OMRON CompoBus/D器件網(wǎng)絡(luò)及可編程終端在全自動(dòng)

一 概述
　　在彩色顯像管電子槍用金屬零部件清洗工藝中要用到全自動(dòng)超聲清洗機(jī)。其主要特點(diǎn)是：
　　1． 清洗零件品種多，需要不同參數(shù)設(shè)置；
　　2． 工藝參數(shù)設(shè)置時(shí)需要口令保護(hù)，以限制操作權(quán)限。
　　3． 控制點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)多且分散，其中有18個(gè)槽加熱控制，6個(gè)循環(huán)泵控制，3個(gè)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)電機(jī)，4個(gè)傳送帶電機(jī)，3個(gè)拋動(dòng)電機(jī)，4個(gè)轉(zhuǎn)籃電機(jī)，8個(gè)槽超聲控制，34個(gè)傳感器，40多個(gè)手動(dòng)開關(guān)，狀態(tài)指示燈。這些控制點(diǎn)都分散在不同位置。
　　4． 設(shè)備運(yùn)行環(huán)境差，可靠性要求高。
　　5． 在傳統(tǒng)的集中控制方式中，傳輸電纜很多，安裝、調(diào)試、維修、使用都很不方便。
二 系統(tǒng)總體方案
近年來，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)以其巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)現(xiàn)場中得到了廣泛應(yīng)用，在許多系統(tǒng)中將逐步取代傳統(tǒng)的PLC點(diǎn)對(duì)接線的控制方式。CompoBus/D是OMRON公司生產(chǎn)的一種開放型器件網(wǎng)絡(luò)，符合DeviceNet現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，配線時(shí)可以自由地使用T分歧或菊花鏈方式進(jìn)行組合，只需一根4芯屏蔽電纜即可連接各節(jié)點(diǎn)，從而省去大量配線，節(jié)約了安裝時(shí)間和費(fèi)用，更重要的是對(duì)運(yùn)行的維護(hù)更為方便。CompoBus/D有豐富的從單元，只要符合DeviceNet標(biāo)準(zhǔn)的各廠商從單元都可以接到網(wǎng)上，可以自由選擇包括遠(yuǎn)程I/O終端，模擬量終端，溫度傳感器終端等各種用途的從單元。所以在這次設(shè)計(jì)時(shí)，選用CompoBus/D器件網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)各個(gè)點(diǎn)的分散控制。
可編程終端（PT）又稱觸摸式人機(jī)界面，是一種工控新產(chǎn)品，通過其上的觸摸開關(guān)和液晶顯示可以進(jìn)行包括參數(shù)設(shè)置，手動(dòng)操作，狀態(tài)指示等操作，可替代按鈕，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，指示燈等外部元件，用一根電纜可完成和PLC的通訊，節(jié)省PLC輸入輸出點(diǎn)，簡化配線。這次選擇OMRON公司可編程終端NT631C-ST141，來替代操作面板上繁多的操作按鈕，和指示燈，主要完成以下功能：
　　1．通過屏幕上設(shè)置的觸摸開關(guān)完成手動(dòng)操作和各種功能選擇；
　　2．顯示設(shè)備的各種狀態(tài)；
　　3．顯示，設(shè)定和選擇各種工藝參數(shù)；
　　4．顯示報(bào)警及幫助信息。
三 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型
　　 1．系統(tǒng)主機(jī)選用OMRON公司C200HG-CPU43，安裝在主控制柜中。
　　 CompoBus/D主單元選用C200HW-DRM21，安裝在PLC底板上。
　　 另外通過安裝在底板上的輸出單元來完成機(jī)械臂電機(jī)，拋動(dòng)電機(jī)，的控制，轉(zhuǎn)籃電機(jī)用變頻器控制轉(zhuǎn)速，由PLC的通訊板 C200HW-COM06-V1串口A 和變頻器RS485串口進(jìn)行通訊，完成變頻器參數(shù)設(shè)置。
2．選用5個(gè)溫度傳感器輸入單元DRT1-TS04P來完成溫度信號(hào)的輸入。1個(gè)單元可輸入4路溫度信號(hào)，它將溫度輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，用BCD（24）指令將其轉(zhuǎn)化為BCD碼存入DM區(qū)，可在觸摸屏上直接顯示。如果對(duì)溫度控制精度要求不高時(shí)，可以直接把溫度值和設(shè)定的上，下限來比較，通過遠(yuǎn)程輸出終端DRT1-OD08控制加熱。當(dāng)對(duì)溫度精度要求高時(shí)，可以編一個(gè)簡易PID控制程序來完成對(duì)加熱的控制。因清洗機(jī)加熱控制較多，我們用宏指令來編寫溫度控制程序，可以反復(fù)調(diào)用，其控制水溫可達(dá)到!1°C 。
3．選用7個(gè)遠(yuǎn)程輸出終端DRT1-ID08來輸入液位信號(hào)，其他檢測(cè)信號(hào)，手動(dòng)開關(guān)，用4個(gè)DRT1-OD08來完成加熱，循環(huán)泵，超聲的控制。
4．為保證系統(tǒng)安全性，設(shè)備的急停和啟動(dòng)，停止，復(fù)位，手動(dòng)/自動(dòng)選擇等4個(gè)按鈕用傳統(tǒng)的按鈕開關(guān)，不通過觸摸屏，在操作盒上布置1個(gè)DRT1-IDO8單元來輸入這些信號(hào)。
所有從單元都根據(jù)排列需要分別就近安裝在各個(gè)分控制盒中，避免了復(fù)雜的布線，安裝，檢修非常方便。
四 網(wǎng)絡(luò)連接，設(shè)定要點(diǎn)
1．主單元安裝：主單元C200HW-DRM21作為PLC的一個(gè)特殊I/O單元，只要單元號(hào)不與另1個(gè)特殊I/O單元號(hào)沖突就可安裝在CPU或者擴(kuò)展I/O機(jī)架底版的任何槽中，本次設(shè)計(jì)時(shí)安裝在靠近CPU的槽中。
2．從單元安裝：從單元可根據(jù)設(shè)計(jì)需要安裝在設(shè)備的不同部位，本設(shè)計(jì)中共使用各種從單元15個(gè)，分別安裝在7個(gè)控制柜和接線盒中。
3．通訊連接：CompoBus/D通訊通過1根4芯屏蔽電纜來完成，可以用OMRON 公司提供的專用電纜，也可以使用普通4芯屏蔽電纜RVVP 4x0.75，但一定要在網(wǎng)絡(luò)干線的末端使用終端電阻，以減少信號(hào)衰減，建立穩(wěn)定的通訊。比較方便的辦法是在干線的末端附近配T型分支器，T型分支器上直接帶有終端電阻；另外也有排型終端電阻,如果在干線的末端6米內(nèi)沒有T型分支器時(shí)，可以在這個(gè)位置上安裝排型終端電阻，從接點(diǎn)到終端電阻的電路長度盡量小于1米。
4．地址分配：CompoBus/D I/O分配可以用系統(tǒng)缺省分配，也可以由用戶設(shè)定分配。用戶設(shè)定分配時(shí)需要配置器，它能按接點(diǎn)地址任意順序在輸出區(qū)域和輸入?yún)^(qū)域分配地址。使用缺省分配時(shí)，地址是按照接點(diǎn)地址的順序從接點(diǎn)00開始按順序分配，分配字的規(guī)定依賴于PLC的型號(hào)。節(jié)點(diǎn)地址可通過單元上的DIP開關(guān)來設(shè)定。
五 觸摸屏通訊和畫面設(shè)計(jì)
觸摸屏NT631C，有A和B兩個(gè)串口，A口是RS-232C口，可用于連接支持工具和上位機(jī)。B口只能用于連接上位機(jī)，它可以由系統(tǒng)菜單中的內(nèi)存開關(guān)的設(shè)置來選擇RS-232C（9針接口）或RS-422/485（端子板）通訊。兩個(gè)串口的通訊方法有：
　　 上位機(jī)鏈接 （HOST LINK）
　　 NT鏈接 （1：1）
　　 NT鏈接 （1：N）
連接支持工具時(shí)將串口A設(shè)置成 Host Link 或None。
連接上位機(jī)時(shí)可用上述三種通訊方法中的一種，具體鏈接方法可根據(jù)需鏈接的上位機(jī)的類型來選擇。筆者建議使用NT鏈接，它可以以位為單位讀寫PC內(nèi)存區(qū)。
屏幕畫面主要采用OMRON公司提供的NTST軟件來完成。因?yàn)榍逑礄C(jī)需顯示 操作內(nèi)容太多，必須分屏顯示。本次設(shè)計(jì)采用的是菜單式分屏顯示。開機(jī)時(shí)直接顯示畫面1，主要顯示設(shè)備型號(hào)，公司名稱，標(biāo)志等靜態(tài)信息。觸壓屏幕的左下腳[主菜單]按鈕可進(jìn)入主菜單顯示。主菜單的中間顯示整個(gè)設(shè)備的平面圖，通過圖象燈，燈功能以動(dòng)畫形式實(shí)現(xiàn)對(duì)泵，風(fēng)機(jī)，加熱，轉(zhuǎn)籃的監(jiān)控。屏幕上部顯示設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，包括定時(shí)器，清洗零件名稱，日期，傳感器狀態(tài)，報(bào)警等信息。當(dāng)設(shè)備異常時(shí)，報(bào)警指示閃爍，押[報(bào)警]按鈕后可進(jìn)入報(bào)警畫面，該畫面上做有報(bào)警列表和報(bào)警歷史。當(dāng)設(shè)備報(bào)警時(shí)，在報(bào)警列表中顯示報(bào)警名稱，觸壓其可顯示詳細(xì)報(bào)警內(nèi)容，包括幫助信息。報(bào)警歷史表中按報(bào)警發(fā)生的順序顯示報(bào)警名稱及相關(guān)信息。
在屏幕的下部做一排按鈕開關(guān)，可選擇不同子菜單，包括機(jī)械臂操作，加熱控制，循環(huán)泵控制，超聲控制，參數(shù)設(shè)定，維修信息等內(nèi)容。每一子菜單根據(jù)需要再設(shè)置子菜單，限于篇幅，其它畫面不一一列舉。下面列出幾個(gè)典型的畫面供大家參考。
　　
　　圖1. 主監(jiān)控畫面
　　
　　圖2. 加熱控制畫面
　　
　　圖3. 參數(shù)設(shè)置菜單
　　結(jié)束語
按以上方案設(shè)計(jì)的全自動(dòng)超聲波清洗機(jī)已制造2臺(tái)，應(yīng)用在彩色顯像管金屬零件清洗工藝中。自運(yùn)行以來，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，極大的方便了使用，維護(hù)和工藝管理，提高了設(shè)備整體性能。
OMRON公司另外一種產(chǎn)品CompoBus/S是一種高速ON/OFF總線，和 CompoBus/D 比較，沒有溫度單元，不能和其他公司產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)，但價(jià)格經(jīng)濟(jì)一點(diǎn)。在西安兄弟標(biāo)準(zhǔn)公司工業(yè)縫紉機(jī)清洗機(jī)中得到了應(yīng)用了兩套CompoBus/S總線系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的集中控制相比有明顯的優(yōu)點(diǎn)。