电线生产线远程监控系统设计

2009-03-15田红芳齐向勇杨越

现代企业文化·理论版 2009年23期

田红芳齐向勇杨越

摘要:系统采用西门子SIMATIC S7-300PLC与系统监控软件WinCC相结合,综合实现远程控制电线外绝缘层的生产,可实施性高,操作方便。该系统集成了自动控制和上位机远程监控的优点,并保留了现场的手动电气控制,使电线生产线的生产过程更加灵活、稳定、安全,用户管理更加简单方便,并且大幅提高了生产线的效率。

关键词:PLC;WinCC;电线生产线;远程控制

中图分类号:TP311文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)35-0148-02

目前,应用PLC及上位机实时监控系统是工业自动化电气控制的主要发展方向。本次设计采用西门子SIMATIC S7-300系列PLC及系统监控软件WinCC控制电线绝缘层挤塑生产线,从电线生产线各部分功能和生产流程入手,详细描述了在运动控制的硬件配置和控制程序,以及上位机监控实时软件的设计方案。

一、控制系统构成

生产线主要包括控制系统有(如图1所示):(1)牵引张力运动控制,由牵引电机开环控制,设定电线生产速度,放线电机(开卷机)与收线电机(卷曲机)分别与前后张力检测及控制单元为整线提供张力;(2)挤出机控制,温控器反馈控制挤出机加热温度,直流调速器通过测径仪实现反馈控制出料速度(电机速度);(3)以液位继电器及温控器控制的闭环冷却水系统控制系统以及开环运行的风干、印字、火花机。

各设备协调工作实现电线生产。首先线芯由主动放线装置引出,进入由固定滑轮组成的线张力装置,通过压力传感器反馈控制放线电机维持绕线保持紧张状态,以确保芯线伸直进入挤出机机头,保证塑料绝缘层的厚度均匀性。挤出机挤出速度及机头中模芯、模套决定着控制绝缘层的厚度及挤出压力。挤塑机采用水、风同时冷却方式,冷却水压由水泵提供。当机头挤出塑料的温度、光泽、速度合适时,就可以启动生产线进行生产。裸铜线经挤塑机被塑封上均匀的绝缘材料,线体测径后经过水槽,在进行风干,使塑料导线固化成型再由印字机印字。绝缘导线经火花几耐压击穿检测后,经由 400/ 600线张力装置最后收线成盘。

根据现场情况按功能把系统分为6个部分(如图2所示),分别为:总控制台,收放线部分,牵引部分,挤出机部分,冷却水部分和火花、风干、印字部分。其中收放线与牵引部分实现了电线的运动控制,挤出机则保证了电线绝缘层均匀包敷的实时控制。

二、WinCC系统监控软件的应用与设计

SIMATIC WinCC属于SIEMENS SIMATIC工业控制系统方案中的重要产品,广泛适用多种工业技术领域。在自动化解决方案中,简便高效的组态工具可以明显降低工程成本。并且一般来说简便高效的组态系统提供的用户界面都比较直观。WinCC在面向对象的多语言工程与组态环境下,提供了方便的组态用户界面、工具及相关提示和全面的在线帮助。对提高生产线的监控能力有着重要作用。

WinCC程序结构设计如图3所示:

三、远程监控系统实现方法

在初步实现了上位机监控的功能后,便可使用WinCC软件自带的远程监控功能。在系统中监控中心的WinCC作为服务器,其他监控中心的WinCC作为客户机。在WinCC服务器建立两个个无符号的内部整数变量,一个作为权限值,并根据不同级别的监控中心对这个变量设置不同的数值,另一个作为权限标志,然后生成Server data,WinCC客户机装载Server data,这样客户机就能对服务器定义的变量进行读写操作。在组态画面时,对每一个控制按钮的properties中的Miscellaneous的operator连接权限值变量,根据级别的不同而对这个属性设置不同的值,从而实现只有当权限在本级时,才可以对现场设备进行控制。同时在操作画面上组态一个I/O 域,连接另一个变量标志变量,用来显示当前操作权限在哪一级。若权限在它的上级,它可以申请权限;若在它的下级,它可以收回权限。