1 引言
我国涂装工业和其他流程工业一样,未来的十年将面临着信息化的挑战。基于组态技术的涂装生产线控制可以实现更进一步的企业级资源管理,它包括有生产管理系统、质量控制系统、设备管理系统等子系统等,将过程自动化和管理自动化两个部分通过信息化高度统一,使得企业能够得到高效运转。随着由plc和计算机构成的工厂自动化网络有了质的飞跃后,基于组态技术的涂装生产线系统势必将以其强大的信息化功能逐步进入涂装产业。下面主要以我院于东北某涂装车间工程项目为例,具体讨论欧姆龙自动化网络在水处理行业中的应用技术。
2 系统设计
2.1 系统特点
由于该涂装车间生产工艺主要具有以下特点:
(1) 各生产单体设备相对独立。
(2) 与其他车间生产具有关联性、和不间断性。
(3) 设备距离较远,设备组网相对复杂。
根据以上特点,本系统选用omron的中小型plc对各涂装生产设备分散控制,利用组态技术和controller link组成网络,在涂装车间设置上位机,构建中央控制室进行生产管理和对生产数据进行后续处理。
2.2 网络结构
欧姆龙主要的网络有以下几种:可将以上的网络从高到低划分为三个层次:信息层、控制层和设备层。第一层信息网,包括工业以太网(ethernet)和sysnet,主要负责大量信息的采集和实时监控,对现场的plc、检测元器件和执行机构实行中央集中控制。第二层为控制层,包括sysmac link、pc link和controller link,控制层网络的特点是高速、高可靠,适合plc与计算机、plc与plc及其它设备之间的大量数据的高速通讯。最底层网络为设备层,它们有sysbus、sysbus/2、compobus/d(devicenet)、compobus/s、profibus-dp、modbus等,这一层用于plc与现场设备、远程i/o端子及现场仪表或智能设备之间的通讯,设备层网络应是与现场设备连接方便,成本低廉。第三层网络习惯上称之为现场总线。ethernet、controller link和devicenet代表了欧姆龙以上三个层次网络产品的最新技术。
2.3 系统架构
根据对欧姆龙以上网络系统的分析,结合该涂装车间的工艺控制要求,最终选择的典型的系统架构原理图如图1所示。
图1 系统架构
控制系统由中央控制室的上位计算机管理控制系统、六个现场控制站(plc1~plc6)组成。采用由工业控制计算机及plc构成的分散集中控制系统。该系统集控制、数据采集功能为一体,完成整个涂装车间的过程控制、工艺流程显示、设备运行状态的监测及故障报警。其中上位机位于中央控制室,可与以太网和厂内局域网通讯;plc选用omron的cj1m系列cpu,上端通过cj1w-etn21模块与上位机通讯,下端通过cj1w-clk21模块与其他plc通讯;plc与触摸屏之间通过omron的通讯电缆xw2z-500进行连接。部分plc程序如图2所示。
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