PLC－DCS在紙板生產自動化系統中的應用
加入技術交流群
2．2通信網絡
由于在分散控制系統中廣泛采用了多處理機的結構，所以處理機之間的數據通信變得極其重要。
現場總線技術作為自動化領域技術發展的熱點之一，被譽為自動化領域的計算機局域網。它適應了工業控制系統向分散化、網絡化、智能化的發展方向。 Profitbus是唯一的全集成H1(過程)和H2(工廠自動化)現場總線解決方案，是一種不依賴于廠家的開發式現場總線標準，它可廣泛應用于制造加工、過程和建筑自動化領域。在該監控系統中，現場級3個PLC站之間利用Profitbus進行數據通信，實現了紙板生產線狀態數據的采集和控制信號的傳遞。
Ethernet以太網最初是由Xeroex在20世紀70年代開發的—種連網傳輸方法，后來由Xeroex、數字設備公司(DEC)和 Intel改進。這種靈活的技術可以運行在各種網絡介質上，并在合理的開銷下提供很好的容量。到目前為止，以太網是用于局域網的最流行的邏輯拓撲結構。在該監控系統中，控制級操作站之間和管理級終端機之間采用Ethernet進行數據通信。實現了各操作站間的相互冗余備用以及管理數據的存取。
DCS各級之間的通信一直以來是工程技術人員關注的技術熱點之一。該系統采用VIPA公司PC-CPU 288L自帶的Ethernet端口很好的解決了現場級到控制級之間的通信問題。實現了現場實時數據向上輸送和控制級信號的向下傳遞。由于控制級和管理級同時采用Ethernet，因此它們之間直接用集線器(HUB)相連，進行相互通信。
該監控系統中，將以太網(Ethernet)與現場總線相結合實現了PLC站之間、操作站之間、管理終端之間以及現場級、控制級、管理級之間的數據通信。
3軟件設計
系統軟件采用CONTROL LAB軟件包，其層次結構如圖2。?
現場級V200 CPU站采用了快速可預測實時內核，其周期性工作的時間穩定性(Jitter-Time)可達2微秒(300MHZ CPU)。 PLC和硬件模塊及現場總線的數據交換均在實時任務中進行，保證了這類數據交換在操作系統中的延時不超過幾個微秒。控制任務作為實時任務執行，其最短工作周期可達0．01毫秒。
PLC監控程序采用圖形化組態工具ControlChart編制，該工具是一種基于IEC1131-3流程圖形語言的開發式控制軟件，符合工業標準。工程師在控制級操作站上即可利用現成模塊進行自由組合、在線觀察和調試，極大地縮短了控制系統的調試時間。瓦楞紙板流水線的控制任務主要進行線上各機組運行速度協調。速度調節中粘合機作為主機，過膠機、修邊機、橫切機和堆疊機與主機同步運行。該監控系統速度控制流程圖如圖3所示。
ZJL、DJL、DDCL和SJCL分別對應紙漿量(瓦楞機)、堆積量、訂單產量和實際產量，根據以上量的測量數值對粘合機和瓦楞機速度進行相應的調節。
在控制級和管理級軟件基于WINDOWS NT平臺，采用易學易用的Visual Basic6．0進行編程，其中采用ActiveX、OPC、 TCP／IP等國際通用技術和標準，用戶可以極方便的與其他軟件系統進行自由通訊和進行功能擴展。控制級操作站檢測畫面主要有總操作圖、瓦楞機監測圖、粘合機檢測圖、過膠機監測圖、修邊機監測圖和橫切機監測圖。管理級終端包括訂單管理畫面和出貨管理畫面等。
4系統功能
在軟硬件基礎上實現的瓦楞紙板生產線監控系統功能如圖3所示。監控系統功能分為監控和管理功能。監控主要是工況顯示和生產操作，管理主要是訂單管理和出貨管理。
4．1工況顯示
在控制級的操作站以及管理級的終端機中顯示現場采集來的生產線狀態數據，主要包括：生產中的紙板品種，尺寸規格；現時各機組生產速度、電機電流；瓦楞機原紙堆積量；粘合機出紙量、各段溫度；現時的實切張數，訂單的總張數，還欠實際張數；成品，不良產品的數量(不良品人工輸入)原紙剩余長度等。顯示方式包括數字、柱狀圖和趨勢圖等。在此基礎上進行速度、電流、溫度、堆積量等過限報警。
評論