基于組態(tài)技術(shù)的PLC系統(tǒng)開發(fā)

成新利　王玉霞

摘 要 本文介紹了利用組態(tài)技術(shù)連接西門子PLC系統(tǒng)平臺，提出使用組態(tài)王軟件控制光伏配料系統(tǒng)，通過運(yùn)行檢驗(yàn)，可以滿足實(shí)際的需要。

【關(guān)鍵詞】組態(tài)王 西門子PLC系統(tǒng) 光伏配料控制

1 概述

目前，西門子PLC控制系統(tǒng)中，組態(tài)軟件基本都是用wincc或者使用Flexible wincc，很少使用其他的組態(tài)軟件作為控制平臺。在光伏配料控制系統(tǒng)中，配料系統(tǒng)除了要求配方管理、報表功能、動畫演示、報警等功能外，還要求配方實(shí)現(xiàn)逐行實(shí)時打印。由于西門子組態(tài)軟件且不支持逐行打印功能。亞控公司推出的“組態(tài)王”軟件用來監(jiān)控西門子PLC系統(tǒng)對象，除了滿足以上全部功能外，它還具有成本低、免維護(hù)、靈活多樣、形象直觀等優(yōu)點(diǎn)。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

利用“組態(tài)王”軟件控制西門子PLC系統(tǒng)，是指在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行事先編寫好的“組態(tài)王”應(yīng)用程序，通過組態(tài)王內(nèi)置接口直接連接到西門子的PLC系統(tǒng)中，借助計(jì)算機(jī)屏幕觀察控制過程與結(jié)果。

上位機(jī)配有“組態(tài)王6.5”軟件和西門子編程軟件STEP7，“組態(tài)王”軟件通過Profibus-DP接口與西門子PLC之間進(jìn)行通信，并監(jiān)控PLC所有存儲器、控制器及I/O接口的狀態(tài)，以變量值的形式傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，供上位機(jī)使用、處理。

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

利用“組態(tài)王”軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，被組態(tài)對象不僅可以接受由PLC發(fā)出的控制信號，如邏輯開關(guān)信號、繼電器控制信號、脈沖信號和各種數(shù)值信號等，還能按照程序的算法以動畫、數(shù)值、文字、標(biāo)尺等形式在計(jì)算機(jī)屏幕上反映出PLC的控制過程與結(jié)果，可以直接從屏幕上觀察PLC的控制結(jié)果正確與否；“組態(tài)王”亦可向PLC發(fā)出各種命令信號，如邏輯開關(guān)控制信號、繼電器開關(guān)信號、中斷信號及位置信號等。“組態(tài)王”還能以按鈕、滑動標(biāo)尺、數(shù)值輸入及單選框、復(fù)選框等形式向PLC發(fā)出各種命令和輸出各種參數(shù)，以配合PLC的控制，反映PLC與被控對象及控制結(jié)果之間的關(guān)系。

要使畫面中各圖素能夠生動、逼真的運(yùn)動或顯示，在“組態(tài)王”中需定義一些內(nèi)存變量與外部I/O變量進(jìn)行配合，并通過在其應(yīng)用程序命令語言中書寫程序控制自己的應(yīng)用程序，驅(qū)動畫面。

4 開發(fā)要求

利用組態(tài)王軟件控制西門子PLC系統(tǒng)，組態(tài)軟件開發(fā)要求實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）組態(tài)畫面編輯要求：配料現(xiàn)場有7臺配料自動電子稱，14個自動加料料倉，2臺混合攪拌機(jī)，多個斗提機(jī)，一臺布料小車，8臺爐前自動加料機(jī)。自動電子稱上顯示測量值。加料時動畫顯示加料機(jī)，動畫顯示斗提機(jī)、布料小車、傳輸皮帶及混合攪拌機(jī)，設(shè)備啟動時動態(tài)顯示運(yùn)行的設(shè)備。

（2）獲得授權(quán)后的用戶可以用鼠標(biāo)點(diǎn)擊屏幕上的“開始配料”按鈕，給西門子發(fā)出啟動配料的輸入信號。PLC接到信號后，經(jīng)過邏輯控制運(yùn)算，按照設(shè)定的配方計(jì)量及配料的次數(shù)啟動設(shè)備，進(jìn)行配料生產(chǎn)。完成設(shè)定配料次數(shù)后，配料生產(chǎn)線自動停止，等待下一個新的啟動命令。

（3）配方要求。配方有硅砂、白云石、純堿、石灰石、長石、芒硝、碎玻璃等項(xiàng)目，配方要具有存儲配方功能，調(diào)取配方功能，修改配方功能等。配方修改或設(shè)定時須有有兩個管理員的同時授權(quán)才能設(shè)定配方和修改配方。

（4）報表要求。系統(tǒng)啟動后，記錄當(dāng)前時間、采用配方的數(shù)據(jù)，實(shí)際已經(jīng)配好料的次數(shù)，并自動生成可查詢的報表，通過查詢功能調(diào)取當(dāng)天或以前系統(tǒng)運(yùn)行時配料的數(shù)據(jù)。按照早班、中班、夜班的格式記錄當(dāng)班的產(chǎn)量，將數(shù)據(jù)應(yīng)該保存到指定位置，記錄數(shù)據(jù)隨意禁止修改。

（5）要求每次配料前，打印機(jī)逐行打印當(dāng)前配方數(shù)據(jù)。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與完整性，要求在每次自動配料前，將粉料配方打印出來，這種設(shè)計(jì)增加數(shù)據(jù)的可追述性，打印時需要顯示開始配料的時間，每個料方的具體數(shù)量。

（6）警報要求。有兩種報警信息，一種是即時顯示故障信息，故障消除后報警信息自動消除。另一種歷史報警信息，記錄所有的報警信息。設(shè)備故障后，組態(tài)軟件上顯示故障位置（顯示紅色報警、閃爍），將報警信息記錄到報警信息表中，通過按鍵能夠在報警信息表中查詢報警發(fā)生時的詳細(xì)信息。

5 開發(fā)過程

組態(tài)王畫面上的對象圖素建立了動畫連接。組態(tài)畫面顯示料倉、電子稱、傳送皮帶、混合攪拌機(jī)、斗提機(jī)、加料機(jī)、布料小車等?！敖M態(tài)王”與西門子PLC能進(jìn)行通信設(shè)置，保證通訊達(dá)到最優(yōu)化效果。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）計(jì)算機(jī)上安裝西門子通訊卡CP5611和組態(tài)王軟件，硬件連接時選用西門子提供的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換接頭和通訊電纜進(jìn)行硬件連接。按照配料系統(tǒng)給出的控制要求，在組態(tài)王中定義與西門子PLC通訊變量，依次在變量表中建立。建立的變量數(shù)據(jù)類型要和PLC中輸入輸出的變量類型匹配。

（2）在組態(tài)畫面上組態(tài)倉、電子稱、傳送皮帶、混合攪拌機(jī)、斗提機(jī)、加料機(jī)、布料小車等要素，組態(tài)畫面盡可能形象，重要設(shè)備要醒目。

（3）使用西門子編程軟件STEP7編寫自控程序，編寫程序時首先選用梯形圖，除非必須情況下選用語言表編寫。編寫程序是要注意配料系統(tǒng)啟動和停止的順序，配料系統(tǒng)正常啟動時，要先啟動后面的設(shè)備如一次啟動加料機(jī)、斗提機(jī)、傳輸皮帶、混料機(jī)、配料電子稱等，停止時先停前面的設(shè)備，然后逐次依序停止設(shè)備。

（4）PLC程序編制完成后，要進(jìn)行調(diào)試修改。首先，利用PLC編程軟件中的“編譯”命令，檢查PLC程序是否有語法錯誤，如果沒有再將程序下載到PLC中；其次，利用PLC編程軟件中的“監(jiān)控”和“強(qiáng)制”命令，調(diào)試PLC程序，結(jié)合組態(tài)畫面驗(yàn)證PLC程序正確與否。

6 結(jié)論

使用組態(tài)王代替西門子的組態(tài)軟件，能夠滿足配料系統(tǒng)要求。此外，組態(tài)王內(nèi)置的逐行打印功能，使用非常方便，可省去為實(shí)現(xiàn)逐行打印功能，采取二次開發(fā)的費(fèi)用。

作者簡介

成新利（1974-），男。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為河南安彩高科有限公司電氣工程師。

作者單位

1.河南安彩高科有限公司 河南省安陽市 455000

2.安陽市眼科醫(yī)院 河南省安陽市 455000