【生產(chǎn)線故障報警監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計3700字（論文）】

生產(chǎn)線故障報警監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\u18428生產(chǎn)線故障報警監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 112110關(guān)鍵詞：自動化控制；組態(tài)控制技術(shù) 131527引言 1156511、主站與多從站生產(chǎn)線故障報警監(jiān)控系統(tǒng) 2178691.1主站與從站設(shè)計 2169971.2單個從站系統(tǒng)設(shè)計 2167762、單個從站系統(tǒng)控制方案 3315602.1方案規(guī)劃 399152.2梯形圖程序設(shè)計 4245073、故障報警監(jiān)控系統(tǒng) 5292833.1系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計 5292853.2系統(tǒng)軟件與硬件的通信 5142413.3監(jiān)控界面設(shè)計 742434、結(jié)語 825213參考文獻 8摘要：組態(tài)王則主要利用組態(tài)軟件進行人機界面的制作和控制方案的設(shè)計，通過研制驅(qū)動接口，與部分控制系統(tǒng)進行連接，以及與對應(yīng)硬件設(shè)備進行接入通訊。組態(tài)軟件內(nèi)整合了市場上多數(shù)產(chǎn)品的動力，本發(fā)明可以向用戶提供一種快速搭建的工業(yè)自動控制系統(tǒng)的監(jiān)測和控制。文章采用組態(tài)王技術(shù)，對生產(chǎn)線故障報警監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計進行分析，采用組態(tài)王監(jiān)控軟件，西門子S7-200SMARTPLC等硬件，完成主站及多條從站生產(chǎn)線故障報警監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。關(guān)鍵詞：自動化控制；組態(tài)控制技術(shù)引言自動控制由儀表和其他檢測設(shè)備進行自動檢測、對機器設(shè)備進行調(diào)整和控制，按照規(guī)定程序或者命令自動執(zhí)行操作。其宗旨是提高產(chǎn)量和品質(zhì)、降低成本，減輕勞動強度、確保生產(chǎn)安全等等。自動化控制就是為了增加企業(yè)的產(chǎn)量、降低工人勞動強度等有效途徑。工作環(huán)境復(fù)雜多樣，對突發(fā)故障的及時化解和處置，要想提高效率，首先要具備。根據(jù)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種故障，快速檢查出故障所在，對提高效益，減少了人員浪費，具有非常重大的意義。本系統(tǒng)采用了工業(yè)組態(tài)監(jiān)測軟件，實現(xiàn)了與生產(chǎn)線的實時交互，實現(xiàn)了對生產(chǎn)的實時追蹤，實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的遠程監(jiān)測。Kingview是一個可以在Win-PDF系統(tǒng)中使用的通用工業(yè)配置與監(jiān)測軟件，它可以讓操作者在局域網(wǎng)中實時地獲取產(chǎn)品數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)基于一條生產(chǎn)流水線，通過Kingview監(jiān)測軟件的組態(tài)，以S7-200SMARTPLC作為控制器，完成了一臺主站及一系列從站的故障預(yù)警與監(jiān)測。在從站生產(chǎn)線投入生產(chǎn)后，一旦發(fā)現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會自動發(fā)出警報，并根據(jù)故障發(fā)生前和之后的狀態(tài)變化，與真實的報警信號相結(jié)合。對故障進行分析，找出故障并進行維修，采用一套由PLC控制的梯形圖，對整個控制系統(tǒng)進行控制，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用性。1、主站與多從站生產(chǎn)線故障報警監(jiān)控系統(tǒng)1.1主站與從站設(shè)計生產(chǎn)線可能出現(xiàn)故障的部位是多種多樣的，可依據(jù)實際生產(chǎn)環(huán)境，設(shè)定不同地點號碼。但各部位報警信號的處理流程相似，探測報警信號是否被觸發(fā)，發(fā)出報警信號表示。在幾個不同的地點增加了故障報警和監(jiān)控系統(tǒng)，不同地點故障報警系統(tǒng)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)見圖1。圖1故障報警系統(tǒng)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)整個幾條生產(chǎn)線大生產(chǎn)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)可供選擇的方式有2種：（1）可采用多I/O輸入/輸出點數(shù)大型PLC設(shè)備，為每一條生產(chǎn)線故障報警變量配置不同I/O端子，利用PLC程序中主程序?qū)Χ鄠€子程序進行調(diào)用的方式，本實用新型節(jié)省控制器，同時添加對區(qū)域布線程序編制的呼叫，單臺控制器PLC出現(xiàn)故障，極易造成整套控制系統(tǒng)運行失效；（2）采用多條生產(chǎn)線、若干控制器PLC進行單獨控制，再由局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成主站和若干從站控制環(huán)境，盡管PLC控制器的成本增加，但是該系統(tǒng)分工清晰、易于操作，個別從站發(fā)生故障，并不影響控制網(wǎng)絡(luò)整體故障，本實用新型穩(wěn)定安全。1.2單個從站系統(tǒng)設(shè)計在每一條生產(chǎn)線上都設(shè)裝了故障報警系統(tǒng)，在哪一條生產(chǎn)線發(fā)生故障引發(fā)的情況下，便可以非常快速地去查故障的位置，針對個別故障報警環(huán)節(jié)對系統(tǒng)進行控制需求，單個硬件控制環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)見圖2。圖2單個硬件控制環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)在故障報警控制環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)提出了具體控制需求：在某實際生產(chǎn)線作業(yè)中，假定系統(tǒng)失效，報警信號觸發(fā)，報警蜂鳴器與報警閃爍燈同步進行啟動，但閃爍燈的亮度為2s，滅3s循環(huán)閃爍，閃爍20個蜂鳴器與報警燈在循環(huán)結(jié)束時同時停止。針對本控制系統(tǒng)實際控制需求，組態(tài)王監(jiān)測執(zhí)行監(jiān)控畫面，完成軟硬件執(zhí)行通訊連接，可實現(xiàn)控制現(xiàn)場報警狀況的實時數(shù)據(jù)狀態(tài)監(jiān)測[4-5]。2、單個從站系統(tǒng)控制方案2.1方案規(guī)劃根據(jù)各從屬控制環(huán)節(jié)對報警系統(tǒng)的需求，給出了流水線故障報警與監(jiān)測系統(tǒng)的控制流程?？刂瞥绦颍寒?dāng)生產(chǎn)線接到報警信號后，整個控制系統(tǒng)就會自動報警，并分別發(fā)出“蜂鳴聲”，警報閃光燈同時亮起2秒，熄滅3秒，警報閃光持續(xù)20次，警報閃光停止輸出。圖3過程控制流程2.2梯形圖程序設(shè)計通過對控制要求的分析，可以得出，以故障信號作為輸入信號，報警閃光燈，蜂鳴器為輸出信號。特定系統(tǒng)的I/O分布情況見表1。表1控制系統(tǒng)I/O分配根據(jù)以上輸入/輸出地址，根據(jù)PLC硬件結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)組成，可以進行PLC的線路規(guī)劃，見圖4。根據(jù)實際生產(chǎn)中的故障信號觸發(fā)系統(tǒng)的輸入端子I0.0，蜂鳴器連接到輸出端子Q0.0，報警燈連接到輸出端子Q0.1。I0.0連接到輸入和公用終端，構(gòu)成一個封閉的電路，Q0.0、Q0.1連接到輸出和公用終端，構(gòu)成一個封閉的電路。圖4PLC外部接線本文以S7-200SMARTPLC為核心，結(jié)合單機故障報警系統(tǒng)的E/A配置需求，開發(fā)了一套基于S7-200SMARTPLC的生產(chǎn)線故障報警PLC系統(tǒng)。在第一排程序中，故障信號I0發(fā)生在一個單一的故障警報控制系統(tǒng)中。啟動0，使Q0.0線圈的輸出電流得到，同時，關(guān)閉狀態(tài)下的常開觸頭Q0.0，自動鎖定第1行，并持續(xù)輸出Q0.0（蜂鳴器）線圈；在第2列程序中，由于線圈Q0.0被供電，常開接觸Q0.0也被關(guān)閉，Q0.1（閃光燈）的輸出線圈被供電，使閃光燈被點亮，而定時器T37也開始計時，2秒至，Q0。1（在時間為2秒時，在計時器T38啟動計時的時刻3s時，將第三個程序線的常開觸頭T37加電關(guān)閉；當(dāng)時間T38到達時，執(zhí)行第二個程序線，使得常閉接觸T38變成OFF，定時器T37被停止；第四條程序行C0的計數(shù)為+1,Q0.1（閃光）使下一周期重新啟動，直至蜂鳴器停止，當(dāng)計數(shù)C0達到20時，重新設(shè)置計數(shù)C0，使整個控制系統(tǒng)不再循環(huán)。。圖5PLC系統(tǒng)的程序3、故障報警監(jiān)控系統(tǒng)3.1系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計組態(tài)軟件組態(tài)王是在windows操作系統(tǒng)下運行的軟件、PLC編程軟件為STEP7-MicroWINSMART。組態(tài)軟件采用組態(tài)王kingview7.5，針對生產(chǎn)線故障報警監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)實需求，采用組態(tài)王軟件操作流程，繪制了若干從站監(jiān)控畫面，監(jiān)測和控制界面的具體步驟為：（1）新建工程文件；（2）繪制監(jiān)控畫面；（3）設(shè)置了數(shù)據(jù)詞典變量。通過上述步驟，完成了多條從站生產(chǎn)線故障報警和監(jiān)控界面設(shè)計。3.2系統(tǒng)軟件與硬件的通信組態(tài)王與S7-200SMARTPLC連接。為了實現(xiàn)組態(tài)王和PLC編程軟件之間的順利通信，工控機需安裝驅(qū)動文件，從而實現(xiàn)了組態(tài)王和STEP7-MicroWINSMART之間的順利連接。具體操作：輸入亞控的官方網(wǎng)站，下載安裝最新的S7-TCP驅(qū)動，將下載驅(qū)動文件進行解壓處理，使用記事本的方法打開kvS7200的文檔來編輯。需要提前查找到PLC的IP地址和上位機電腦的IP地址，kvS7200正文中需修改填PLC硬件IP及上位機IP地址。正如圖6中所顯示的那樣，填入IP地址時須確保兩個IP地址位于相同的網(wǎng)段中，從而使通信順利進行。圖6驅(qū)動文本內(nèi)容設(shè)定好IP后，請先按指定的文字驅(qū)動進行升級，然后在啟動菜單中的「配置王」安裝目錄下開啟驅(qū)動安裝，選取剛解壓縮并編輯儲存的資料，再選取S7-TCP.dll，開啟安裝，直到完成。當(dāng)配置王與S7-200SMARTTCP的聯(lián)接驅(qū)動器安裝完畢，S7-200SMARTPLC與TCP的通訊即可實現(xiàn)。圖7驅(qū)動安裝為了監(jiān)測實時數(shù)據(jù)，我們需要在組態(tài)中設(shè)定一個新的數(shù)據(jù)詞典變量，這個變量是I/O、變量和內(nèi)存變量。I/O變量能夠?qū)崿F(xiàn)與組態(tài)王的實時通訊，而不需要配置王中的任何外部數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了與內(nèi)部界面的交互。為了實現(xiàn)對外界的警報狀態(tài)的實時監(jiān)控，系統(tǒng)必須在數(shù)據(jù)詞典中設(shè)置變量，見下表2。表2組態(tài)軟件變量在構(gòu)建了數(shù)據(jù)詞典之后，下一步是畫面圖素的動畫鏈接，以達到組態(tài)監(jiān)控界面和外部數(shù)據(jù)實時交換的目的。3.3監(jiān)控界面設(shè)計主站和若干從站的故障報警監(jiān)控系統(tǒng)，主，從站控制器均選用S7-200SMARTPLC控制，采用以太網(wǎng)在多個控制器間進行局域網(wǎng)絡(luò)控制，各從站PLC控制器均完成梯形圖程序，實現(xiàn)了單臺故障報警控制系統(tǒng)工作，同時保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，為直觀，高效，長距離監(jiān)測生產(chǎn)線的故障報警，采用組態(tài)王監(jiān)測界面，實現(xiàn)多條生產(chǎn)線實時故障報警狀態(tài)監(jiān)測，監(jiān)控界面見圖8。結(jié)合實際控制現(xiàn)場情況，能夠?qū)ιa(chǎn)線進行實時渲染。擁有三條生產(chǎn)線，在無故障的情況下，三個生產(chǎn)線報警信號燈、報警閃爍燈和蜂鳴器狀態(tài)色彩均為綠色，在這些生產(chǎn)線中的某個生產(chǎn)線出現(xiàn)故障的時候，它與報警信號燈相對應(yīng)、報警閃爍燈，與蜂鳴器均通過接收外部變量狀態(tài)值變化，使其變?yōu)榧t色，達到生產(chǎn)技術(shù)人員外出時，可以通過監(jiān)控畫面變化及時了解實際生產(chǎn)現(xiàn)場是否出現(xiàn)故障。圖8多從站監(jiān)控界面4、結(jié)語該主站和多從站故障報警監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，以實際生產(chǎn)線為保障，通過S7-200SMARTPLC完成了若干從站故障報警程序，達到在生產(chǎn)線上存在故障信號引發(fā)的情況下，通過報警閃光和蜂鳴器，使維護人員能夠及時地發(fā)現(xiàn)并解決問題。同時，通過組態(tài)王監(jiān)控軟件的監(jiān)控接口實現(xiàn)了對用戶的實時監(jiān)測，可以將用戶從生產(chǎn)現(xiàn)場拉出很長一段距離，并能夠及時地發(fā)現(xiàn)問題。該裝置通過確保多臺生產(chǎn)線的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，開發(fā)和實現(xiàn)了遠程配置、監(jiān)測等功能，極大地解決了人力資源的浪費，提高了生產(chǎn)的實際效率，對生產(chǎn)和資源的利用有很大的借鑒意義。參考文獻[1]黃林志.組態(tài)控制技術(shù)在大米加工生產(chǎn)線中的應(yīng)用[J].糧食科技與經(jīng)濟,2022,47(04):117-120.DOI:10.16465/431252ts.20220427.[2]屈有福.組態(tài)王和西門子PLC在化工設(shè)備中的應(yīng)用[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2022,42(12):103-105.[3]梁懋崢.基于PLC和組態(tài)王的豬舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)研究[D].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué),2022.DOI:10.27122/ki.ghlnu.2022.000274.[4]馮承亮,楊紅梅.基于CC-LINK總線和組態(tài)王上位機的大型噴砂房系統(tǒng)設(shè)計[J].中國鑄造裝備與技術(shù),2022,57(03):90-95.[