自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)解析

杜新峰

摘 要：為探討基于ControlLogix的自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，采用理論結(jié)合實(shí)踐的方法，立足ControlLogix的特點(diǎn)，分析了具體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并提出實(shí)現(xiàn)的方法。分析結(jié)果表明，自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的主要控制系統(tǒng)系統(tǒng)，利用ControlLogix來(lái)設(shè)計(jì)自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，提升整個(gè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)提供更加可靠、智能化、數(shù)字化的控制系統(tǒng)，從而提升生產(chǎn)效率，值得大范圍推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：ControlLogix;自動(dòng)加工;生產(chǎn)線;控制系統(tǒng)

引言

通過(guò)ControlLogix可對(duì)PLC編程系統(tǒng)進(jìn)行全方位的控制和監(jiān)控，保證整個(gè)系統(tǒng)始終處于安全可控的狀態(tài)，促使整條生產(chǎn)線都能按照設(shè)計(jì)好程序進(jìn)行自動(dòng)化運(yùn)行和控制。并為工業(yè)生產(chǎn)管理人員提供遠(yuǎn)程操作和管控的平臺(tái)，既能大幅度提升生產(chǎn)效率，也可以很好的節(jié)約成本，具有良好的發(fā)展趨勢(shì)。因此，開(kāi)展基于ControlLogix的自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的解析研究就顯得尤為必要。

1 ControlLogix的特點(diǎn)分析

和其他控制系統(tǒng)相比，ControlLogix平臺(tái)可看做是新一代可編程程序控制器，不但具有PLC5系統(tǒng)強(qiáng)度的運(yùn)算處理能，而且具有SLC500體積小，功能齊全的特點(diǎn)，此外，還具有非常強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接能力，能夠更好的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行融合使用。既能很好聯(lián)合各層次網(wǎng)絡(luò)，還具有良好的編程控制能力。將ControlLogix應(yīng)用到自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中，可保證各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次之間的信息進(jìn)行穩(wěn)定、安全的傳遞，還能對(duì)各網(wǎng)絡(luò)層次上的所有設(shè)備進(jìn)行全面控制，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化、智慧化的關(guān)鍵技術(shù)。

2 基于ControlLogix的自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計(jì)

ControlLogix平臺(tái)的核心是Logix5550控制器，也是整個(gè)自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的核心，需要進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，必須同時(shí)支撐至少128000個(gè)離散量I/O點(diǎn)，才能滿足自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行需求。也需要通過(guò)Ethernet的連接控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上的I/O。為同時(shí)滿足這些要求，在具體設(shè)計(jì)中需要將所有的控制器、現(xiàn)場(chǎng)總線、人機(jī)界面、運(yùn)動(dòng)/傳動(dòng)系統(tǒng)全部都整合一個(gè)框架之下，再借助面向自動(dòng)化分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，就能組建起三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，包括DeviceNet、ControNet、Ethernet/IP，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)加工生產(chǎn)線的全過(guò)程控制。

2.2電氣線路設(shè)計(jì)

為滿足工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的需求，必須切實(shí)做好電氣線路設(shè)計(jì)，自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中電氣線路具有很強(qiáng)的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)難度大，為降低設(shè)計(jì)難度，保證設(shè)計(jì)效果可細(xì)分成三部分進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，包括：供電線路設(shè)計(jì)、設(shè)備電路控制回路設(shè)計(jì)、PLC和變頻器控制線路設(shè)計(jì)。并且在具體設(shè)計(jì)中，必須結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)車(chē)間的實(shí)際供電條件，至少要提供兩種不同的交流用電方式，一種是220V單相交流用電，主要是為自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、PLC系統(tǒng)等提供充足的用電支持。另一種是380V三相交流用電，主要是為三相交流電機(jī)、變頻器等提供用電支持。此外，自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)電路回路中，除了那些具備短路保護(hù)后者是急停之外，所提供的24V直流電源模塊，還要為傳感器的運(yùn)行和直流24V元件等電力支持。

2.3程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)也是基于ControlLogix自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重中之重，程序設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。ControlLogix具有非常強(qiáng)大的軟件編輯能力，可在多個(gè)操作系統(tǒng)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，可為系統(tǒng)軟件的程序編寫(xiě)提供多種指令編程，如：梯形圖、功能塊、語(yǔ)句結(jié)構(gòu)等。此外，通過(guò)ControlLogix還能對(duì)整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)的運(yùn)行全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)生故障或者運(yùn)行參數(shù)問(wèn)題，可快速反映在人機(jī)交互界面上，并自動(dòng)生成故障日志，為故障分析和處理提供有針對(duì)性的參考和指導(dǎo)，以提升故障處理的針對(duì)性和效率，這是其他控制器編程軟件難以比擬的。在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采取基于ControlLogix的logix550-L6I處理器，就基本能夠滿足工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)對(duì)所有編程的需求。

3 實(shí)現(xiàn)方法

在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用ControlLogix，可為整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)提供最為基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制操作平臺(tái)，但在具體實(shí)現(xiàn)分析中，必須先考慮面對(duì)對(duì)象的可行性。這是因?yàn)榛贑ontrolLogix設(shè)計(jì)的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)并沒(méi)有電控面板，也就無(wú)法將工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程展示出來(lái)，需要借助工作站計(jì)算機(jī)，對(duì)控制器進(jìn)行編程應(yīng)用和組態(tài)網(wǎng)絡(luò)。設(shè)計(jì)和應(yīng)用人員，需要能夠清楚認(rèn)識(shí)到基于ControlLogix設(shè)計(jì)的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)，在工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)自動(dòng)化可再生，通過(guò)ControlLogix可對(duì)工業(yè)生產(chǎn)工藝進(jìn)行全過(guò)程自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)全現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備的自動(dòng)聯(lián)鎖，并對(duì)生產(chǎn)介質(zhì)的溫度、壓力、流量等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和系統(tǒng)。同時(shí)還提供數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、故障報(bào)警、在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控等多種功能，為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)和智能化控制提供必要的技術(shù)支持。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，采用理論結(jié)合實(shí)踐的方法，分析了基于ControlLogix的自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，分析結(jié)果表明，自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、“無(wú)人值班或者少人值班”、數(shù)字化加工、智能化生產(chǎn)的關(guān)鍵系統(tǒng)。將ControlLogix應(yīng)用到自動(dòng)加工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可大幅度提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及功能的完善性，從而促使我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化、智慧化發(fā)展。

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