基于西門子PLC 的焦?fàn)t設(shè)備數(shù)據(jù)管理歸類應(yīng)用

楊 晨

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心， 山西 太原 030000）

引言

焦?fàn)t機(jī)械設(shè)備作為主要的焦炭生產(chǎn)設(shè)備，隨著工業(yè)自動化、智能化的發(fā)展，控制系統(tǒng)更加注重可靠的聯(lián)鎖，各種數(shù)據(jù)的采集收集，故障的及時(shí)報(bào)警與排除。因此數(shù)據(jù)量較以往大量增加，如此多的數(shù)據(jù)量，就需要合理的歸類歸檔管理?；谖鏖T子PLC 軟件，針對利用到的一些數(shù)據(jù)類型以及管理歸類方法進(jìn)行簡單介紹。

1 焦?fàn)t設(shè)備上數(shù)據(jù)類型組成

焦?fàn)t設(shè)備PLC 中，各種數(shù)據(jù)類型種類及數(shù)量較多，輸入、輸出點(diǎn)數(shù)眾多，由數(shù)字量、模擬量、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等組成，詳見圖1。

圖1 焦?fàn)t設(shè)備中數(shù)據(jù)類型組成

2 程序塊的分類

西門子Step7 軟件程序塊組成如下圖2 所示。

由于各種數(shù)據(jù)的類型不同，功能不同，所用機(jī)構(gòu)也不同，甚至有一些數(shù)據(jù)既屬于控制類型，又屬于反饋信號。

圖2 程序塊組成

因此，編程前將數(shù)據(jù)與程序首先進(jìn)行歸類變得尤為重要，可以為以后編程、調(diào)用數(shù)據(jù)、查找程序節(jié)省很多時(shí)間。

2.1 對程序塊的歸類

程序塊主要使用較多的FC 塊，以及少量的FB塊。按照機(jī)構(gòu)統(tǒng)一劃分出集中的FC 代號表示，F(xiàn)C 后面第1 位數(shù)字表示大機(jī)構(gòu)，即類似為高層代號。各機(jī)構(gòu)均以FCN00 表示總機(jī)構(gòu)FC 塊代號。例如：走行總機(jī)構(gòu)為FC100，取門機(jī)構(gòu)為FC200。

各機(jī)構(gòu)即可在N00 數(shù)字下面編號使用。

例如：走行機(jī)構(gòu)各程序塊為FC1**，取門機(jī)構(gòu)均各程序塊FC2**等。

這樣的好處是可以直觀方便地將程序塊機(jī)構(gòu)劃分出來（見圖3），各機(jī)構(gòu)程序即在各個(gè)程序塊中編寫，以后也便于查找故障。

2.2 數(shù)據(jù)類型的歸類

在大的機(jī)構(gòu)框架搭成完整后，首先考慮的是各不同機(jī)構(gòu)的控制方式，有很大一部分是相同的，例如：各不同機(jī)構(gòu)電機(jī)的啟動控制方式都相同，因此首先建立UDT 數(shù)據(jù)塊統(tǒng)一處理此部分?jǐn)?shù)據(jù)。電機(jī)數(shù)據(jù)歸類示意圖如圖4 所示。

圖3 各程序調(diào)用結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 電機(jī)數(shù)據(jù)歸類示意圖

2.3 數(shù)據(jù)的歸類

由于機(jī)構(gòu)眾多，數(shù)據(jù)類型又不相同，為了方便集中對數(shù)據(jù)的管理，將各機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一放到一個(gè)DB數(shù)據(jù)塊中進(jìn)行集中調(diào)用處理。

如圖5 所示，這個(gè)數(shù)據(jù)塊中既包含有執(zhí)行元件信號反饋數(shù)據(jù)，也有時(shí)間計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)，還有網(wǎng)絡(luò)傳送所用到的數(shù)據(jù)等，包含有BOOL、INT、DINT 等各種類型數(shù)據(jù)。

圖5 DB 塊中數(shù)據(jù)集中管理分類

3 各不同功能數(shù)據(jù)的集中處理與管理

3.1 報(bào)警信號的統(tǒng)一處理

焦?fàn)t設(shè)備機(jī)構(gòu)眾多，機(jī)構(gòu)間相互聯(lián)鎖系統(tǒng)繁多，例如一個(gè)限位會聯(lián)鎖到幾個(gè)不同的機(jī)構(gòu)內(nèi)去參與控制及報(bào)警，因此報(bào)警系統(tǒng)顯得尤為重要。

如圖6 所示，可將FC1 做成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警塊，標(biāo)準(zhǔn)塊內(nèi)程序執(zhí)行統(tǒng)一的報(bào)警邏輯，此部分用于反饋BOOL 信號報(bào)警，然后將故障信號統(tǒng)一規(guī)整到報(bào)警DB 數(shù)據(jù)塊中進(jìn)行集中處理以及調(diào)用。

這樣還可以同WINCC 中報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行對應(yīng)編程、對應(yīng)數(shù)據(jù)調(diào)用與處理。

3.2 限位信號的統(tǒng)一歸類處理

由于限位信號的控制，需要根據(jù)不同機(jī)構(gòu)的不同情況進(jìn)行延時(shí)等的處理，這樣也可用于類似報(bào)警系統(tǒng)的方法，也對限位信號進(jìn)行處理，然后統(tǒng)一調(diào)用，對WINCC 進(jìn)行對應(yīng)操作。

3.3 模擬量信號的歸類處理

模擬量信號分輸入、輸出兩種。

圖6 調(diào)用報(bào)警塊示意圖

1）模擬量輸入主要是16 位INT 數(shù)據(jù)類型，可是需要的是實(shí)數(shù)類型的數(shù)據(jù)。這就先需要將16 位的整型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為32 位實(shí)數(shù)類型，可以直接調(diào)用FC105標(biāo)準(zhǔn)程序塊進(jìn)行轉(zhuǎn)化得到所需要的數(shù)據(jù)類型。轉(zhuǎn)化完成之后也同樣放到專門進(jìn)行模擬量存儲的DB 塊中存儲。

2）模擬量輸出主要用于比例閥的控制，常用比例閥為4～20 mA 電流型控制。因此需要通過計(jì)算首先將4～20 mA 的數(shù)據(jù)對應(yīng)到模擬量輸出模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。電流4～20 mA 模擬量輸出控制標(biāo)準(zhǔn)塊如圖7 所示。

圖7 電流4～20 mA 模擬量輸出控制標(biāo)準(zhǔn)塊

3.4 各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一歸類處理

主要應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有編碼器、油缸內(nèi)置位移傳感器。兩者主要區(qū)別是編碼器有正反方向之分，即都可以朝著正向或者反向增大減小，而油缸內(nèi)置位移傳感器的零點(diǎn)相對固定，即油缸縮回處為零點(diǎn)。我們將編程標(biāo)準(zhǔn)程序塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)化為我們需要的1 mm 精度。

4 結(jié)語

隨著工業(yè)自動化、智能化的發(fā)展，還會有更先進(jìn)的技術(shù)引進(jìn)到設(shè)備上，那就意味著需要處理與傳送更多的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行控制，以及通過無線、互聯(lián)網(wǎng)等傳輸數(shù)據(jù)。今后需要繼續(xù)加強(qiáng)數(shù)據(jù)管理能力，拓展方法，為以后的發(fā)展打下一定的基礎(chǔ)。