基于IOServer技術(shù)Intouch及AB—PLC光纖篩選系統(tǒng)

1、基于 io server 技術(shù) intouch 及 abplc 光纖篩選系統(tǒng)摘要：隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，市 場(chǎng)對(duì)光纖的需求量在快速增長(zhǎng)，因此迫切需要對(duì)光纖篩選設(shè) 備進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)。目前，intouch等組態(tài)軟件在工業(yè)自動(dòng) 化中已經(jīng)有了廣泛應(yīng)用，但在光纖篩選系統(tǒng)中卻少見報(bào)道。 本文詳細(xì)描述了基于intouch的光纖篩選系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和 軟件設(shè)計(jì)方案，利用以太網(wǎng)10 server軟件建立opc,為系 統(tǒng)的監(jiān)控提供數(shù)據(jù)采集接口。系統(tǒng)應(yīng)用于江蘇通鼎集團(tuán)，具 有較好的可靠性和魯棒性，很好的完成了光纖篩選的監(jiān)控工 作。abstract:with the development of in

2、formationtechnology and the rapid development of economy , market demand for optical fiber was in a fast growth, so optical fiber screening equipments need for optimization and upgrading urgently. at present , intouch etc configuration software in industrial automation has been widely used, but rare

3、ly reported in the optical fiber screening system. this article describes the system structure and software design which based on optical fiber screening system， opc thatset up by using of ethernet 10 server software, gives data acquisition interfaces for system monitoring. because of the good relia

4、bility and robustness, the system has been applied to jiangsu tongding optic-electronic co. , ltd , and finished fiber screening monitoring work wel1.關(guān)鍵詞：光纖篩選；監(jiān)控系統(tǒng)；intouch； 10 serverkey words:optical fiber screening； monitoringsystem； intouch； 10 server中圖分類號(hào)：th6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1006-4311(2013) 05-0029-03

5、0引言隨著我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光纖的產(chǎn)能已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)有市場(chǎng)的需求。因此，光電行業(yè)都在尋找一條在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)提高產(chǎn)能的途徑。目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)控制的方法已經(jīng)應(yīng)用于很多大型髙科 技產(chǎn)業(yè)，將這種方法引入光纖生產(chǎn)行業(yè)也是大勢(shì)所趨。本文 提到的intouch軟件監(jiān)控是一種將虛擬儀器引入生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)， 提供一種直觀、集中和操作方便的人機(jī)交互界面。軟件將儀 器儀表、網(wǎng)絡(luò)通信、硬件設(shè)施有機(jī)結(jié)合，為光纖篩選生產(chǎn)提 供了便利的方法。本光纖篩選系統(tǒng)基于intouch開發(fā)平臺(tái)，以ms-sql server2005數(shù)據(jù)庫(kù)作為信息管理軟件，采用以太網(wǎng)10 server技術(shù)，對(duì)可編程邏輯控制

6、器ab plc進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳 輸。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)光纖篩選過(guò)程中各單元的數(shù)據(jù)采集與 傳送、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警顯示，參數(shù)控制、登陸管理等功能， 并保證了光纖產(chǎn)品的篩選穩(wěn)定性。1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能1.1系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)原有的篩選系統(tǒng)采用人機(jī)交互界 面（factorytalk view plus600觸摸屏）進(jìn)行參數(shù)交流，為 了將方便光纖生產(chǎn)管理的產(chǎn)品跟蹤系統(tǒng)（pts系統(tǒng)）引入日 常的生產(chǎn)進(jìn)程中，現(xiàn)有系統(tǒng)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為上位 機(jī)。下位機(jī)選用ab公司的slc500系列的中小型規(guī)模plco 工控機(jī)和plc之間采用以太網(wǎng)形式連接，只需要提供一個(gè)少 量接口的交換機(jī)，避免了選用西門子plc需要采用cp5621pc

7、i 通訊板卡的方式。上位機(jī)監(jiān)控軟件是用intouch2010平臺(tái)開 發(fā)的源文件，將源文件植入intouch軟件中生成可執(zhí)行的 development 文件。slc500系列plc中的di和ai模塊負(fù)責(zé)采集篩選機(jī)系統(tǒng) 中的各個(gè)限位傳感、張力傳感及安川伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出信息 等，通過(guò)10 server技術(shù)傳送給上位機(jī)，完成實(shí)時(shí)信息顯示 和報(bào)警等功能；plc的d0和a0模塊負(fù)責(zé)將所有的指令信號(hào) 傳送給對(duì)象（伺服電機(jī)、電磁閥和繼電器等）。系統(tǒng)的基本 結(jié)構(gòu)如圖1所示。篩選機(jī)在進(jìn)行篩選時(shí)，光纖在兩個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪 （大盤驅(qū)動(dòng)輪和篩選驅(qū)動(dòng)輪）的驅(qū)動(dòng)下保持高速運(yùn)動(dòng)。在兩 個(gè)驅(qū)動(dòng)輪直接保持一定的速度差，使得位于

8、兩輪之間的光纖 受到一定的張力作用，通過(guò)張力傳感器將該張力穩(wěn)定在 9.8no當(dāng)光纖不能承受9.8n的張力時(shí)，光纖將會(huì)發(fā)生斷裂, 篩選工作將中斷，此部分光纖則成為報(bào)廢品或者非標(biāo)產(chǎn)品。1. 2通過(guò)io server建立0pc服務(wù)器intouch軟件采用 10 server與ab公司的slc500系列plc通過(guò)以太網(wǎng)方式進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸，首先需要建立一個(gè)topic,即0pc服務(wù)器。0pc 服務(wù)器，是指按照0pc基金組織規(guī)定的0pc規(guī)范群開發(fā)的軟 件驅(qū)動(dòng)。0pc服務(wù)器作為中間媒介負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)源讀取數(shù)據(jù)再 跟另外一端的客戶端通信。通信的發(fā)起端也可以是0pc客戶 端?？蛻舳撕头?wù)器的對(duì)話是雙向的，也就是說(shuō)，客

9、戶端既 可以從服務(wù)器讀出也可以向服務(wù)器寫入。0pc有一個(gè)開放的 技術(shù)規(guī)范，它制定了過(guò)程客戶應(yīng)用服務(wù)和服務(wù)器應(yīng)用程序之 間進(jìn)行交互的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)。在開始建立0pc服務(wù)器之前，需要做好以下準(zhǔn)備工作：為了確保intouch平臺(tái)與 plc之間能夠通過(guò)以太網(wǎng)方式通信，須正確配置plc的以太 網(wǎng)端口。在本地的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上安裝以太網(wǎng)板卡，安 裝并配置 tcp ip 協(xié)議。安裝 wonderware abtcp 10 server v7. 5. 0. 2 （或更高）軟件。安裝 rockwell 的 rslogix 500 和rslinx軟件。本地計(jì)算機(jī)設(shè)置好windows xp系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)后，繼續(xù)配 置sl

10、c500的channell o首先通過(guò)交換機(jī)plc,運(yùn)行 rslogix500軟件，在on-line模式下進(jìn)入控制器，打開 channel configeration,對(duì)用于以太網(wǎng)通訊的channell通 道進(jìn)行地址、波特率等參數(shù)的設(shè)置。如圖2和圖3所示：圖 中plc的ip地址前三段192. 168. *與上位機(jī)網(wǎng)卡的ip地址 前三段必須一致，子網(wǎng)掩碼255. 255. 255. 0與上位機(jī)網(wǎng)卡子 網(wǎng)掩碼一致。為了提高對(duì)上位機(jī)和plc的網(wǎng)絡(luò)域名解析效率，可以通 過(guò)hosts文件建立域名和ip的映射關(guān)系來(lái)達(dá)到目的。根據(jù) 微軟系統(tǒng)規(guī)定，在進(jìn)行dns請(qǐng)求以前，windows系統(tǒng)會(huì)先檢 查自己的hos

11、ts文件中是否存在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)域名的映射關(guān)系。 如果有，則調(diào)用這個(gè)ip地址映射，如果沒有，再向已知的 dns服務(wù)器提出域名解析。也就是說(shuō)hosts的請(qǐng)求級(jí)別比dns 高。所以為了使篩選系統(tǒng)通訊成功，須配置hosts文件。如 圖 4 所示：通過(guò) c： winnt system32 drivers etc 路 徑，用記事本打開hosts文件，添加plc的ip地址和別名。配置好hosts文件后，在abtcp 10 server中的菜單欄 選擇 configure/topic definition, 在彈出的 topic list 窗口中點(diǎn)擊new 新建一個(gè)topic ,名為slc505plc,如圖 5所

12、示。hostname為slc505,這與之前在hosts文件中的定 義一致。2篩選機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)交互界面篩選機(jī)控制系統(tǒng)的上位機(jī)選用windows xp作為操作系 統(tǒng)，選擇美國(guó)wonderware公司的intouchlo. 0版組態(tài)開發(fā) 軟件為平臺(tái)界面，通過(guò)與plc中的標(biāo)簽對(duì)應(yīng)或者自身的腳本 編輯功能實(shí)現(xiàn)邏輯判斷和運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控。光纖篩選機(jī)的人 機(jī)界面增加了工業(yè)級(jí)的pts系統(tǒng)，界面中通過(guò)“reel id” 子菜單錄入當(dāng)前詳細(xì)的產(chǎn)品信息，這樣可以有效的實(shí)現(xiàn)光纖 產(chǎn)品從上游拉絲到下游入庫(kù)出庫(kù)的信息管理；同樣，人機(jī)交 互界面具有完善的報(bào)警功能，當(dāng)設(shè)備的某一功能部分出現(xiàn)故 障時(shí)，系統(tǒng)可以及時(shí)的提示操作人員

13、報(bào)警位置和報(bào)警內(nèi)容； 系統(tǒng)的"maintenance menu"菜單，不但可以在線測(cè)試各電 機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，還能通過(guò)調(diào)整設(shè)置各伺服驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的pid 參數(shù)，為設(shè)備的調(diào)試帶來(lái)方便。除了常規(guī)的控制標(biāo)簽外，intouch軟件還定義了量程轉(zhuǎn) 換、掉電數(shù)據(jù)保存、超限報(bào)警參數(shù)設(shè)定等標(biāo)簽。界面上可以 隨時(shí)改變參數(shù)和保存參數(shù)、初始值和與ab-plc通訊的地址 參數(shù)設(shè)置等功能。整個(gè)篩選工藝的人機(jī)交互界面如圖6所示，系統(tǒng)中的用 戶登錄等級(jí)分為三級(jí)，其中工程師級(jí)可以進(jìn)行原點(diǎn)校準(zhǔn)等維 護(hù)菜單的設(shè)置，管理員級(jí)可以對(duì)各伺服電機(jī)進(jìn)行pid參數(shù)設(shè) 置；子菜單take-up reel parameter可進(jìn)行

14、收線端光纖筒 徑和寬度、光纖排線間隙的設(shè)定；pay-off reel parameter 子菜單可以進(jìn)行放線端光纖筒徑的設(shè)定；line speed capstan control子菜單負(fù)責(zé)伺服電機(jī)升速減速的時(shí)間設(shè)定、 篩選模式的選擇等功能；alarm子菜單可以顯示報(bào)警信息， 包括當(dāng)前報(bào)警和已經(jīng)消除的報(bào)警歷史信息等。3 ab-plc的硬件組態(tài)及軟件使用rslogix500軟件在一個(gè)新建工程文件中需要首先進(jìn)行 硬件組態(tài)，在定義好的框架里選擇與硬件匹配的模塊拖入。 10模塊放入的槽號(hào)根據(jù)實(shí)際使用情況由用戶指定，并且需要 為cpu機(jī)架配置好電源模塊。針對(duì)光纖篩選系統(tǒng)，plc設(shè)置 一個(gè)機(jī)架，10模塊主要

15、包括：數(shù)字量輸入模塊，負(fù)責(zé)各開關(guān)、 按鈕的信號(hào)輸入；數(shù)字量輸出模塊，負(fù)責(zé)各伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù) 字量控制信號(hào)及電磁閥、繼電器的控制信號(hào)；模擬量輸入模 塊，負(fù)責(zé)壓力傳感器和跳舞輪位置傳感器的模擬量信號(hào)；模 擬量輸出模塊，輸出各伺服驅(qū)動(dòng)器速度給定控制信號(hào)；高速 計(jì)數(shù)模塊，輸入速度驅(qū)動(dòng)輪、收線筒旋轉(zhuǎn)和收線端排線電機(jī) 長(zhǎng)度計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。4研究分析及總結(jié)本文簡(jiǎn)要分析了光纖篩選控制系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)， 系統(tǒng)通過(guò)采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，將上位機(jī)、plc和伺服驅(qū)動(dòng) 等對(duì)象的三層結(jié)構(gòu)連接在一起。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)認(rèn)證，光纖篩選控 制系統(tǒng)達(dá)到了各項(xiàng)要求指標(biāo)，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，單臺(tái)故障停機(jī) 率為1.2次/10萬(wàn)公里。同時(shí)，pts系統(tǒng)的加入，有效的實(shí) 現(xiàn)了光纖產(chǎn)品的企業(yè)化管理。參考文獻(xiàn)：1 劉清建，王太勇等基于總線架構(gòu)的多層次監(jiān)控開放 數(shù)控系統(tǒng)j吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，2010, 40 (6)： 15891924.2 李瑞棠自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)m.西安：電子科技大學(xué) 出版社，1996. 5.3 wonderware corporation. wonderware facto