三菱PLC系统和组态软件在磁粉自动化生产线上的应用.pdf

自 动化 技 术 与 应 用 2 0 1 0 年 第2 9 卷 第8 期 经 验 交 流 T e c hn i c a I Comm u n i c at i on s 三菱 P L C系统和组态软件在磁粉 自动化 生产线上 的应用 孔海波 1 ， 陈靖宇 1 ． 赵建锋 ． 叶 菲 1 ． 莱尼特种电缆 常州 有限公司， 江苏 常州 2 1 3 0 2 2 ； 2 ． 常州科研试制中心有限公司 ， 江苏 常州 2 1 3 0 0 2 摘要 介绍三菱Q系列P L C和组态软件 MOVI C O N在磁粉自动化生产线上的应用， 重点是P L C系统硬件配置及配料工艺P L C程序 实现、监控软件与P L C的通讯和变量的定义方法。 关键词 Q系列 P L C； MO VI C O N； 配料工艺 中图分类号 TP 3 1 9 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 7 2 4 1 2 0 1 0 0 8 0 1 l 6 0 4 Mi t s u b i s h i PL C S y s t e m a n d Co n f i g u r a t i o n So f t wa r e O n Ma g n e t i c P o wd e r L i n e Ap p l i c a t i o n KONG Ha i - b e ， CHEN J i n g - y u ， ZHAO J i a n - f e n g ， YE F e i 1 ． L E ONI S p e c i a l Ca b l e C h a n g z h o u C o ． ， L t d ． ， C h a n g z h o n g 2 1 3 0 2 2 Ch i n a ； 2 ． Ch a n g z h o uDe v e l o p me n t ＆Ma n u f a c t u r eC e n t e r C o ． ， L t d ． ， Ch a n g z h o n g2 1 3 0 0 2Ch i n a Ab s t r a c t T h e Mi t s u b i s h i Q s e r i e s P L C a n d c o n fi g u r a t i o n s o f t wa r e MO VI CON o n t h e ma g n e t i c p o wd e r a u t o ma t i c p r o d u c t i o n l i n e ’ S a p p l i c a t i o n i s i n t r o d u c e d． Th e k e y p o i n t i s t h e d i s p o s i t i o n o f P LC s y s t e m h a r d wa r e a n d t h e r e a l i z a t i o n o f i n g r e d i e n t c r a f t P LC p r o c e d u r e ， t h e mo n i t o r o f t h e s o f t wa r e a n d t h e P LC c o mm u n i c a t i o n a n d t h e v a ria b l e d e fin i t i o n me t h o d ． Ke y wo r d s Q s e r i e s P L C； MOV I C ON； i n g r e d i e n t c r a f t 1 引 言 传统的磁粉生产线采用的是继电器控制系统 ， 自动 化程度低， 可靠性差 ， 维护难度大，已满足不了用户需 求。本文中采用三菱 P L C和 MOVI C ON组态软件组成 控制系统， 使得整条生产线实现 自动控制及终端监控保 护 ， 提高了关键工艺的生产精度 ， 降低了工人劳动强度 ， 提高了生产效率 。 2 生产线工艺流程简介 磁粉生产时需要根据不同的牌号选择组分 ， 然后依 次进行分散砂磨搅拌、煅烧和筛选等工艺得到最终的 成品颗粒。主要工艺流程如右图 1 所示。其中最关键的 工艺部分为配料工艺和煅烧工艺。 收稿 日期 2 0 1 0 0 3 3 1 图 1 磁粉生产线工艺流程图 经 验 交 流 T ec h nic aI COm mun I c a t i on s 自动化技 术与应用 2 0 1 0年第 2 9卷第 8期 为实现进料 ，并进料量大小根据生产要 求连续可 调， 采取定量进料装置。配料工艺流程如下 按下 PC机 上配料启动按钮 ， 系统首先检测各原料仓的料位均非低 料位 ， 选择氧化铁料仓或备用仓 ， 然后等待分散机的请 求配料信号 ， 否则， 不启动配料秤 。当配料秤的启动条 件满足后 ， 系统按 P C机预先设 定好的大加 水、氧化锰 、 氧化锌 、氧化铁 、小加水 的配 比重量进 行称量 。 配 比重 量可 以在 F8 0 0配料 仪表上进行 任意更 改 。 煅烧工序则对预烧反应所需 的温度 、压力及气氛 要求 ， 采取温度、压力控制装置且可实现 自动调节 ， 从 而更适合于高性能铁氧体的湿法预烧。 3 控 制系统简介 磁粉 自动化生产线控制系统采用三菱 CCL I NK现 场总线控制， 在 中央控制室设有各工艺段主控制柜及 中 央操作台， 在 中央操作台上装有两台 P C机及各种反应 现场温度 、压力及 重量 的仪表 ， 其 中一 台 P C机 作为整 个制粉线的监控 ， 现场装有四个摄像头监视生产设备运 行情况， 另一台P C机作为制粉线控制系统上位机 ， 采用 MO V I C ON监控软件， 监控制粉线各生产设备运行状态， 包括手动 、自动、停止、急停等状态。在各工艺段装有 现场小控制箱 ， 箱体面板上有简单操作按钮及指示灯 ， 内 有 C C uN K I ／ O模块， 与现场控制电磁阀、位置开关、料 位计 、按钮等相连。 中央控 制室 P L C与各现场 CC L I NK 模块组成 C C L I NK现场总线控制。 4 P L C系统 4 ． 1 硬 件配置 图2 P L C硬件组态 三菱Q系列P L C是模块化的P L C系统， 满足大、中 规模系统要求 ， 为适应各种 自动化控制任务， 模块可 自 由扩展 。本控制系统采用的 C PU为三菱 QO 6 H。为满 足分析 、统计生产线检测和控制对象的功能要求 ， 整个 系统需要一块 以太 网模块 Q J 7 1 E 7 1 - 1 0 0 、四块 C C L I NK 远程通讯模块 QJ 6 1 BT1 1 N、四块模拟量输入输出模块 Q 6 8 ADI 、七块输入模块 Q X4 0 、九块输 出模块 Q Y1 0和 1 9块 CCL I NK现场输入输出模块。图2为硬件组态。 4 ． 2 程序 设计 P L C系统主要任务是完成生产线设备的手动 、自 动逻辑控制。采用 L AD梯形图模块化编程 ， 程序可读性 强。根据工艺要求设置了 9个程序块 配料程序块、分 散 1 程序块、预烧程序块、分散 2程序块、搅拌 1 程序 块、搅拌 2程序块、红喷程序块、成品程序块和数据传 输程序块。配料工艺是整个生产线的核心工艺， 以下简 单介绍 PL C系统 在配料 工艺 中的应用 1 按下PC机上配料启动按钮后 ， 系统首先检测各 原料仓的料位均非低料位 ， 在画面上选择氧化铁料仓和 备用仓 的选通情 况， 然后等待分散机的请求配料信号 ， 有一个条件不满足 ， 就不启动配料秤 。如 图3 图3 配料启动信号条件 动 2 当配料秤 的启 动条件满足后 ， 系统 按工艺流程设 定好的大加水 、氧化锰、氧化锌、氧化铁、小加水的配 比重量进行秤量。 配 比重量可以在 F8 0 0配料仪表上进 行任意更改 。 3 秤量的工作过程为 启动配料仪表 ， 仪表首先置 0 。先秤大加水， 大加水阀打开 ， 达到设定值 自动关闭。 再秤氧化锰 ， 仪表输出粗加料 S P 1 和细加料 S P 2 两个信 号 ， 使螺旋和振动料斗 同时运行 ， 另外螺旋给料机压缩 空气破拱也开始工作， 螺旋给料机通过变频器工作为高 速给料 Y1 BD 当秤量至细加料时， 粗加料信号结束， 螺 旋给料机通过变频器改为低速运行 Y1 BE ， 如图4 。同 时振动料斗停止， 当螺旋给料机运行直至重量与设定值 一 致， 仪表输出氧化铁秤完信号 ， 在粗加料的过程 中， 排 料秤高速搅拌 ， 等细加料的时候， 配料秤低速搅拌。延 自动化技术 与应 用 2 0 1 0年第 2 9卷第 8期 时 5秒后 ， 再次将仪表置 0 。 经 验 交 流 Te c hn I c al Commun i c a t I or l s 图 4 螺旋给料机高、低速控制 4 依次进行氧化锌、氧化铁的秤量。然后开始高 速搅拌 1 5 分钟 时间可以通过 MOVI CON画面进行设 置 ， 搅拌完成后打开排料阀， 排料时间为 2分钟 图 5 。 然后开始小加水， 秤量完成后开始小搅拌 ， 搅拌时间到 后打开排料阀， 排料时间进行氧化锌 、氧化铁的秤量。 秤量完成后开始高速搅拌 1 5分钟 ， 搅拌完成后打开排 料阀， 排料时间为 4分钟。全部秤完后， 输出一个秤量完 成信号 。标志着一 次秤量结束 ， 同时进行秤量 计数加 1 。 等记数为 2的时候 ， 启动高速分散程序块。 图 5 排料阀信号控制 4 ． 3 P L C 地 址分 配 如 图 6 。 图6 P L C地址分配表 5 监控 系统 5 ． 1 监控软件 MOVI CON是新一代 自动化监控软件 ， 由意大利著 名 自动化软件供应商 PROGEA 公司开发。该公司 自 1 9 9 0 年开始开发基于Mi c r o s o f t Wi n d o ws 平台的自动化 监控 软件 ， 软件 以简单 易用 、稳定可靠著 称 。根据 工艺 要求该生产线控制系统设计十个人机功能画面 ， 直接对 现场设备的运行状态进行实时监控及报警、设置、管理 工艺参数。 5 ． 2 工控机 由于 MO VI C O N是基于 Mi c r o s o f t Wi n d o ws 平 台开 发的招待会监控软件， 所以工控机采用普通的 PC机， 安 装程序采用 Wi n d o ws 2 0 0 0 系统。MO V I C O N运行时将 检查用户的授权 ， 授权的硬件为 US B加密狗。 5 ． 3 建立MoVI CoN与P L C的通讯 1 P LC通讯设置 用 P LC编程软 件 GX DE VE L O P E R 设置 P L C网 络参数 ① 操作设置 o p e r a t i o n a l s e t t i n g 中的I P地址设置， 如 图 7 图 7 P L C以太网地址设置 ②在开放设 置 中进行 端 口设置 ， 如 图 8 图 8 以太网端口设置 需要注意的是图7的端口2 0 0 0 ， 2 0 0 1 为 l 6 进制， 而 在 MO V I C O N通讯设置 中需要填写 1 0 进制值 。 2 0 0 0 ， 2 0 0 1 对应 的 l 0 进制为 8 1 9 2 ， 8 1 9 3 。 2 MO VI C ON的设置 经 马 佥交 流 Te c h n J c a I CO M IT 1 u nic at J OD S 自动化技 术与应用 2 01 0年第 2 9卷第 8期 先添加通讯驱动 Mi t s u b i s h i Me l s e c Q TC P， 然后 打开该驱动属性窗13， 在其 s t a t i o n s 属性组中， 按 “ Ad d ” 按 钮增加站 定义 ， 通 常一 个站定义对 应一 个 PL C， 可 以 定义多个站定义 多个 P L C， 如 图 9 j ■ ； j- 鲤 -J； 叠 遮 』 叠 』 曼 鲢 图9 MOV I CON通讯地址设置 上 述地址及 端 口与 PL C 以太 网参 数对应 。 5 ． 4 建立 MOVl CoN变量 1 点击变 量属性 窗 口的动 态属性 项 的右边 的省 略 号， 打开变量浏览器。在变量浏览器窗口中选择通讯驱 动， 双击通讯窗 口中已定义的Me l s e c Q TC P打开任务 属性窗 口， 选择上面定义的站 AA， 以及需关联的 P L C地 土 IE D0 ， 如 图 1 0 图 1 0 MO V I C ON变量定义 2 直接在变量属性窗 口中的动态属性项 中填 写 如 图 l l [ D R V] ME L S E C ～ Q T C P ． S t a A Al Ad d r D 0 *确 ‰ 崩 m i m ≈ 器 “j 隧 塑 鲤 9 嚣 i 囊 黧 纛≤ i 赫 { 囊 基 曩 l 纛蕊 麓 ； 蟊 l象i 瓤 ⋯⋯ ⋯⋯ ⋯ ～哪 ⋯ ⋯ 图 1 1 变量定义完成 5 ． 5 建立监控画面 MO VI C ON开发系统提供了丰富的图形对象和动画 连接类型 ， 如命令语言连接、模拟值输出连接、属性变 化连接 、闪烁 、旋转连接等 ． 通过对画面 中图形对象的 动画连接及命令语言程序 ， 实现画面监控系统和生产现 场数据的同步动态变化。图 l 2为配料工艺的画面 图 l 2 配料工艺画面 5 ． 6 启动工控机系统后自动运行MoVI CoN 软 件设置 将 MO V I C O N软件安装生成的 MO VI C O N． e x e 运行 系统快捷方式拷贝到 “ 系统开始～程序～启动”中， 这 样工控机一启动就 自动运行MOVI C ON。 以上工作完成后 ， 经过组态外部的 I ／O、温度、重 量 、压力等现场数据就 能实时传递给监控系统并进行 生 产 过程 控 制 。 6 结束语 该系统一经运用， 降低了生产流程中的关键工艺难度， 提高了工作效率、产品产能及合格率， 从根本上提高了磁 粉生产线的自动化程度， 在用户处使用 3年， 效果良好。 参考文献 ⋯ 徐 艮． 基于 S 7 ～ 3 0 0 P L C和组态王软件的汽车控制系统 f J ] ． 设备管理 与维护 ， 2 0 1 0 ， 2 4 4 4 5 ． 作者 简介孔海 波 1 9 8 2 一，男，本科 ， 助理 工程 师，主要 从 事 粉 体 电 气控 制 系统 设 计 与调 试 T e c h n iq u e s o f Au to ma t io n＆A p p lic a t io n s I 1 1 9