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    基于西門子PLC 的焦?fàn)t設(shè)備數(shù)據(jù)管理歸類應(yīng)用

    2021-05-19 09:15:56
    機(jī)械管理開發(fā) 2021年3期
    關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)類型焦?fàn)t模擬量

    楊 晨

    (太原重工股份有限公司技術(shù)中心, 山西 太原 030000)

    引言

    焦?fàn)t機(jī)械設(shè)備作為主要的焦炭生產(chǎn)設(shè)備,隨著工業(yè)自動化、智能化的發(fā)展,控制系統(tǒng)更加注重可靠的聯(lián)鎖,各種數(shù)據(jù)的采集收集,故障的及時(shí)報(bào)警與排除。因此數(shù)據(jù)量較以往大量增加,如此多的數(shù)據(jù)量,就需要合理的歸類歸檔管理?;谖鏖T子PLC 軟件,針對利用到的一些數(shù)據(jù)類型以及管理歸類方法進(jìn)行簡單介紹。

    1 焦?fàn)t設(shè)備上數(shù)據(jù)類型組成

    焦?fàn)t設(shè)備PLC 中,各種數(shù)據(jù)類型種類及數(shù)量較多,輸入、輸出點(diǎn)數(shù)眾多,由數(shù)字量、模擬量、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等組成,詳見圖1。

    圖1 焦?fàn)t設(shè)備中數(shù)據(jù)類型組成

    2 程序塊的分類

    西門子Step7 軟件程序塊組成如下圖2 所示。

    由于各種數(shù)據(jù)的類型不同,功能不同,所用機(jī)構(gòu)也不同,甚至有一些數(shù)據(jù)既屬于控制類型,又屬于反饋信號。

    圖2 程序塊組成

    因此,編程前將數(shù)據(jù)與程序首先進(jìn)行歸類變得尤為重要,可以為以后編程、調(diào)用數(shù)據(jù)、查找程序節(jié)省很多時(shí)間。

    2.1 對程序塊的歸類

    程序塊主要使用較多的FC 塊,以及少量的FB塊。按照機(jī)構(gòu)統(tǒng)一劃分出集中的FC 代號表示,F(xiàn)C 后面第1 位數(shù)字表示大機(jī)構(gòu),即類似為高層代號。各機(jī)構(gòu)均以FCN00 表示總機(jī)構(gòu)FC 塊代號。例如:走行總機(jī)構(gòu)為FC100,取門機(jī)構(gòu)為FC200。

    各機(jī)構(gòu)即可在N00 數(shù)字下面編號使用。

    例如:走行機(jī)構(gòu)各程序塊為FC1**,取門機(jī)構(gòu)均各程序塊FC2**等。

    這樣的好處是可以直觀方便地將程序塊機(jī)構(gòu)劃分出來(見圖3),各機(jī)構(gòu)程序即在各個(gè)程序塊中編寫,以后也便于查找故障。

    2.2 數(shù)據(jù)類型的歸類

    在大的機(jī)構(gòu)框架搭成完整后,首先考慮的是各不同機(jī)構(gòu)的控制方式,有很大一部分是相同的,例如:各不同機(jī)構(gòu)電機(jī)的啟動控制方式都相同,因此首先建立UDT 數(shù)據(jù)塊統(tǒng)一處理此部分?jǐn)?shù)據(jù)。電機(jī)數(shù)據(jù)歸類示意圖如圖4 所示。

    圖3 各程序調(diào)用結(jié)構(gòu)示意圖

    圖4 電機(jī)數(shù)據(jù)歸類示意圖

    2.3 數(shù)據(jù)的歸類

    由于機(jī)構(gòu)眾多,數(shù)據(jù)類型又不相同,為了方便集中對數(shù)據(jù)的管理,將各機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一放到一個(gè)DB數(shù)據(jù)塊中進(jìn)行集中調(diào)用處理。

    如圖5 所示,這個(gè)數(shù)據(jù)塊中既包含有執(zhí)行元件信號反饋數(shù)據(jù),也有時(shí)間計(jì)時(shí)數(shù)據(jù),還有網(wǎng)絡(luò)傳送所用到的數(shù)據(jù)等,包含有BOOL、INT、DINT 等各種類型數(shù)據(jù)。

    圖5 DB 塊中數(shù)據(jù)集中管理分類

    3 各不同功能數(shù)據(jù)的集中處理與管理

    3.1 報(bào)警信號的統(tǒng)一處理

    焦?fàn)t設(shè)備機(jī)構(gòu)眾多,機(jī)構(gòu)間相互聯(lián)鎖系統(tǒng)繁多,例如一個(gè)限位會聯(lián)鎖到幾個(gè)不同的機(jī)構(gòu)內(nèi)去參與控制及報(bào)警,因此報(bào)警系統(tǒng)顯得尤為重要。

    如圖6 所示,可將FC1 做成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警塊,標(biāo)準(zhǔn)塊內(nèi)程序執(zhí)行統(tǒng)一的報(bào)警邏輯,此部分用于反饋BOOL 信號報(bào)警,然后將故障信號統(tǒng)一規(guī)整到報(bào)警DB 數(shù)據(jù)塊中進(jìn)行集中處理以及調(diào)用。

    這樣還可以同WINCC 中報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行對應(yīng)編程、對應(yīng)數(shù)據(jù)調(diào)用與處理。

    3.2 限位信號的統(tǒng)一歸類處理

    由于限位信號的控制,需要根據(jù)不同機(jī)構(gòu)的不同情況進(jìn)行延時(shí)等的處理,這樣也可用于類似報(bào)警系統(tǒng)的方法,也對限位信號進(jìn)行處理,然后統(tǒng)一調(diào)用,對WINCC 進(jìn)行對應(yīng)操作。

    3.3 模擬量信號的歸類處理

    模擬量信號分輸入、輸出兩種。

    圖6 調(diào)用報(bào)警塊示意圖

    1)模擬量輸入主要是16 位INT 數(shù)據(jù)類型,可是需要的是實(shí)數(shù)類型的數(shù)據(jù)。這就先需要將16 位的整型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為32 位實(shí)數(shù)類型,可以直接調(diào)用FC105標(biāo)準(zhǔn)程序塊進(jìn)行轉(zhuǎn)化得到所需要的數(shù)據(jù)類型。轉(zhuǎn)化完成之后也同樣放到專門進(jìn)行模擬量存儲的DB 塊中存儲。

    2)模擬量輸出主要用于比例閥的控制,常用比例閥為4~20 mA 電流型控制。因此需要通過計(jì)算首先將4~20 mA 的數(shù)據(jù)對應(yīng)到模擬量輸出模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。電流4~20 mA 模擬量輸出控制標(biāo)準(zhǔn)塊如圖7 所示。

    圖7 電流4~20 mA 模擬量輸出控制標(biāo)準(zhǔn)塊

    3.4 各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一歸類處理

    主要應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有編碼器、油缸內(nèi)置位移傳感器。兩者主要區(qū)別是編碼器有正反方向之分,即都可以朝著正向或者反向增大減小,而油缸內(nèi)置位移傳感器的零點(diǎn)相對固定,即油缸縮回處為零點(diǎn)。我們將編程標(biāo)準(zhǔn)程序塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)化為我們需要的1 mm 精度。

    4 結(jié)語

    隨著工業(yè)自動化、智能化的發(fā)展,還會有更先進(jìn)的技術(shù)引進(jìn)到設(shè)備上,那就意味著需要處理與傳送更多的數(shù)據(jù),并進(jìn)行控制,以及通過無線、互聯(lián)網(wǎng)等傳輸數(shù)據(jù)。今后需要繼續(xù)加強(qiáng)數(shù)據(jù)管理能力,拓展方法,為以后的發(fā)展打下一定的基礎(chǔ)。

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