一致的控制系統(tǒng)：從集中式工程到分布式I/O模塊

工程與分布式I/O模塊是對現(xiàn)代控制技術(shù)提出的要求。即使是在生產(chǎn)工廠，例如BayernlandeG公司位于雷根斯堡的乳品廠，這些具有前瞻性的方式也可以使用多層和一致的對象描述來實現(xiàn)。而這就需要統(tǒng)一命名從自動化系統(tǒng)中的現(xiàn)場層到控制層的信號。使用模塊化的WAGO-I/O-SYSTEM750系列，I/O信號就可以通過PROFIBUS現(xiàn)場總線適配器傳輸?shù)組E自動化工程有限公司(前身為KH自動化工程有限公司)生產(chǎn)的自動化和控制系統(tǒng)組件，以進行進一步處理。

雷根斯堡乳品廠是以前獨立經(jīng)營的乳制品制造商DomspitzmilcheG公司的總部。2008年，該公司位于雷根斯堡和安貝格的兩個乳品加工廠被BayernlandeG公司合并。大約1800位奶農(nóng)每年供應(yīng)2.7億千克的生牛奶，用于生產(chǎn)飲用牛奶、酸乳、酸奶、甜點、奶酪、黃油、脫脂奶粉和乳清粉。

雷根斯堡乳品廠提供了自動接收站，用于接收奶農(nóng)供應(yīng)的牛奶。通過使用感應(yīng)式流量測量和溫度測量技術(shù)，每小時可接收的牛奶大約為25萬升。這些原料乳在進一步處理的過程中還要接受密集監(jiān)測。生牛奶從接收站輸送到容量為82萬升的儲存罐中。在生產(chǎn)的第一步，儲存罐中的牛奶被抽送到一個操作室進行分離、巴氏滅菌和冷卻。然后，通過不同的管道系統(tǒng)將牛奶和奶油輸送到各自的生產(chǎn)領(lǐng)域。相連的生產(chǎn)區(qū)域包括存儲區(qū)、不同尺寸的催熟桶以及用于進一步加工奶制品的機器。所有的管道系統(tǒng)、存儲罐和容器都與清潔系統(tǒng)相連。清潔程序按照預(yù)設(shè)的時間間隔自動進行。

■時間緊迫、空間緊張

由于控制系統(tǒng)技術(shù)過時給更換零部件帶來了困難，BayernlandeG公司決定采用新的過程控制系統(tǒng)。改造的目標(biāo)是顯著延長系統(tǒng)運行時間、提高生產(chǎn)能力以及使用先進靈活、易于未來擴展的技術(shù)。通過新的控制系統(tǒng)，所有的過程控制領(lǐng)域應(yīng)該可以從中央控制室和遍布廠區(qū)的分布式操作站進行操作和監(jiān)測。ME自動化工程有限公司的PMSX®pro過程管理系統(tǒng)確保各種奶制品可以實現(xiàn)具有成本效益的自動化生產(chǎn)，同時又能滿足客戶嚴(yán)格的質(zhì)量要求。由于改造時間有限、現(xiàn)有的系統(tǒng)空間緊張，這給項目的實施帶來了極大的挑戰(zhàn)。

■集成密度高，圖形化顯示

為了達(dá)到較高的I/O集成密度,充分利用廠區(qū)內(nèi)的緊張空間,BayernlandeG公司選用了成熟的WAGO-I/O-SYSTEM750系列。通過PROFIBUSDP可以與上層自動化系統(tǒng)——三菱集團的MELSECSystemQ——進行通信。無論是WAGO-I/O-SYSTEM750系列I/O模塊的輸入和輸出,還是其它自動化系統(tǒng)的輸入和輸出，都使用PMSX®pro過程管理系統(tǒng)的PROFIBUSgenerator-Profigen進行了唯一命名，并作出記錄。現(xiàn)有的信號列表能以.csv文件的格式導(dǎo)入。Profigen使用拖放功能(drag&drop)對輸入端和輸出端的信號進行管理和分配，并圖形化顯示自動化系統(tǒng)、WAGO-I/O-SYSTEM以及其他PROFIBUS組件。命名文件是自動生成的。可用文件包括封面頁、目錄、設(shè)備結(jié)構(gòu)和擴展圖紙以及針對模塊的名稱圖表，圖表中附有對輸入端、輸出端信號的詳細(xì)說明。

■自動生成，完全集成

借助Profigen生成符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的全局變量列表(GVL),可在自動化系統(tǒng)內(nèi)發(fā)布所有輸入和輸出的名稱，從而為一致性提供第一步。這樣可以確保模塊文檔內(nèi)使用的I/O名稱與自動化系統(tǒng)內(nèi)用于編程和測試的I/O名稱完全相同。保持一致性的第二步是自動生成和/或同步PMSX®pro數(shù)據(jù)庫所需的以及控制系統(tǒng)內(nèi)使用的功能塊通信變量。這種協(xié)調(diào)是通過集中式軟件環(huán)境“EngineeringWorkbench”來執(zhí)行的，從而實現(xiàn)輸入/輸出信號名稱跟過程映像中的過程可視化相對應(yīng)。靜態(tài)和動態(tài)的功能圖表也同時被生成。并且，用戶也獲得符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的功能圖表文檔。WAGO-I/O-SYSTEM已完全集成到PMSX®pro圖形化顯示及文檔工具中，供所有的用戶使用。

在三天的時間內(nèi)，大約4200個現(xiàn)場信號經(jīng)過計算和測試，并借助PMSX®pro過程管理系統(tǒng)投入了運行，這樣在一周的開始之際就恢復(fù)了雷根斯堡的生產(chǎn)工作。原本有限的改造時間得以保證，因為所有的過程階段早已在一個全面的“工廠驗收(FactoryAcceptance)”測試中進行了模擬和測試。