基于PLC及现场总线的MPS系统控制研究

《工业控制计算机》2008年21卷第9期 *苏州职业大学2007度科研基金资助项目(SZD07L45) MPS系统是模块化生产系统的简称,系统集电气技术、 PLC、传感器、气动等技术为一体,具有模块化、综合性和易扩充 性等特点。本文介绍由上料检测、上料搬运、加工处理、工件装 配、存储搬运、分类存储等六个模块工作站组成的 MPS系统,通 过CC-Link总线技术及PLC的结合实现对MPS系统的控制。 1 MPS系统控制要求及硬件配置 1.1MPS系统控制要求 MPS系统由上料检测、上料搬运、加工处理、工件装配、存 储搬运、分类存储六个工作站组成。以上料检测站作为主站,其 余五站作为从站,完成对无序存储在转动料斗中的工件进行分 离传送,并通过传感器区分工件的材料属性,如塑料工件、金属 工件。当上料检测站完成上料检测功能后,通过 CC-Link总线 通讯系统向上料搬运站发出搬运信号,上料搬运站将主站中的 工件搬运至加工处理站。加工处理站根据主站传输过来的工件 材料属性数据选择合适的加工程序对工件进行加工处理。当加 工工作站完成加工功能后,并向主站发送加工完成信息,主站将 命令存储搬运站(从站)将加工处理站的工件搬运至工件装配站 进行装配作业。装配工作完成后,装配站(从站)向主站发送装配 完成信号,由主站再命令存储搬运站将装配后的工件从工件装 配站搬运到到分类存储站进行分类存储。此时整个模块化生产 系统的生产功能任务完成。整个 MPS系统中的信息流分为数据 流和逻辑流。其中数据流用来传输工件的材料属性信息,加工处 理站将根据材料属性信息选择不同的加工程序和 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 ,而分类 存储站则根据材料属性信息选择不同的存储工位。逻辑流信号 则是用来传输工作站与工作站之间的协同信息,各从站要将本 站功能完成状态信号和本站功能准备好状态信号传送到主站, 再由主站根据各从站的状态信号来控制各从站实现启动和停 止,从而实现整个MPS系统的加工和存储工作的控制功能。各 工作站均配有独立的 PLC作为现场工作站的控制器进行控制。 其系统结构如图1所示。 图1 MPS系统结构图 1.2MPS系统各站及CC-Link的硬件配置 根据 MPS系统控制要求及主、从站的功能任务,各站的控 制器均采用三菱的FX2N系列的PLC。通过CC-Link现场总线 技术实现整个系统的程序控制和通讯链路,其硬件配置如图 2 所示。作为主站的上料检测站的 PLC选用 FX2N-48MR,作为 从站的上料搬运、加工处理、工件装配、存储搬运、分类存储站的 PLC与主站相同也为 FX2N-48MR;CC-Link主站模块采用 FX2N-16CCL-M,各 从 站 的 CC-Link模 块 采 用 FX2N- 32CCL,主站与 5个从站之间采用 FANC-SB0.5mm2×3CC- Link专用双绞电缆进行串联连接。在主站和分类存储从站加入 两个110Ω终端电阻用以屏蔽通讯中的干扰信号。 图2 CC-Link的硬件配置图 2 CC-Link主/从站模块通信初始化设置 完成系统的硬件配置与组态后,为保证系统通讯的正常需 基于PLC及现场总线的MPS系统控制研究* 牛 丽 (苏州市职业大学计算机工程系,江苏 苏州 215104) 丁海波 (苏州工业园区职业技术学院机电工程系,江苏 苏州 215021) 摘 要 MPS系统是模块化生产系统的简称,每个模块工作站均设置有 PLC对各模块工作站进行独立控制。CC-Link现场总 线是目前在工业自动化领域中应用广泛的现场总线通讯技术之一。MPS系统各模块工作站之间的通讯建立了CC-Link现 场总线通讯网络,从而实现了对 MPS系统中各工作站的分散控制,使得系统的生产效率得到了显著提高,且大大提高了系 统可靠性和可维护性。 关键词:MPS,CC-Link现场总线,通讯,模块 Abstract MPSsystem namesthemoduleproductionsystem,eachmoduleworkstationsetsupPLC andcontrolseverymodule workstationindependently.TheCC-Linkfieldbusisoneofthemostextensivefieldbuscommunicationnetworksinthein- dustryautomaticfieldatpresent.TheCC-LinkfieldbuscommunicationnetworklinkswitheachmoduleworkstationofMPS system,thustheCC-LinkcanrealizedispersedcontrolinMPSsystem.SotheefficiencyofMPSsystem canbeimproved notably,andits'dependabilityandmaintainabilitycanbeimprovedgreatly. Keywords:MPS,CC-LinkFieldBus,communication,module 85 基于PLC及现场总线的MPS系统控制研究 对主站和从站模块的开关进行设定,包括:站号设定、站数设定、 传输速度设定、条件设定。主站(上料检测)模块专用站号设定开 关为00,在线模式设定开关为 0,传输速度设定为 2Mbps,条件 设定为系统默认设置全 OFF状态;上料搬运从站模块站号设定 开关为01(1号站),站数设定为 0(占用 1个站),传输速度设定 为 2Mbps;加工处理从站模块站号设定开关为 02(2号站),站 数设定为0(占用1个站),传输速度设定为2Mbps;上料搬运从 站模块站号设定开关为 03(3号站),站数设定为 0(占用 1个 站),传输速度设定为 2Mbps;上料搬运从站模块站号设定开关 为 04(4号站),站数设定为 0(占用 1个站),传输速度设定为 2 Mbps;上料搬运从站模块站号设 定开关为05(5号站),站数设定为 0(占用 1个站),传输速度设定为 2Mbps。CC-Link的硬件链接及 主从站模块的开关设定无误的情 况下,可开始进行 CC-Link通信 初始化设置。CC-Link主/从站模 块通信初始化设置的基本方法是 通过编程来设置通信初始化参数。 编制通信初始化程序的流程如 图3所示。 首先在参数设定部分,将整个系统连接的模块数、重试次 数、自动返回模块数以及当CPU瘫痪时的运行规则以及各站的 信息写入到存储器相应的地址中。在执行刷新指令后通过缓冲 存储器内的参数送入内部寄存区,从而启动数据链接。如果缓冲 存储器内参数能正常启动数据链接,这说明通信参数设置无误, 这时就可通过寄存指令将参数寄存到 E2PROM。因为一旦断电 内部寄存区的参数不会保存,而 E2PROM中的参数即使断电仍 然保存。同时通信参数必须一次性地写入到E2PROM,仅在初始 化时才予以执行。此后 CPU运行就通过将 E2PROM内的参数 送入内部寄存区去启动数据链接。如果通信参数设置有误,如参 数与系统所采用的硬件不一致,或参数与硬件上的设置不一致 时,数据链接将无法正常启动,但通常并不显示何处出错,要纠 正只有认真地检查。反过来,如果通信参数设置正确而硬件上的 设置有错,CC-Link通信控制组件会提供出错信息,一般可通过 编程软件包的诊断功能发现错误的类型和错在哪里。 3 基于组态软件的CC-Link总线对系统的控制 CC-Link总线技术将现场级的设备连接起来,通过程序实 现数字和模拟输入/输出模块、智能信号装置和过程调节与可编 程逻辑控制器 PLC以及 PC之间的数据传输,把 I/O通道分散 到实际需要的现场设备附近,从而使整个系统的工程费用、装配 费用、硬件成本、设备调试和维修成本减少到最少。MPS各模块 工作站的 PLC都配有通讯模块,通过通讯接口可以很方便地将 各站与 CC-Link总线链接起来,实现 MPS系统的通讯、高速的 数据传输和数据处理控制。 为了及时发现系统故障并做出相应的处理,周期性的整合 数据和做出分析,组态软件被越来越广泛地应用到工业自动化 系统中。系统选用国内的世纪星组态软件实现对MPS系统的控 制,用户在该软件友好的界面下进行组态、编程和数据管理,为 操作者提供了形象直观的操作环境,可以有效地对自动化系统 进行监控,避免和降低故障的发生,并对系统做出综合分析。系 统采用主-从站的通讯方式,1个主站轮询多个从站,通过各站 的通讯接口及 CC-Link总线,实现各站之间的信息传送,协调 各站之间的顺序动作。为了使世纪星组态程序访问MPS系统中 PLC当前过程值,必须组态一个通讯连接。通讯将由称作通道的 专门的通讯驱讯程序来控制。由于 FX2N系列PLC的驱动程序 是世纪星固有的,只需要按照“设备安装向导”的提示安装设备 驱动程序,设置必要的参数即可。组态软件与自动化控制系统间 的通讯依靠通讯驱动程序来实现,自动化控制系统与组态软件 间的数据交换则通过过程变量来实现。在已建立的通讯连接中 定义变量或变量组,为变量设置变量名、数据类型和地址。在这 里变量的类型及地址一定要与 PLC中需要的或已经设置好的 通讯数据一一对应。 4 结束语 CC-Link现场总线技术及 PLC在 MPS系统中的应用,实 现对整个MPS系统通讯与控制链路,缩短了整个系统的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和 调试时间,降低了工作的难度,方便了以后的故障检修和维护。 随着通信技术和控制技术的不断发展,将来现场总线技术及其 相关技术的发展会更加成熟和完善,并将出现更为便利且功能 强大的通信设置方法,以使将来的现场总线技术更好地应用于 工业控制现场。 参考文献 [1]刘增辉.模块化生产加工系统应用技术[M].北京:电子工业出版社, 2005:8-17 [2]MITSUBISHI.FX2N2N-16CCL-M UserManual.JY992D93101A (MEE),1999 [3]MITSUBISHI.FX2N2NHardwareManual.JY992D66301,1999 [4]郭宗仁,等.可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术[M].北 京:人民邮电出版社,2002:132-146 [收稿日期:2008.4.5] 图3 通信初始化程序设计流程 随着人们对视频效果和画面品质要求的不断提高,市场上的各种高清电视层出不穷。但是对于超大屏幕多媒体系统,普通高清 显示接口难以满足人们对画质的要求,而HDMI接口却可以很好地解决这一问题。 HDMI接口能提供高达5Gbps的数据传输带宽,可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行 数/模或者模/数转换,从而保证高质量的影音信号传送。另外,HDMI技术中音频/视频采用统一电缆,只需一条HDMI线,便可以取 代最多13条模拟传输线同时传送影音信号,能有效解决连线杂乱纠结的问题。 目前,HDMI接口已经比较广泛地应用在各种商用设备中,但是对于工业主板,带有HDMI接口的却几乎没有。研祥公司正是看 到了这一市场空白和广泛的潜在需求,凭借其强大的技术实力,率先推出了带 HDMI接口的 Mini-ATX单板电脑———EC7- 1842LD2NA。该板基于 AMD低功耗、高性能的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,采用 AMDM690E+SB600芯片组,支持 AMDS1架构的 MobileAMD Sempron单核和 AMDTurion×2双核 CPU,带有两个 240PinDDRⅡ533/667/800DIMM槽,可扩充到 4GB,并支持 VGA+ LVDS、LVDS+HDMI双显示功能。 EC7-1842LD2NA这款专门针对高清显示开发的主板,延续了研祥产品一贯的严谨风格,做工一丝不苟,并采用大量固态电容, 大大加强了主板的稳定性。该板可广泛适用于对板卡体积和功耗有特别要求的高清视频、多媒体等应用领域。 体验数字 共享清晰 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 86