注橡机联网监控系统的开发与应用_电气自动化_机械设备_行业资讯

0前言

注橡机，是注塑机中的一类，主要用于橡胶行业的注塑成型设备，有使用周期长，控制要求高等的特点[1]。在生产过程中，机器中料筒温度的控制精度是衡量其生产品质的重要依据。为使企业中长时间运行的注橡机能够安全稳定高效地生产，其关键技术就是通过监测控制系统对下位机中PLC及温度信号采集、执行机构进行控制，将信号经通讯管理机送至上位机控制核心进行统一处理，并将处理结果反馈至下位机执行。

1系统硬件结构

该联网监控系统的硬件结构图如下图1：

图1系统硬件结构图

主控层包括：监控主机，打印设备。监控主机采用高性能计算机，在WindowsXPSP3系统下完成组态软件的运行与调试；打印设备根据监控主机中报表的设定，定时自动打印报表。

通讯管理层包括：工控机、CP5611通讯卡和UT-712通讯卡。工控机采用研华NUPRO-A301工控机，安装Simatic.net和Kepserver作为OPC服务器；CP5611通讯卡，用于西门子Profibus总线通讯；UT-712通讯卡，用于MODBUS总线通讯[2]。

现场控制层由西门子西门子300系列PLC、永宏FBE-28MU系列PLC、智能仪表及执行机构组成。

2系统软件开发与实现

该系统监控软件部分由：组态王软件开发完成，可实时通过通讯管理机获取并修改如温度、压力、流量、单次生产时间等数据；绘制实时数据曲线，；将重要数据如温度、压力等存入Access数据库中以备查询；对现场PLC发出控制命令[3]。

2.1软件开发流程设计

在建立监控系统软件工程之后，装载驱动连接通讯管理机端的OPC服务器，再设置通讯参数，并校验通讯状态，然后根据用户需求设置用户操作以及参数显示界面，设置需监控变量及其属性，通过系统功能的设定，将变量与操作动作连接，校验动作是否正确，如正确，则将工程备份[4]。

完整开发流程如下图2：

图2 软件设计流程图

2.2通讯管理层服务器软件配置

通讯管理层作为通讯管理、中转设备，安装了西门子Simatic.net软件和Kepserver软件。西门子Simatic.net软件将挂接的西门子系列PLC硬件组态，设置其通讯地址，并通过OPC服务器发布通讯信息。Kepserver软件用于连接永宏系列PLC，同时设置其通讯参数及地址[5]。由于现场通讯距离较长，经计算与反复实验，在通讯参数设置中采用异步通讯方式，通讯速率为19.2kbps，可保证其数据通讯的实时性。

2.3上位机组态软件的实现

监控主机上组态软件是由亚控科技的组态王软件实现的。在通讯管理机与现场控制层PLC等部件通讯正常的基础上，建立工程，根据实际需求分别设定用户界面、实时数据库以及运行逻辑。

用户界面是指提供给用户监测控制的人机对话窗口，主要内容包括：状态量显示、工艺参数设定、历史数据查询、数据报表查询传送、报警设定与显示。

状态量显示与工艺参数设置是人机对话的主要内容，状态量显示窗口是现场机器状态的实时反映，该界面模拟了各机器实际现场位置和状态，并在二级窗口中直观的提供各台机器的具体参数；工艺参数设置可对保证产品质量，比如在设定好硫化时间后，未达到工艺标准则屏蔽硫化中断操作，直至产品达到标准。历史数据查询提供了产品追踪的功能，方便企业进行质量保障与经验总结。数据报表查询与传送功能可以将数据同步至ACCESS数据库并将其发布在企业ERP系统上，供其他用户调用。

实时数据库是组态软件的核心部分，所有的数据都通过变量的形式存入实时数据库中，再根据需要进行调用，如下图3。