基于PLC與組態(tài)技術(shù)的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制真空吸砂機(jī)的實(shí)現(xiàn)

　　摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)大大提高；以前在工業(yè)上采用繼電器控制的自動(dòng)化控制技術(shù)，被如今的PLC-可編程控制器代替已經(jīng)成為趨勢(shì)；今后，利用組態(tài)工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控軟件遠(yuǎn)程操控機(jī)器、讓操作人員遠(yuǎn)離機(jī)器所在工作現(xiàn)場(chǎng)，不受粉塵、噪音等環(huán)境因素制約也將成為必然。該文將主要闡述用組態(tài)軟件遠(yuǎn)程控制“海聯(lián)HL-75型真空吸砂機(jī)”PLC的方法，以及在組態(tài)軟件操控畫面中一系列“元素”的制作、最后實(shí)現(xiàn)對(duì)“真空吸砂機(jī)”的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。
　　關(guān)鍵詞：PLC；組態(tài)技術(shù)；遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制；真空吸砂機(jī)
　　中圖分類號(hào)：TP301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)17-4270-03
　　隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)大大提高；以前在工業(yè)上采用繼電器控制的自動(dòng)化控制技術(shù)，被如今的PLC-可編程控制器代替已經(jīng)成為趨勢(shì)；今后，利用組態(tài)工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控軟件遠(yuǎn)程操控機(jī)器、讓操作人員遠(yuǎn)離機(jī)器所在工作現(xiàn)場(chǎng)，不受粉塵、噪音等環(huán)境因素制約也將成為必然。筆者主要是結(jié)合了自身所在公司使用的“海聯(lián)HL-75型真空吸砂機(jī)”，對(duì)基于其使用的“歐姆龍CPM1A-20CDR-A-V1”型的PLC與組態(tài)技術(shù)的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了闡述。
　　1關(guān)于“海聯(lián)HL-75”型真空吸砂機(jī)
　　制造大型萬噸船舶的“船體分段”在噴漆前必先進(jìn)行一道“噴砂除銹”工序；“海聯(lián)HL-75型真空吸砂機(jī)”就是用來清除或回收這些進(jìn)行“噴砂除銹”工序時(shí)、散落在“分段”各角落里的砂丸、雜質(zhì)等等。它的運(yùn)行是根據(jù)其真空泵的工作條件由“歐姆龍CPM1A-20CDR-A-V1”型的PLC自動(dòng)控制；因此該真空吸砂機(jī)，不僅可以按照編好的程序進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行，而且，它還可以被用來遠(yuǎn)程操控。
　　2遠(yuǎn)程控制原理
　　基于PLC與組態(tài)技術(shù)的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制真空吸砂機(jī)的控制原理是：在裝有歐姆龍PLC編程軟件《CX-PROGRAMMER 9.0》和組態(tài)工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控軟件《組態(tài)王6.53》的普通電腦里，用《CX-PROGRAMMER 9.0》編程軟件，在該P(yáng)LC的原始程序基礎(chǔ)上，編輯一個(gè)新的能控制并能在電腦上仿真“真空吸砂機(jī)”實(shí)際運(yùn)行效果的PLC程序，下載到該P(yáng)LC中；再用《組態(tài)王6.53》軟件，在電腦屏幕上制作一個(gè)以圖形的方式直觀顯示、并能用鼠標(biāo)控制該P(yáng)LC的“工程程序”；運(yùn)行并操控這“工程程序”，就能控制PLC的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)真空吸砂機(jī)的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。
　　3程序制作
　　3.1所需軟、硬件及主畫面
　　3.1.1軟件
　　制作“遠(yuǎn)程控制程序”的組態(tài)工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控軟件《組態(tài)王6.53》以及用來編輯新PLC程序的歐姆龍編程軟件《CX-PROGRAMMER 9.0》
　　3.1.2硬件
　　歐姆龍CPM1A-A-V1型PLC可編程控制器以及將歐姆龍PLC與電腦COM口相連的專用連接線。
　　3.1.3畫面圖片
　　為了仿真“海聯(lián)HL-75型真空吸砂機(jī)”的實(shí)際操作及運(yùn)行效果，必須制作一幅能全面反映該真空吸砂機(jī)各部件實(shí)際運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)效果的主畫面圖片
　　3.2制作步驟
　　1）用歐姆龍CPM1A的PLC專用連接線將PLC與電腦的COM1端口連接起來；并給PLC輸入220v電源；
　　2）用歐姆龍《CX-PROGREAMMER9.0》編程軟件編輯一個(gè)新的能控制并能在電腦上仿真“真空吸砂機(jī)”實(shí)際運(yùn)行效果的PLC程序，下載到該P(yáng)LC中；
　　3）使用《組態(tài)王6.53》軟件創(chuàng)建一個(gè)“新工程”，命名為：“遠(yuǎn)程控制真空吸砂機(jī)”；并對(duì)這一“新工程”的COM1端口設(shè)置好與所選歐姆龍CPM1A的PLC通信的必要參數(shù)；再根據(jù)“海聯(lián)HL-75型真空吸砂機(jī)”的電器控制原理圖，對(duì)每一個(gè)“開關(guān)”、“指示燈”等動(dòng)態(tài)元件，建立一個(gè)與該P(yáng)LC一一關(guān)聯(lián)的“數(shù)據(jù)詞典”；
　　4）再在新建畫面中導(dǎo)入用PS做的主畫面合成圖（如下圖），并在圖中創(chuàng)建一系列與圖中各元件對(duì)應(yīng)的“指示燈”、“按鈕”、“開關(guān)”、“馬達(dá)旋轉(zhuǎn)”、“砂位升降”等元器件；
　　5）最后將各元器件按照“海聯(lián)HL-75型真空吸砂機(jī)”運(yùn)行時(shí)的控制原理，建立與“數(shù)據(jù)詞典”或“動(dòng)畫配置”一一對(duì)應(yīng)的“動(dòng)畫連接”；
　　6）保存。
　　表1數(shù)據(jù)詞典參數(shù)
　　4元器件制作
　　如下圖：“海聯(lián)HL-75型真空吸砂機(jī)”的歐姆龍CPM1A-20CDR-A-V1型PLC除了有一個(gè)數(shù)據(jù)通信接口外，還有12個(gè)輸入點(diǎn)和8個(gè)輸出點(diǎn)接口；實(shí)際使用的X0—X6的七個(gè)輸入點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)：“起動(dòng)”、“停止”、“手動(dòng)噴吹”、“自動(dòng)噴吹”等輸入開關(guān)和“相序”、“過載”、“低氣壓”等保護(hù)繼電器。而Y0—Y7的8個(gè)輸出點(diǎn)則分別控制：“馬達(dá)”、“星起動(dòng)”、“三角運(yùn)行”等接觸器和“卸荷閥”、“噴吹1”、“噴吹2”、“噴吹3”、“噴吹4”等電磁閥。這些開關(guān)量元件的制作只要與PLC的輸入輸出點(diǎn)建立關(guān)聯(lián)即可；而其它象“計(jì)時(shí)器”、“真空表”、“馬達(dá)旋轉(zhuǎn)”、“砂位升高”、“料位計(jì)”旋轉(zhuǎn)、等模擬量元件，則需要重新編寫PLC程序才能控制并使其“運(yùn)動(dòng)”起來。還有“管道的流動(dòng)”、“氣動(dòng)閥的開關(guān)”、“時(shí)間日歷的顯示“等等，則可以用《組態(tài)王6.53》軟件結(jié)合PLC的輔助繼電器輸出或動(dòng)畫配置來完成。以下列舉一些“模擬量”元件的制作方法。
　　圖1“HL-75”型真空吸砂機(jī)的PS組合圖
　　4.1計(jì)時(shí)器的制作
　　在新編的PLC程序里加入CNT計(jì)數(shù)語句；根據(jù)“真空吸砂機(jī)”馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)、最高計(jì)數(shù)9999小時(shí)，精度0.1的運(yùn)行情況，（在Y0有輸出時(shí)）將這一計(jì)數(shù)數(shù)值經(jīng)過數(shù)學(xué)換算，然后用模擬值形式顯示出來。
　　4.2真空表的制作
　　在新編的PLC程序里加入CNT計(jì)數(shù)語句；根據(jù)“真空吸砂機(jī)”卸荷閥關(guān)閉時(shí)逐步產(chǎn)生真空度、額定真空度為0.06MPa的顯示值，（在Y3有輸出時(shí)）將這一計(jì)數(shù)數(shù)值經(jīng)過數(shù)學(xué)換算后，用“儀表指針轉(zhuǎn)動(dòng)”的形式顯示出來。
　　4.3馬達(dá)皮帶輪旋轉(zhuǎn)的制作
　　在新編的PLC程序里加入CNT計(jì)數(shù)語句；根據(jù)“真空吸砂機(jī)”馬達(dá)運(yùn)行時(shí)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的方向，（在Y0有輸出時(shí)）使馬達(dá)皮帶輪和真空泵皮帶輪旋轉(zhuǎn)起來?！傲衔挥?jì)”（砂位計(jì)）的轉(zhuǎn)動(dòng)制作與馬達(dá)皮帶輪旋轉(zhuǎn)的制作相似。
　　4.4砂位堆積升高的制作
　　在新編的PLC程序里加入CNT和TIM計(jì)數(shù)語句；根據(jù)“真空吸砂機(jī)”工作時(shí)，吸進(jìn)砂丸后集砂罐內(nèi)砂位慢慢堆積的情況，（在Y3有輸出時(shí)）將這一計(jì)數(shù)數(shù)值經(jīng)過數(shù)學(xué)換算后，用砂?！疤畛洹钡男问?，顯示出砂罐內(nèi)砂位慢慢堆積，并用百分比的形式將這一數(shù)值顯示出來。
　　5遠(yuǎn)程操控真空吸砂機(jī)
　　在電腦上打開《組態(tài)王6.53》軟件，啟動(dòng)并運(yùn)行已建立的“遠(yuǎn)程控制真空吸砂機(jī)”工程程序（操控畫面如圖1）。
　　1）鼠標(biāo)未點(diǎn)擊“起動(dòng)”按鈕時(shí)：“停止”紅燈亮，“日歷”的時(shí)間與電腦系統(tǒng)時(shí)間同步：顯示“年月日時(shí)分秒”；
　　2）鼠標(biāo)點(diǎn)擊“起動(dòng)按鈕”后：“計(jì)時(shí)器”開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)精度為0.1小時(shí)；“停止”紅燈滅，“運(yùn)行”綠燈亮；KM1與KM3得電綠燈亮，“馬達(dá)皮帶輪”拖帶“真空泵皮帶輪”逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；“卸荷控制電磁閥”失電，“氣動(dòng)卸荷閥”開啟，真空泵進(jìn)氣口1#管道（通大氣）、真空泵出氣口2#管道（通大氣）流動(dòng)，表示真空泵空載運(yùn)行；10秒鐘后，KM3失電燈滅，KM2得電綠燈亮，表示馬達(dá)“星-三角”轉(zhuǎn)換；15秒后，“卸荷控制電磁閥”得電，綠燈亮，“氣動(dòng)卸荷閥”關(guān)閉，真空表逐步顯示0.06MPa，這時(shí)1#管道停止流動(dòng)、2#管道繼續(xù)流動(dòng)，真空泵的進(jìn)氣口改為濾筒出口3#管道和濾筒進(jìn)口4#管道以及旋風(fēng)除塵的吸砂進(jìn)口5#管道開始流動(dòng)，表示真空泵開始正常工作；這時(shí)，集砂罐內(nèi)的砂位會(huì)慢慢升高，并且砂位以百分比數(shù)值顯示出來；同時(shí)，集砂罐內(nèi)的砂位計(jì)開始慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)；
　　3）鼠標(biāo)點(diǎn)擊“噴吹開關(guān)”后：噴吹電磁閥的4個(gè)燈會(huì)依次閃亮，表示噴吹電磁閥開始工作，閃亮?xí)r間0.6秒，間隔時(shí)間8秒，循環(huán)重復(fù)，直到停機(jī)。
　　4）運(yùn)行過程中：鼠標(biāo)點(diǎn)擊“停止按鈕”（正常停機(jī)），“卸荷控制電磁閥”失電綠燈滅，“氣動(dòng)卸荷閥”開啟，馬達(dá)不停轉(zhuǎn)，真空泵進(jìn)口1#管道、真空泵出口2#管道流動(dòng)，表示真空泵卸載運(yùn)行；同時(shí)濾筒出口3#、濾筒進(jìn)口4#、吸砂進(jìn)口5#管道停止流動(dòng)；真空表為零；10秒鐘后停機(jī)，馬達(dá)停轉(zhuǎn)；“噴吹閥”停噴。如果鼠標(biāo)點(diǎn)擊“急停按鈕”，則立即停機(jī)，沒有10秒延時(shí)，故障紅燈亮。如果鼠標(biāo)點(diǎn)擊KM1下的“過載開關(guān)”，過載指示燈亮，且會(huì)正常停機(jī)。如果鼠標(biāo)點(diǎn)擊壓力繼電器的“低壓開關(guān)”，低壓指示燈亮，且會(huì)正常停機(jī)。如果鼠標(biāo)點(diǎn)擊料位儀的“料滿開關(guān)”，料滿指示燈亮，且會(huì)正常停機(jī)。如果（按設(shè)計(jì)累計(jì)運(yùn)行2小時(shí)后）集砂罐集滿，此時(shí)砂位不再升高，砂位計(jì)不再轉(zhuǎn)動(dòng)，砂位數(shù)值顯示100%，機(jī)器自動(dòng)停機(jī)，同時(shí)，報(bào)警畫面出現(xiàn)，通知清空砂罐。
　　6其它功能
　　1）此“遠(yuǎn)程控制真空吸砂機(jī)”工程程序不僅僅用來控制PLC