《基于VIPA 500S PLC的沥青混凝土搅拌设备模拟演示系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于VIPA 500S PLC的沥青混凝土搅拌设备模拟演示系统.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、基于VIPA500SPLC的沥青混凝土搅拌设备模拟演示系统基于VIPA500SPLC的沥青混凝土搅拌设备模拟演示系统limin导语：为了知足沥青混凝土搅拌设备销售展示和公司技术培训需求,配套的模拟演示系统的开发至关重要.基于VIPA500SPLC的模拟演示系统采用PLC与电脑集成技术,引入自动化新产品,模拟再现沥青搅拌站工业消费现场工况。沥青混凝土搅拌设备是筑路行业重要配套施工设备,该设备工艺复杂,体积庞大,无论从对消费企业技术人员的技能培训讲还是从施工单位对设备的认知方面考虑,单纯的幻灯演示和文字讲明已经不能知足需求,沥青混凝土搅拌设备模拟演示系统就是在这样的背景下产生的.不同的沥青混凝土搅
2、拌设备消费企业由于产品开发理念的不同对模拟演示系统的设计要求也会有所区别,但是所要实现的主要功能还是一样的,建立模拟演示系统所依靠的自动化技术和产品还是相通的.目前用来实现模拟演示系统的自动化产品主要有可编程控制器,触摸屏HMI,电脑和相关配套编程与组态软件.基于VIPA500SPLC的沥青混凝土搅拌设备模拟演示系统所依靠的PLC实现了和电脑的一体化,使整个硬件系统更集成,这种集成化设计是模拟演示系统的第一次尝试,也是VIPA500SPLC在推出市场后的首次应用.2系统工作原理与硬件组成2.1系统工作原理模拟演示系统是在不通过其它低压电器搭建控制电路的前提下,主要由电脑、HMI、PLC三局部通
3、过MPI、串口、以太网通讯协议相互联通,交换数据来实现模拟演示工业消费现场操纵.2.2硬件组成根据目前沥青混凝土搅拌设备行业控制系统组成现状,模拟演示系统硬件组成根本可由下列图表达,新功能的扩展只要在总线上挂接就可以了.该图是以北京德基沥青搅拌设备控制系统为蓝本做出的模拟演示系统硬件组成图.图1模拟演示系统硬件组成2.2.1电脑系统包括电脑主机,显示器,打印机.其中电脑主机可采用贸易机,也可为工业控制计算机.鉴于工控机具有较强的防护等级,如较高的抗震,抗干扰等功能,工业现场多采用.由于模拟演示系统系统是在实验室放置,所以也可考虑商用品牌机.根据模拟演示系统资源占用实际情况,电脑核心配置如CPU
4、等一般与市场主流配置接轨,其中留有较大扩展空间,如引入视频控制,远程监控等功能,这些功能的参加对CPU和内存都有较高的要求.显示器按工业现场实际需要配置,目前流行单显和双显两种形式.多显示器形式在沥青搅拌设备行业还不多件.双显配置直观,简洁,该配置形式在行业应用广泛,本文所述模拟演示系统即采用双显形式.2.2.2人机界面HMI系统HMI最初是作为替换传统按钮,指示灯而使用的,到如今已经扩展了打印,报警,报表等功能.其在工业自动化控制中正在起着不可替换的作用.在沥青混凝土搅拌设备控制系统中,HMI更多的是作为冗语控制系统.也就是HMI系统相对独立,它是电脑控制系统的备用系统.根据沥青搅拌工艺控制
5、要求的不同,HMI选型标准也不一样,行业控制需求不过乎消费操纵,状态显示,数据设定等.随着沥青搅拌设备控制系统的智能化和人性化开展,视频和数据处理功能也开场应用到现场控制中.2.2.3可编程控制器PLC模拟演示系统使用的PLC和工业现场设备中应用的PLC有所不同,主要是从控制功能考虑选型.本文所述模拟演示系统选用的是德国VIPA500SPLC.确切的讲VIPA500是一种新型的板卡式的CPU,它需要插接在电脑主板上,通过DP/MPI通讯协议和外挂通讯模块如DP353连接,实现整机组态.由于模拟演示系统不需要实现对外部设备的实际控制,所以我们只选用VIPA500CPU,而不过挂任何其它模块.这种
6、设计形式大大简化了模拟演示系统外部硬件电路.2.2.4其它短信模块和视频模块是作为新的事物引入到沥青混凝土搅拌设备控制系统的.短信模块包括短信交换器模块和挪动通讯卡手机号码卡;视频模块很简单,根据视频收集要求选用普通的视频摄像头即可.2.3软件组成2.3.1电脑操纵系统根据组态软件安装和编程软件安装要求选用中文WIN2000操纵系统.版本为WIN2000professionalSP2以上版本2.3.2PLC程序设计软件由于本文模拟演示系统所对应的主机控制系统多采用的是SIEMENS低压和自动化产品,所以在模拟演示系统PLC选型时考虑了程序开发周期问题,同时根据性价比选择了VIPAPLC.VIP
7、APLC和SIEMENSPLC软硬件完全兼容,所以程序开发软件仍使用STEP7.2.3.3PC组态开发软件本文所阐述的模拟演示系统对应PC组态软件为杰控的Fameview7.02.3.4HMI组态开发软件模拟演示系统HMI产品选用的施奈德XBTGT5000产品,对应组态开发软件为Vijeo-Designer3程序设计3.1硬件组态如图2所示,该组态是通过STEP7组态实现的.从图中可以看出硬件组态只添加了CPU318-2和组件CP343-1.其中总线上挂接的DP300通讯模块在该工程中没有应用.从图中可以看到VIPA500硬件组态和普通西门子硬件组态存在一定的区别,下面分项加以解释.VIPAP
8、LC和西门子PLC软硬件兼容是相对来讲的.就I/O模块同系列的VIPA和西门子可以互换互通.但是就软件组态来讲还需要一定的规那么.由于PLC硬件设计原因VIPA500S系列PLCCPU在硬件组态时对应西门子S7-300系列的CPU318-2.双击MPI/DP项设置MPI地址为2.此地址可以随意设定,但是不能和MPI通讯伙伴的地址一样.图2硬件组态VIPA500S板卡式CPU在概念上我们可以把它当作一块以太网卡,上位机组态和500S的通讯是通过以太网通讯协议联通.作为一个网络,各个站点的网址就必需要设定.双击硬件组态画面中的CP343-1组件弹出如图3的网络设置画面.我们需要做的只是在子网区域添
9、加一个ETHERNET,然后将IP地址和子网掩码填写上即可.图中IP地址设定为192.168.201.3PLC的IP地址设定后电脑IP地址同样需要设定.设定方法为双击本地连接,进入本地连接属性对话框如图4所示.双击internet协议TCP/IP,在弹出的对话框中选择手动输入IP地址和子网掩码.在本系统中IP地址设定为192.168.201.2图3CP343-1参数设置图4本地网络属性设置到此硬件组态根本完成.3.2模拟演示程序设计带有冗余控制的沥青混凝土搅拌设备的PLC程序设计一般分为两局部，相对应与本文阐述的模拟演示系统分为电脑控制和自动控制。这里我们以自动控制为例讲明程序设计经过。3.2
10、.1电机启动模拟程序设计电机启动程序设计中一般要参加接触器触点联锁条件，而VIPA500没有I/O模块配置，所以外部输入点无法接入。为了实现电机的模拟启动，程序设计可采用内部M继电器来与原接触器触点并接实现.如工业现场应用空压机启动对应输入变量为I20.0,其对应数据块为DB10.DBX0.0.在模拟演示S7程序中空压机机启动局部增加了内部继电器M100.0,那么只需将M100.0和I20.0并接即可实现M100.0与DB10.DBX0.0的对应,如下列图所示.3.2.2消费计量模拟程序设计消费计量的模拟是整个模拟演示系统的关键。该局部程序无法在源程序上修改完成，所以需要重新编程。为了保持原有
11、程序构造的明晰可以考虑在原有工程程序中新增一FC功能，在主程序OB1中调用该功能以实现模拟称重信号的输出。称重模拟信号的输出在演示系统共分为四种，包括：骨料秤信号，粉料秤信号，沥青秤信号，添加剂秤信号。其中骨料又细分为6种，粉料细分为3种，沥青分为2种，添加剂分为一种。随着公路施工的要求的不断进步，有可能还会出现五个秤甚至更多秤的模拟。称重模拟信号可以根据称重时间，卸料时间，称重误差等消费参数来调整，要防止消费中频繁出现某种物料计量超差或者计量超时现象。紧急停机时会出现秤里存料现象，所以秤的清空需要由HMI组态按钮来实现。按钮的配置是根据按钮触发的变量在程序中的调用来决定的。按钮对应变量可以对
12、整个计量程序复位，也可以单独对某一种物料复位，如骨料秤。本文所述模拟演示系统在HMI组态时新增了PLC复位按钮,该钮对真个PLC计量复位.3.2.3燃烧器控制的模拟设计基于VIPA500PLC的模拟演示系统在模拟燃烧器控制时可以实现风门的开度控制如鼓风门，引风门开和闭，开度百分比值随风门开闭而增加减小。除尘器出入口温度值，溜槽温度值随风门开度而程比例变化。同时，枯燥筒负压和除尘器压差也按一定函数关系发生变化。4上位机监控组态设计上位机监控组态设计分为PC监控组态设计和HMI监控组态设计。4.1PC监控组态设计PC监控组态设计可以有两种方式实现，第一种，独立的监控组态设计。即充分利用组态软件所提
13、供的函数功能，实现二次开发，以到达模拟演示效果。Fameview组态软件支持Vbscript脚本函数，Vbscript脚本函数支持71种以上功能的实现,包括画面表现,数据库操纵,报表输出等等.可以最大限度的的模拟工业现场消费经过，合适给客户演示。第二种形式是基于VIPA500PLC，即上位机和PLC通过通讯实现监控组态模拟，前面第三章的程序设计即考虑了此组态方式。这种组态方式可以大量的借鉴沥青混凝土搅拌设备在工业现场实际应用的组态设计，只做较少的修改即可。短信的组态.短信息效劳作为智能化消费的一局部,在沥青搅拌控制行业开场崭露头角.由模拟演示硬件组成图可以看到,短信效劳的原理是通过手机发送短信
14、息给短信处理模块相当于另一部手机,短信处理模块通过串口和上位PC机通讯,将需要处理的信息反应回发送短消息的手机.短消息在上位机组态内容首先是选择通讯方式,传送速率设定和短信效劳中心号码设定.如下列图所示,其中串口我们选择COM1,波特率默以为38400,短信中心号码不同地区有所不同,可咨询当地运营商.短信组态第二步就是组态短信息内容.短信内容可以是当前消费数据如,当前产量,当前沥青温度等;短信内容也可以是历史消费数据,如过去某天的产量或者温度,电机电流值等.4.2HMI组态设计HMI组态设计因HMI硬件性能而不同,这里以施奈德XBTGT为例,由于HMI组态软件功能所限,该型号组态方式必须基于V
15、IPA500PLC.相对与PC组态HMI组态更简单,只是增加了几个外部消费控制按钮,如开场消费,停顿消费,PLC复位等。HMI视频应用是比拟新的事物,该应用打破了传统视频控制的形式.传统视频应用需要多台监视器和视频交换器,而HMI这些都不需要,所需要的只是多设定几个视频画面即可.如下列图所示:图5HMI视频组态画面另外HMI视频还可以录制,拍照并保存.组态设计时首先添加视频画面,图5所示视频画面为单窗口单画面型,也可以在单窗口中显示多个画面,这可以根据需要来设置.视频、图象文件的保存途径需要在组态设计时设定.支持视频的XBTGT有外接存储卡,视频,图象文件默认保存在存储卡内.组态时鼠标双击工程的数据定位选项,弹出下列图设置画面:图6HMI数据定位设置将数据文件选项对应的设置设为第二驱动器即可.基于VIPA500SPLC的模拟演示系统硬件配置简单,软件编程和组态任务小,开发周期短.可以实现工业现场消费工艺流程和工况的模拟演示.该系统已经在北京德基沥青混凝土搅拌设备销售演示和公司员工业务培训中广泛的应用.0