體參見附件程序,。
四． 項目運行
系統(tǒng)于2006年5月投入工作,，運行情況良好，用戶感到使用方便,。集中監(jiān)控系統(tǒng)使得車間工藝員更便于管理,，只需要在車間辦公室就可對所有設(shè)備進行時間設(shè)定和監(jiān)視。均比以前有了很大的提高,。更直觀,，更可靠。保證了三角帶的硫化時間,，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,。同時，通過歷史數(shù)據(jù)的分析,，可以優(yōu)化品種的搭配,，直接提高了產(chǎn)量，增加效益,。
五． 應(yīng)用體會
1． 對庫程序的編制有了更深刻的了解,，在編制8臺硫化機的庫程序時，先對一臺進行編程,，然后再循環(huán)運行,。為了保證能一一對應(yīng)，先將信號輸入字,，暫存臨時地址,，每次均以L0.0和L0.1作為當(dāng)前信號輸入處理,，并在每次循環(huán)時右移2位。循環(huán)結(jié)束后并將其保存在緩存區(qū)中,，以便下次調(diào)用時作比較用,。
2． 計時處理：庫程序不能采用定時器，就采用字加一來計時,。定義庫程序每秒運行一次,，則字中的數(shù)字就是時間,，單位是秒,。為了對應(yīng)，硫化時間的設(shè)定也是以秒為單位,。通過字比較,，可以判斷硫化到時或出錯。筆者采用定時中斷,，100mS中斷一次,，1秒為一個周期。子程序分時運行,，保證每100mS只運行一個編號子程序,，所有子程序每秒運行一次。在實際使用中,，其時間誤差為1秒,。
3． 庫程序中需判斷信號輸入的首次和結(jié)束，庫程序無法采用邊沿指令,，筆者采用信號輸入位與暫存信號位比較來確定,。當(dāng)信號輸入位是1，暫存信號位是0,，此時就是首次信號輸入,，運行首次程序段，并對暫存位置位,。當(dāng)信號輸入位是0,，暫存信號位是1，此時就是信號輸入結(jié)束,，運行結(jié)束程序段,，并對暫存位復(fù)位。
4． 項目的硫化時間數(shù)據(jù)保存要求,，對過程時間記錄毫無意義,，只需要每次硫化結(jié)束時保存結(jié)果數(shù)據(jù)。WinCC的故障記錄和數(shù)據(jù)歸檔,，采用觸發(fā)歸檔,，由程序給出一個脈沖信號進行觸發(fā),。這樣數(shù)據(jù)量少，查找方便,。
5． PC Access作為S7-200程控器的OPC服務(wù)器,，對與200通訊有一個缺點。開始做試驗時,，用一臺S7-200只進行數(shù)據(jù)移動運行,，PC Access組態(tài)對PLC讀寫，在WinCC上觀察從數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)讀出,，其響應(yīng)速度很快,。后將兩臺PLC的變量全部配置好，在公司進行模擬運行,，發(fā)現(xiàn)運行速度很慢,，數(shù)據(jù)輸入到顯示要等上近20秒！反復(fù)檢查硬件和軟件都沒有問題,，當(dāng)時幾乎想放棄使用PC Access改用別的OPC,。直到后來訂貨的2臺PLC到齊后，全部連上再次試其通訊速度又很快,。分析后發(fā)現(xiàn)是通訊等待響應(yīng)問題,。原來在以前試驗時，只接了一臺PLC,，PC Access在通訊時,，對不存在的PLC通訊會反復(fù)進行，大量的時間浪費在這上面,！建議PC Access應(yīng)能設(shè)定通訊重試間隔時間,，并對每次通訊重發(fā)次數(shù)進行限制。這樣會給現(xiàn)場調(diào)試使用帶來方便,。
六． 結(jié)束語
首次使用WinCC配PC Access,，深感其使用方便，尤其是變量的導(dǎo)入,，幾乎不需花費時間,，幾分鐘就全部完成。為底端PLC也能用上高端的組態(tài)軟件提供了良好的應(yīng)用條件,，便于開發(fā)出更多的產(chǎn)品,。