基于CC-LINK 總線和組態(tài)王上位機的大型噴砂房系統(tǒng)設(shè)計

馮承亮，楊紅梅

（山東開泰拋丸機械股份有限公司，山東鄒平 256217）

O 引言

噴砂房是一種應(yīng)用非常廣泛的前處理設(shè)備，適用工件表面銹蝕、焊渣、氧化皮以及表面附著物的清理，改善產(chǎn)品表面質(zhì)量、增加表面粗糙度，增強漆膜的附著力。而噴砂是采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將磨料高速噴射到需要處理的工件表面，使工件的外表或形狀發(fā)生變化。噴砂作業(yè)期間，會有大量的粉塵和顆粒懸浮在房體內(nèi)，這就需要配置通風除塵系統(tǒng)和吸排氣管道閥門，及時排出粉塵，減少對噴砂工人的危害，同時懸浮的粉塵也會阻礙對工作情況的查看，那么如何實時掌握和調(diào)控噴砂房各系統(tǒng)間的工作狀態(tài)，如何實時了解并自動統(tǒng)計各噴砂罐的工作情況，就顯得尤為重要，同時也是工業(yè)自動化智能化的一個重要應(yīng)用場合。本文主要介紹了基于CC-LINK 總線和組態(tài)王上位機的大型噴砂房系統(tǒng)設(shè)計，為控制室操作者能實時察看和控制整套噴砂房車間提供了方法。

1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

以福陸AB216 項目為例，系統(tǒng)主要由兩塊三菱Q02 系列PLC 組成，分別命名為PLC1 和PLC2，PLC1 位于主控制室內(nèi)，以通信方式連接其他所有外圍子站，并與上位機電腦采用以太網(wǎng)方式連接，對系統(tǒng)中采集上來的所有狀態(tài)和數(shù)據(jù)，以組態(tài)王畫面的形式顯示在工控機上，方便操作者查看，同時PLC1 又通過CC-LINK1 網(wǎng)絡(luò)兼顧涂裝間的部分設(shè)備，控制涂裝間閥門動作，并采集涂裝間溫度濕度數(shù)據(jù)進入組態(tài)王畫面。PLC2 位于噴砂間分控制室內(nèi)，有獨立觸摸屏，可在斷開與主控室聯(lián)網(wǎng)的情況下，操作噴砂房內(nèi)所有的在線設(shè)備。全室除塵控制柜和丸料循環(huán)柜硬件采用Q 系列的CC-LINK 遠程IO 子站，與PLC2 控制柜并列位于噴砂間分控制室內(nèi)。各噴砂罐控制柜則位于現(xiàn)場噴砂房外部，采用三菱FX3U 系列PLC 控制，并安裝有FX3U-64CCL 模塊，接入CC-LINK2 網(wǎng)絡(luò)，從而實時的將各噴砂罐的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送到PLC2 中。PLC1 和PLC2 間由于數(shù)據(jù)傳送量較大，因此采用H 網(wǎng)絡(luò)，使用同軸電纜，批量傳送數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)硬件配置

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

本系統(tǒng)使用三菱Q02 和FX3U 系列PLC 為主要配置，同時在線使用了H 網(wǎng)絡(luò)和CC-LINK 網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)硬件型號見表1。使用GX Works2 軟件配置此系統(tǒng)，硬件組態(tài)時要注意起始XY 地址不要重復(fù)分配，同時不同模塊所占用的點數(shù)要設(shè)置好，否則會提示編譯錯誤。

表1 硬件配置

3 程序和組態(tài)畫面設(shè)計

噴砂房監(jiān)控系統(tǒng)主要分為現(xiàn)場噴砂罐控制、中控室噴砂房分控和主控室整體監(jiān)控三大部分。

3.1 現(xiàn)場噴砂罐控制

噴砂房外安裝噴砂罐控制柜，每面控制柜可同時監(jiān)控4 臺噴砂罐的工作情況，如圖2 所示，可實時顯示每臺噴砂罐上各閥門的工作狀態(tài)，可手動控制每個閥的開關(guān)，也可切換為自動模式，此時噴砂罐按照設(shè)計好的程序自動補料，連續(xù)運行。

圖2 現(xiàn)場噴砂罐控制界面

3.2 中控室噴砂房分控

噴砂房作為一個完整車間設(shè)置了獨立中控室，并配置單獨的觸摸屏，可在不影響其他設(shè)備運行的情況下對噴砂房進行操作和監(jiān)控。如圖3 所示，其中包含1#～4#回砂系統(tǒng)，可隨時查看系統(tǒng)中每臺電機的運行情況、儲砂箱的料位情況、系統(tǒng)故障報警和手自動運行方式的切換。全室除塵系統(tǒng)可對噴砂作業(yè)中產(chǎn)生的懸浮粉塵進行負壓抽取，經(jīng)布袋脈沖除塵器過濾后排空，在此可對全室除塵上的各閥門進行單獨控制和設(shè)定，并實時讀取引風機的運行電流和狀態(tài)，如圖4 所示，為噴砂房的監(jiān)控提供了便利條件，方便了操作者的使用。

圖3 中控室回砂系統(tǒng)控制界

圖4 中控室全室除塵系統(tǒng)控

3.3 主控室整體監(jiān)控

主控制室系統(tǒng)使用組態(tài)王軟件編寫，包含回砂系統(tǒng)畫面、涂裝間畫面、歷史數(shù)據(jù)報表查詢和歷史記錄查詢保存畫面等?？刹榭此刑幱诒鞠到y(tǒng)內(nèi)的設(shè)備運行情況，可查詢溫度濕度數(shù)據(jù)的歷史記錄，可查看報警原因、報警位置并對報警信息進行存檔。

回砂系統(tǒng)界面顯示現(xiàn)場每臺噴砂罐的運行情況，磨料回收系統(tǒng)、儲砂箱的狀態(tài)信息、吸砂機的遠程啟停和運行狀態(tài)顯示等。上位機系統(tǒng)自動記錄溫度濕度等模擬量數(shù)值，并按照班次對每小時的數(shù)據(jù)進行求取平均值、最大值和最小值，系統(tǒng)會按日期時間格式，每一個小時自動保存一份EXCEL 數(shù)據(jù)表格進入電腦指定存儲位置，方便操作者查詢和轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。歷史報警界面，可將報警內(nèi)容和時間存儲在SQL Server 數(shù)據(jù)庫中，當操作者需要查詢時，在左下角輸入日期即可查看當天報警記錄，查看后還可手動保存、手動刪除記錄。

圖5 回砂系統(tǒng)控制界面

圖6 歷史數(shù)據(jù)報表查詢

4 結(jié)論

圖7 歷史報警記錄查詢

基于CC-LINK 總線和組態(tài)王上位機設(shè)計了大型噴砂房的控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)應(yīng)用于客戶現(xiàn)場，為客戶方便快捷的管理設(shè)備提供了條件，同時自動記錄存儲數(shù)據(jù)，方便了客戶對數(shù)據(jù)的追溯查詢，為大型噴砂房的整體自動化控制提供了設(shè)計樣版。