博途軟件在隔膜泵項(xiàng)目中的應(yīng)用

張興國 趙小康 田磊 張宏中

摘 要：本文重點(diǎn)介紹西門子TIA博途軟件在實(shí)際項(xiàng)目中的使用和相關(guān)培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，通過博途TIA的方便快捷的硬件和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，分類清晰的指令編程以及功能豐富的軟件操作，大大地節(jié)省了工程項(xiàng)目的調(diào)試時(shí)間，并且通過博途TIA軟件高度的集成統(tǒng)一性和前所未有的開放性，幫助用戶在項(xiàng)目上構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一的編程組態(tài)環(huán)境和高度一致的數(shù)據(jù)集成，實(shí)現(xiàn)了橫向和縱向的信息集成。

關(guān)鍵詞：博途TIA；數(shù)據(jù)集成；信息集成

山西興華科技股份有限公司的3DM液壓隔膜泵為三缸單作用往復(fù)泵，用于輸送懸浮液漿料，介質(zhì)在液缸中流動性好，不易沉降，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，輸送介質(zhì)脈動小，具有雙隔膜破裂監(jiān)測報(bào)警及機(jī)械自動補(bǔ)排油功能，閥組、隔膜壽命長、維護(hù)快捷方便等優(yōu)點(diǎn)；減速機(jī)選用SEW公司的產(chǎn)品，具有減速比大、傳動效率高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、噪聲低等特點(diǎn)，減速機(jī)安裝在變頻電動機(jī)和泵主體之間用于減速，減速機(jī)的服務(wù)系數(shù)在1.8以上，每臺減速機(jī)包括齒輪、齒輪軸、軸承和齒輪箱以及所有運(yùn)行需要的輔助設(shè)備；而項(xiàng)目工程電機(jī)選用的是佳木斯電機(jī)廠的變頻電機(jī)，其性能具有調(diào)速性能好、節(jié)能、溫升裕度大、壽命長、振動小、噪聲低、運(yùn)行可靠、使用維護(hù)方便、適合地區(qū)使用等優(yōu)點(diǎn)；高壓變頻器控制柜由變頻器、柜體及輸入電抗器、輸入濾波器等元件組成，變頻器采用西門子公司產(chǎn)品，具備數(shù)據(jù)通訊功能。

1.自動控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成

本項(xiàng)目隔膜泵輸送料系統(tǒng)采用變頻驅(qū)動，在硬件平臺上，本項(xiàng)目控制系統(tǒng)由兩套低壓控制柜和兩臺高壓變頻器柜以及用戶的DCS工控機(jī)操作臺構(gòu)成。PLC就地控制柜采用博途PLC實(shí)現(xiàn)程序控制，設(shè)置就地/遠(yuǎn)程控制，預(yù)留（Profibus—dpTCP/IP）通訊接口，附帶Profibus--dp接頭。就地操作：可現(xiàn)場操作泵的啟停及調(diào)頻；遠(yuǎn)程控制：可接受DCS輸送的通訊信號，通過變頻器自動調(diào)節(jié)泵的流量；同時(shí)將泵運(yùn)行狀態(tài)信號、綜合故障信號、綜合開關(guān)信號等傳送至DCS系統(tǒng)。故本項(xiàng)目即可通過網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的聯(lián)動控制，又可實(shí)現(xiàn)單機(jī)運(yùn)行，單套PLC系統(tǒng)的故障不影響系統(tǒng)中其余部分的運(yùn)行?，F(xiàn)場通信電纜全部采用鍍鋅管接地單獨(dú)走線，避免了電磁對網(wǎng)絡(luò)通信可能產(chǎn)生的干擾。

2.自動控制系統(tǒng)軟件構(gòu)成

本項(xiàng)目隔膜泵輸送料系統(tǒng)采用變頻驅(qū)動，在軟件平臺上選擇了西門子最新的全集成平臺TIA博途軟件，共使用了STEP7 V13 Professional開發(fā)版一套，WinCC V13 Professional 開發(fā)版一套，WinCC V13 Professional 運(yùn)行版兩套。

在最初選用該軟件時(shí)，用戶也存在一些顧慮：TIA博途軟件由于是新開發(fā)的，是否滿足整套控制要求？能穩(wěn)定可靠地運(yùn)行嗎？和原來的西門子軟件的編程方式區(qū)別大嗎？可以很快掌握并熟練運(yùn)用嗎？對于已經(jīng)習(xí)慣了使用傳統(tǒng)的STEP7和WINCC的用戶來說，TIA博途這套新軟件充滿了未知和補(bǔ)確定因素。但是使用后的事實(shí)證明，TIA博途軟件不但圓滿地實(shí)現(xiàn)了控制功能，還帶給了用戶全新的功能體驗(yàn)，非常棒！

3.通過TIA博途組態(tài)完成的功能

3.1硬件和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)方便快捷

單站組態(tài)可直接通過設(shè)備視圖實(shí)現(xiàn)，在硬件目錄中選擇相應(yīng)的硬件。搜索是一個(gè)非常強(qiáng)大實(shí)用的功能，可直接輸入訂貨號即可找到相應(yīng)的硬件，非常方便。網(wǎng)絡(luò)視圖也是TIA博途軟件的一大亮點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)視圖中可以一目了然地看到整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且各站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信可直接在網(wǎng)絡(luò)視圖中組態(tài)，相比于STEP7的Netpro組態(tài)更加直觀。本項(xiàng)目兩個(gè)站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)都可以通過DP通信在DCS系統(tǒng)中監(jiān)控到。PLC和變頻器之間的DP通信同樣在網(wǎng)絡(luò)視圖中組態(tài)，通過簡單的設(shè)備排列就可以清晰地顯示出鏈接關(guān)系，一目了然。硬件組態(tài)完成后，通過在程序中調(diào)用DP_SEND和DP_RECV通信模塊，即可完成PLC和變頻器之間的DP通信

3.2編程指令分類清晰

使用過STEP7 5.X編程軟件的工程師都知道該軟件有豐富的程序塊，在里面基本都可以找到實(shí)現(xiàn)功能所需的塊，但對于新手來講里面豐富的功能卻讓人有點(diǎn)不知所措的感覺，不熟悉的話找個(gè)相應(yīng)的功能塊需要很長的時(shí)間。TIA博途在程序塊的分類上卻更加清晰合理，整個(gè)程序塊分為基本指令、擴(kuò)展指令、工藝和通訊四大部分，直接在相應(yīng)分類中找到功能塊即可，使得新手可以很快地上手，老的工程師也可以節(jié)省時(shí)間。特別值得一提的是收藏夾功能，用戶可以按照自己的使用習(xí)慣把最常用的命令拖到收藏夾里，收藏的命令也會在編程窗口最上端顯示，該個(gè)性化的功能可以方便用戶的操作，加快編程速度，指令編程如圖所示：

3.3畫面控件功能豐富

在畫面的編程方面，給用戶印象最深的就是控件的改變，最直觀的就是控件更加的美觀，色彩的搭配很協(xié)調(diào)，立體感強(qiáng)，控件放在畫面中非常的美觀好看。控件的實(shí)用性也很強(qiáng)，特別是趨勢圖控件，在空間中可以同時(shí)顯示多條數(shù)據(jù)的曲線，利用該控件可以很方便和直觀地分析系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)報(bào)警控件也很強(qiáng)大，可以收集過去和現(xiàn)在正在發(fā)生的報(bào)警信息，提示用戶注意設(shè)備運(yùn)行安全。

3.4變量連接快捷準(zhǔn)確

TIA博途軟件時(shí)全集成平臺化，最明顯的體現(xiàn)就是變量的一體化和統(tǒng)一化。在STEP V13中建立一次變量后，即可通過拖動的方式直接在WinCC V13畫面中建立連接，大大節(jié)省了工作量，同時(shí)避免了在建立變量的過程中發(fā)生錯(cuò)誤，同時(shí)，修改變量以后，畫面中變量同時(shí)會自動做出相應(yīng)修改，降低了因變量不統(tǒng)一而發(fā)生錯(cuò)誤的可能性，人性化程度很高，TIA博途軟件的全集成優(yōu)勢在此體現(xiàn)無余。

4.結(jié)論

目前，該項(xiàng)目在現(xiàn)場平穩(wěn)帶負(fù)荷安全運(yùn)行，自控系統(tǒng)的聯(lián)動控制流程和單機(jī)控制功能都很好滿足用戶使用需求，觸摸屏畫面和DCS監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)效果非常好，得到操作人員的認(rèn)可。TIA博途軟件在此項(xiàng)目中成功運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)說明它的發(fā)展順應(yīng)潮流，替代傳統(tǒng)編程方式也是不可阻擋的。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔堅(jiān).SIMATIC S7-1500與TIA博途軟件使用指南.機(jī)械工業(yè)出版社.2016年

[2]張碩，TIA博途軟件與S7-1200/1500 PLC應(yīng)用詳解.電子工業(yè)出版社 2016年