OMRON CompoBus/D器件網絡及可編程終端在全自動

一 概述
　　在彩色顯像管電子槍用金屬零部件清洗工藝中要用到全自動超聲清洗機。其主要特點是：
　　1． 清洗零件品種多，需要不同參數設置；
　　2． 工藝參數設置時需要口令保護，以限制操作權限。
　　3． 控制點，檢測點多且分散，其中有18個槽加熱控制，6個循環泵控制，3個機械臂運動電機，4個傳送帶電機，3個拋動電機，4個轉籃電機，8個槽超聲控制，34個傳感器，40多個手動開關，狀態指示燈。這些控制點都分散在不同位置。
　　4． 設備運行環境差，可靠性要求高。
　　5． 在傳統的集中控制方式中，傳輸電纜很多，安裝、調試、維修、使用都很不方便。
二 系統總體方案
近年來，現場總線控制系統以其巨大的技術優勢，在工業現場中得到了廣泛應用，在許多系統中將逐步取代傳統的PLC點對接線的控制方式。CompoBus/D是OMRON公司生產的一種開放型器件網絡，符合DeviceNet現場總線標準，配線時可以自由地使用T分歧或菊花鏈方式進行組合，只需一根4芯屏蔽電纜即可連接各節點，從而省去大量配線，節約了安裝時間和費用，更重要的是對運行的維護更為方便。CompoBus/D有豐富的從單元，只要符合DeviceNet標準的各廠商從單元都可以接到網上，可以自由選擇包括遠程I/O終端，模擬量終端，溫度傳感器終端等各種用途的從單元。所以在這次設計時，選用CompoBus/D器件網絡來實現各個點的分散控制。
可編程終端（PT）又稱觸摸式人機界面，是一種工控新產品，通過其上的觸摸開關和液晶顯示可以進行包括參數設置，手動操作，狀態指示等操作，可替代按鈕，定時器，計數器，指示燈等外部元件，用一根電纜可完成和PLC的通訊，節省PLC輸入輸出點，簡化配線。這次選擇OMRON公司可編程終端NT631C-ST141，來替代操作面板上繁多的操作按鈕，和指示燈，主要完成以下功能：
　　1．通過屏幕上設置的觸摸開關完成手動操作和各種功能選擇；
　　2．顯示設備的各種狀態；
　　3．顯示，設定和選擇各種工藝參數；
　　4．顯示報警及幫助信息。
三 系統設計與選型
　　 1．系統主機選用OMRON公司C200HG-CPU43，安裝在主控制柜中。
　　 CompoBus/D主單元選用C200HW-DRM21，安裝在PLC底板上。
　　 另外通過安裝在底板上的輸出單元來完成機械臂電機，拋動電機，的控制，轉籃電機用變頻器控制轉速，由PLC的通訊板 C200HW-COM06-V1串口A 和變頻器RS485串口進行通訊，完成變頻器參數設置。
2．選用5個溫度傳感器輸入單元DRT1-TS04P來完成溫度信號的輸入。1個單元可輸入4路溫度信號，它將溫度輸入信號轉換為二進制數據，用BCD（24）指令將其轉化為BCD碼存入DM區，可在觸摸屏上直接顯示。如果對溫度控制精度要求不高時，可以直接把溫度值和設定的上，下限來比較，通過遠程輸出終端DRT1-OD08控制加熱。當對溫度精度要求高時，可以編一個簡易PID控制程序來完成對加熱的控制。因清洗機加熱控制較多，我們用宏指令來編寫溫度控制程序，可以反復調用，其控制水溫可達到!1°C 。
3．選用7個遠程輸出終端DRT1-ID08來輸入液位信號，其他檢測信號，手動開關，用4個DRT1-OD08來完成加熱，循環泵，超聲的控制。
4．為保證系統安全性，設備的急停和啟動，停止，復位，手動/自動選擇等4個按鈕用傳統的按鈕開關，不通過觸摸屏，在操作盒上布置1個DRT1-IDO8單元來輸入這些信號。
所有從單元都根據排列需要分別就近安裝在各個分控制盒中，避免了復雜的布線，安裝，檢修非常方便。
四 網絡連接，設定要點
1．主單元安裝：主單元C200HW-DRM21作為PLC的一個特殊I/O單元，只要單元號不與另1個特殊I/O單元號沖突就可安裝在CPU或者擴展I/O機架底版的任何槽中，本次設計時安裝在靠近CPU的槽中。
2．從單元安裝：從單元可根據設計需要安裝在設備的不同部位，本設計中共使用各種從單元15個，分別安裝在7個控制柜和接線盒中。
3．通訊連接：CompoBus/D通訊通過1根4芯屏蔽電纜來完成，可以用OMRON 公司提供的專用電纜，也可以使用普通4芯屏蔽電纜RVVP 4x0.75，但一定要在網絡干線的末端使用終端電阻，以減少信號衰減，建立穩定的通訊。比較方便的辦法是在干線的末端附近配T型分支器，T型分支器上直接帶有終端電阻；另外也有排型終端電阻,如果在干線的末端6米內沒有T型分支器時，可以在這個位置上安裝排型終端電阻，從接點到終端電阻的電路長度盡量小于1米。
4．地址分配：CompoBus/D I/O分配可以用系統缺省分配，也可以由用戶設定分配。用戶設定分配時需要配置器，它能按接點地址任意順序在輸出區域和輸入區域分配地址。使用缺省分配時，地址是按照接點地址的順序從接點00開始按順序分配，分配字的規定依賴于PLC的型號。節點地址可通過單元上的DIP開關來設定。
五 觸摸屏通訊和畫面設計
觸摸屏NT631C，有A和B兩個串口，A口是RS-232C口，可用于連接支持工具和上位機。B口只能用于連接上位機，它可以由系統菜單中的內存開關的設置來選擇RS-232C（9針接口）或RS-422/485（端子板）通訊。兩個串口的通訊方法有：
　　 上位機鏈接 （HOST LINK）
　　 NT鏈接 （1：1）
　　 NT鏈接 （1：N）
連接支持工具時將串口A設置成 Host Link 或None。
連接上位機時可用上述三種通訊方法中的一種，具體鏈接方法可根據需鏈接的上位機的類型來選擇。筆者建議使用NT鏈接，它可以以位為單位讀寫PC內存區。
屏幕畫面主要采用OMRON公司提供的NTST軟件來完成。因為清洗機需顯示 操作內容太多，必須分屏顯示。本次設計采用的是菜單式分屏顯示。開機時直接顯示畫面1，主要顯示設備型號，公司名稱，標志等靜態信息。觸壓屏幕的左下腳[主菜單]按鈕可進入主菜單顯示。主菜單的中間顯示整個設備的平面圖，通過圖象燈，燈功能以動畫形式實現對泵，風機，加熱，轉籃的監控。屏幕上部顯示設備運行的狀態，包括定時器，清洗零件名稱，日期，傳感器狀態，報警等信息。當設備異常時，報警指示閃爍，押[報警]按鈕后可進入報警畫面，該畫面上做有報警列表和報警歷史。當設備報警時，在報警列表中顯示報警名稱，觸壓其可顯示詳細報警內容，包括幫助信息。報警歷史表中按報警發生的順序顯示報警名稱及相關信息。
在屏幕的下部做一排按鈕開關，可選擇不同子菜單，包括機械臂操作，加熱控制，循環泵控制，超聲控制，參數設定，維修信息等內容。每一子菜單根據需要再設置子菜單，限于篇幅，其它畫面不一一列舉。下面列出幾個典型的畫面供大家參考。
　　
　　圖1. 主監控畫面
　　
　　圖2. 加熱控制畫面
　　
　　圖3. 參數設置菜單
　　結束語
按以上方案設計的全自動超聲波清洗機已制造2臺，應用在彩色顯像管金屬零件清洗工藝中。自運行以來，系統運行可靠，極大的方便了使用，維護和工藝管理，提高了設備整體性能。
OMRON公司另外一種產品CompoBus/S是一種高速ON/OFF總線，和 CompoBus/D 比較，沒有溫度單元，不能和其他公司產品聯網，但價格經濟一點。在西安兄弟標準公司工業縫紉機清洗機中得到了應用了兩套CompoBus/S總線系統，與傳統的集中控制相比有明顯的優點。