三菱PLC和iFIX軟件在涂膠生產線自動化系統的應用

【摘要】
　　介紹了以三菱的PLC和GE的IFIX的組態軟件為核心的涂膠生產線監控系統的設計和實現方法。該系統在功能、性能和控制精度都是在生產線上的典型應用，投入運行后提高了生產線的工作效率。
　　
　　【關鍵詞】
　　PLC　IFIX　上位機
　　
　　　　在生產的過程中，各參數對涂布的質量有很大的影響，這些數據包括溫度、張力、瓦斯濃度等，涂膠制程參數反映到產品質量。現在只能通過現場人員書面記錄涂膠參數，由于機器事件的發生存在實時性，采用人工登記不能及時準確地反映各種異常數據，影響生產效率。為此設計了生產線的監控系統，對各參數進行集中監控，并保存數據進行分析。
　　
　　1　系統概述
　　　　系統主要由計算機、PLC、現場儀表和軟件四部分組成，系統的構成如下圖：
　　

　　　　整個生產線分為CP4、CP5、CP6、CP7、CP9、CP10六個部分，采用六套三菱QｎAｓ系列PLC進行控制，均采用以太網與上位機進行通訊，PLC采集現場儀表的信號和控制現場的設備，大部分為4－20mA的標準信號，并完成與服務器的數據交換。上位機部采用C/S結構，服務器和工作站之間采用10M~100M的以太網通訊技術，保證了數據傳輸的可靠性。HMI界面由GE FUNUC（GE Fanuc自動化軟件）的IFIX3.5C組態完成。
　　
　　2　系統的主要功能
　　1．數據采集功能　通過PLC完成現場儀表信號的采集。
　　2．設備控制功能　通過PLC能夠控制現場設備。
　　3．顯示功能　通過上位機的界面可以形象地反映現場設備的狀態和實時地顯示現場儀表的值。
　　4．報警功能　通過上位機的IFIX組態軟件可以實現當現場采集到的參數超過設定值時進行報警。
　　5．數據保存功能　可以將現場采集到的數據保存一定的時間，以便于分析和處理
　　6．報表打印功能　打印出的報表與原來手動操寫的表格一樣，增加了現場數據的準確性和增加了工人的工作效率。
　　3硬件設計
　　采用三菱QｎAｓ系列PLC，各套PLC的點數統計如下表：
　　

　　
　　PLC的模塊配置如下圖（以CP4為例）：
　　

　　　　考慮到以后系統的擴展，各種模塊的通道都有一定的余量。PLC的以太網通訊模塊配置有RJ45接口，方便網絡的連接。該系統PLC采用模塊化結構，配置靈活，功能齊全，運行可靠，具有良好的適應性和抗干擾能力，而且指令豐富，可以很方便地進行算術運算和邏輯控制。
　　　　服務器和工作站的計算機采用HP系列，采用C/S結構，服務器和工作站之間采用10M~100M的以太網通訊技術，保證了數據傳輸的可靠性。服務器完成對溫度、張力、風量、瓦斯濃度等參數的采集。工作站以表格、圖形和動畫的形式將現場的數據和設備的狀態實時的表現出來，并完成對數據的記錄、查詢和報表。系統可根據用戶的定義自動產生報警信息，并實時反映在計算機屏幕上，同時也可將目前操作現場發生的報警以聲光形式發出，通知操作人員對報警信息做出相應的處理。
　　
　　4硬件的優化措施
　　1．服務器和上位機配備山特的UPS，以保持電源的穩定性，在掉電情況下仍然可以維持服務器和上位機的運行。
　　2．對PLC采用凈化電源供電，提高了電磁兼容性。
　　3．采用合理的布線方式，信號線和電源線分開，以免信號線受到干擾。
　　4．通訊線采用超五類屏蔽雙絞線，防止通信過程中受到電磁的干擾。
　　
　　5軟件設計
　　5.1 PLC軟件設計
　　　　使用三菱的GX Developer編程軟件，用梯形圖的形式根據現場的實際情況進行編程。
　　
　　5.2上位機軟件設計
　　　　在服務器上和上位機上安裝有WINDOWS　XP系統，用GE公司的IFIX進行人機界面開發時都是在XP系統下進行，軟件的架構采用IFIX的C/S結構，因此兩臺計算機可以在相同的時間進入不同的系統進行獨立的操作，此操作不會影響到對方的機器，該種軟件架構可以使系統很容易的進行擴充，目前系統同一時間可完成對多套系統的操作，以后在要求同一時間對更多的系統進行操作時僅僅增加工作站就可以完成該要求，而服務器端不需要做任何的改動。服務器安裝IFIX　SCADA無限點運行版，IFIX的數據庫在服務器上，采集和記錄的最快速度可以達到1秒，上位機共享服務器的數據庫，因此上位機選擇IFIX運行版即可。
　　　　IFIX開發的人機界面分為主畫面和各分系統，主畫面是整條生產線的一個總貌，然后再細分為烘箱系統、張力系統、DIE系統。同時還有趨勢曲線、數據查詢、報警和報表的界面。報表采用EXCEL電子表格，可以保持表格和原來的表格相似。下圖為人機介面的主畫面。
　　

　　５結論
　　　　新的系統操作簡單，運行可靠，大大提高了生產效率，更好地保存了生產過程中的數據，便于日后進行分析。