鍛造線自動化控制系統(tǒng)①

第第頁鍛造線自動化控制系統(tǒng)①摘要：隨著自動化程度的提高，計算機管理系統(tǒng)和安全系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的結合已成為趨勢，該文針對計算機管理系統(tǒng)的特點，通過對實際案例分析，闡述鍛造線總控系統(tǒng)的具體應用。

關鍵詞：PLCPROFIBUS-DP安全系統(tǒng)計算機

中圖分類號：TG315文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0037-01

計算機系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的結合，可實現對生產線的數據采集、跟蹤、管理、存儲、打印，通過現場總線互聯與控制室內人機界面組成一個全分散、全數字化、全開放和可互操作的新一代生產過程自動控制系統(tǒng)。

1系統(tǒng)概述

生產線自動化現場總線控制系統(tǒng)主要由工業(yè)控制計算機、主控PLC、安全PLC組成。總線控制系統(tǒng)采用兩層總線結構，上層采用以太網，下層采用PROFIBUS-DP總線。工業(yè)控制計算機、主控PLC通過工業(yè)以太網總線連接到交換機上，保證實現數據高速實時通訊?，F場設備層采用PROFIBUS-DP為通訊總線，進行實時數據傳輸。安全PLC通過PROFIBUS-DP總線與主控PLC進行通訊。

PROFIBUS-DP總線與各分設備通過DP耦合器進行通訊，為避免單根總線電纜故障導致整個控制系統(tǒng)癱瘓，DP耦合器統(tǒng)一放到總控室控制柜中。

安全總線采用PILZ公司的安全PLC，現場安全門開關、各分設備的急停開關通過硬線接到總控室安全PLC的IO模塊上，傳輸急停、安全門等安全信號，保證人身、設備安全。

2控制方式

生產線運行控制功能主要是協(xié)調、控制、保障整條鍛造生產線安全、可靠、高效的運行，根據工藝要求把生產線分成四個區(qū)域。

中頻爐、去氧化皮及傳送裝置區(qū)域；

輥鍛機、輥鍛機械手區(qū)域；

16000T壓力機、主機工位轉移、主機出料機器人、噴霧潤滑機械手區(qū)域；

切邊機、扭拐機、精整壓力機、扭拐用機器人、精整用機器人、切邊出料及傳送車區(qū)域。

采用分區(qū)域啟動、分區(qū)域控制的方式來完成整個生產線的控制?？偩€通過檢測各個單機設備的運行狀態(tài)，在某一區(qū)域或某一設備故障時，指揮其它設備動作，根據不同的狀態(tài)對各單機設備發(fā)出不同的指令（等待，再恢復，或是全線停車）。

控制方式可分為自動控制、區(qū)域聯動和手動控制。進行自動控制時，由主控PLC按預先編輯的程序對生產線進行控制。生產線正常啟動時，系統(tǒng)默認進行自動控制方式運行。區(qū)域聯動方式用于實現區(qū)域內部的設備聯動控制，以實現區(qū)域的單獨控制或區(qū)域內設備聯調。

3上位機監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)主要由以太網交換機、工業(yè)控制計算機、主控PLC和安全PLC組成，工業(yè)控制計算機負責生產的管理和生產線的控制，是監(jiān)控系統(tǒng)的核心，主要實現以下幾個功能。

（1）生產線的監(jiān)視功能

生產線的監(jiān)視功能通過監(jiān)控組態(tài)軟件實現對現場設備的運行狀態(tài)的顯示，以及控制系統(tǒng)中相關參數的顯示，以圖形化的形式顯示生產線的狀態(tài)，幫助操作人員及時了解生產的信息。監(jiān)視功能又分為系統(tǒng)總體監(jiān)視功能、分類設備監(jiān)視功能和趨勢顯示功能。

（2）生產線的數據采集和記錄功能

工業(yè)控制計算機將現場生產相關數據進行采集，并將數據存儲到數據庫，供操作人員進行數據分析時使用。

（3）生產線的控制功能

生產線控制功能實現設備控制功能、前橋或曲軸模式選擇功能和設備管理與維護功能。

（4）生產線的報警處理功能

監(jiān)控系統(tǒng)提供豐富的報警功能，用于顯示、處理生產線的報警信息，具體內容包括：報警顯示功能、報警處理功能、報警等級功能和報警歸檔功能。

報警顯示功能：監(jiān)控系統(tǒng)提供報警頁面、硬件報警、報警匯總等頁面，實現了報警信息的實時文字顯示。

報警處理功能：當產生報警后，操作員需要對報警信息進行處理，操作包括：確認、屏蔽、使能。打開頁面，右擊某條報警信息，彈出報警處理菜單，操作員通過點擊相關菜單項完成處理操作。報警處理操作包括確認、屏蔽和使能三種方式。

報警等級功能：報警等級分為2級，分別是緊急報警、警告信息。每條報警信息都有一個報警等級，在報警信息列表中等級高的報警被優(yōu)先響應。另外，不同等級的報警使用不同顏色的文字區(qū)分。

報警歸檔功能：生產線所有報警信息都會被歸檔到本地硬盤文件中。另外，針對不同的報警信息產生相應的動作，如確認、使能等處理操作都會被歸檔。操作員可以通過“報警匯總”頁面查看近期的報警歷史記錄；另外還可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的報表功能來對報警歷史記錄進行查看、生成報表和打印。

（5）顯示和打印功能

監(jiān)控系統(tǒng)提供豐富的統(tǒng)計報表功能，“報表系統(tǒng)”可以按日、周、月或時間范圍生成數據報表、操作記錄報表、報警信息報表等。操作員可以進行報表的查看和打印操作。

（6）權限功能

監(jiān)控系統(tǒng)提供2種操作權限來保證系統(tǒng)安全，分別為運營操作級和系統(tǒng)管理級。系統(tǒng)管理級是指在對監(jiān)控系統(tǒng)進行軟件維護、故障維修等管理時的權限分級，該級別的用戶及權限設置通過組態(tài)軟件來實現。

運營操作級是指監(jiān)控系統(tǒng)在運營狀態(tài)下的用戶操作權限分級，可根據用戶需求設置不同的操作級別，當系統(tǒng)運行時，用戶需輸入合法的用戶信息，才能被允許進入監(jiān)控系統(tǒng)，并能提供相應的權限操作。

4結語

控制系統(tǒng)在體系結構、網絡構成、軟硬件配置和功能實現上采用綜合自動化監(jiān)控技術進行方案細化設計和系統(tǒng)配置，充分考慮系統(tǒng)的擴充性、擴展性、統(tǒng)一性、資源共享性和技術先進性，滿足萬噸鍛造生產線的生產需求和未來擴充的需要；在保證系統(tǒng)技術先進性的基礎上對可靠性、穩(wěn)定性、安全性、可維護性和人機交互友好性的實現，滿足了鍛造生產線在溫度、濕度、灰塵、防水、抗震、抗干擾和電磁兼容性的要求。

參