基于PC+PLC等離子熔射自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.3 PLC運(yùn)行程序設(shè)計(jì)

　　等離子熔射系統(tǒng)由西門子S7-300型PLC作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制，整個(gè)工藝過(guò)程動(dòng)作控制和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采樣。PLC內(nèi)部程序分為手動(dòng)控制和自動(dòng)運(yùn)行兩個(gè)部分，可分別響應(yīng)控制面板上按鈕動(dòng)作和上位機(jī)發(fā)來(lái)的控制指令。

　　PLC程序采用Step7進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要過(guò)程包括：首先在Step7中建立一個(gè)新工程SprayControl，然后插入SIMATIC 300 Station，根據(jù)PLC硬件配置及模板物理安裝位置進(jìn)行硬件組態(tài)。其次插入Simatic PC Station，在其中插入OPC Server和CP5611。在OPC Server的Connections中基于MPI網(wǎng)絡(luò)建立PC Station與Simatic 300 Station之間網(wǎng)絡(luò)連接。MPI網(wǎng)絡(luò)建立成功后，可以在OPC Server中Symbols列表中看到PLC中CPU單元內(nèi)設(shè)計(jì)的所有的數(shù)字量、模擬量和數(shù)據(jù)塊等各種變量。基于MPI方式進(jìn)行組網(wǎng)后的網(wǎng)絡(luò)連接圖如圖3所示。最后基于SimaticNet軟件建立名稱Spray的OPC服務(wù)器，這樣就可以通過(guò)OPC客戶端程序訪問(wèn)PLC中變量。

圖3 基于MPI方式組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接圖

　　PLC中運(yùn)行程序集中在S7 Program中Blocks里，主要模塊包括系統(tǒng)主控模塊OB1，負(fù)責(zé)調(diào)用其他功能塊等。然后分別設(shè)計(jì)針對(duì)送粉器控制、工作轉(zhuǎn)臺(tái)控制、機(jī)器人故障處理、系統(tǒng)故障處理等功能塊，供主控塊調(diào)用。為了確保PLC程序安全執(zhí)行，必須增加對(duì)象塊OB80、OB82、OB85分別實(shí)現(xiàn)對(duì)模板診斷錯(cuò)誤和超時(shí)錯(cuò)誤處理，OB121和OB122響應(yīng)同步錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)過(guò)程中可以按照變量分類或者針對(duì)某一功能塊設(shè)計(jì)專用數(shù)據(jù)塊，將控制系統(tǒng)中的變量統(tǒng)一分組管理。

　4 結(jié)束語(yǔ)

　　本文開(kāi)發(fā)了一套基于PC+PLC等離子熔射自動(dòng)控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)具有良好的抗干擾能力，能夠適應(yīng)等離子熔射工藝需求，為該工藝由技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力奠定了一定基礎(chǔ)。同時(shí)PC作為上位機(jī)提供了良好的人機(jī)界面與有效的系統(tǒng)監(jiān)控和管理，PLC作為下位機(jī)執(zhí)行可靠現(xiàn)場(chǎng)控制，保證了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。該控制系統(tǒng)可以方便地與機(jī)器人、其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者生產(chǎn)線等配套組成等離子熔射系統(tǒng)。

　　本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：本文結(jié)合PC+PLC進(jìn)行等離子熔射控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，集成了PLC在惡劣的熔射環(huán)境下性能穩(wěn)定的特點(diǎn)和PC能夠進(jìn)行圖像處理與復(fù)雜算法運(yùn)算的優(yōu)勢(shì)，基于OPC協(xié)議實(shí)現(xiàn)PC與PLC之間的通訊，保證了過(guò)程控制中多變量信息采集、傳輸和處理的實(shí)時(shí)性。該自動(dòng)控制系統(tǒng)為提高等離子熔射皮膜成形性和成形質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。