基于PROFIBUS的車輛油漆噴涂生產線

1 引言

　　現場總線控制技術已經被廣泛應用于汽車、石油化工、電力、樓宇自控等各個領域。其中profibus-dp是一種開放式、國際化、不依賴于設備廠商的現場總線標準，是一種高速低成本通信，近年來發展很快[1~3]。本文介紹將plc、工業組態軟件和profibus-dp現場總線應用于車輛油漆噴涂生產線，此生產線大大降低了投資費用，使設計、安裝、調試、維護的工作量顯著減少。

2 生產現場介紹

　　該車輛油漆噴涂生產線有兩條獨立的生產線，生產線由預熱室，底漆噴涂室，底漆雙工位烘干室，面漆噴涂室，面漆雙工位烘干室和標記涂打工位組成。噴漆室由室體，供風，排風系統，漆霧處理系統，空氣凈化系統，可燃氣體檢測報警系統，三維工作臺，消防報警和自動滅火系統及電控系統組成。烘干室由室體，加熱和熱風循環系統，過濾裝置，廢氣處理系統，可燃氣體檢測報警系統及電控系統組成。涂裝線設有總控制室，配置主控臺，分控柜和配電柜，整條線的所有設備采用profibus-dp總線通過通訊接口將設備聯成網絡，通過工控機可在總控室遠程監控每一臺設備。該生產線的工藝流程為：預熱，噴涂底漆，流平，底漆烘干，面漆噴涂，流平，面漆烘干，找補，涂打標記。

3 電控系統的基本組成

　　本系統采用一臺研華工控機，兩臺西門子觸摸屏tp177a，兩臺西門子s7-300系列plc，組成profibus-dp網絡。

　　應用觸摸屏的目的是為了啟停送風機，排風機，燃燒機等設備，監控各設備是否正常工作，實現故障報警的功能，同時應用觸摸屏可以減少接線，便于維護。觸摸屏使用simatic wincc flexible 2008進行組態，simatic wincc flexible 2008是siemens公司工業全集成自動化的子產品，是一款面向機器的自動化概念的hmi 軟件。wincc flexible用于組態用戶界面，以此來實現操作和監視機器與設備。wincc flexible與wincc十分類似，都是組態軟件，而前者基于觸摸屏，后者基于工控機[4]。

　　simatics7-300 plc具有運算速度快、功能強、通用性好、集成度高等特點，完全可以滿足此系統控制和工藝要求。plc的配置為cpu315-2dp一塊，ps307 5a電源一塊，開關量輸入模塊模塊(32點)5塊，開關量輸出模塊模塊(32點)3塊，共計256點，兩條線共計512點。在研華工控機的pci插槽加裝了一塊cp5611卡，用以實現pc與simatic s7之間的profibus通訊連接。工控機的監控組態軟件選用力控force control 6.1。力控forcecontrolv6.1監控組態軟件是北京三維力控科技根據當前的自動化技術的發展趨勢設計開發的高端產品，它具有報表打印、報警紀錄、趨勢曲線等多種功能，與力控早期產品相比，力控6.1產品在數據處理性能、容錯能力、界面容器、報表等方面有顯著提高。

4 系統組態設計

　　step 7是用于對simatic可編程邏輯控制器進行組態和編程的標準軟件包。它是simatic工業軟件的一部分。它可以設置和管理項目，為硬件和通訊組態并分配參數，管理符號，創建程序，將程序下載到可編程控制器，測試自動化系統，診斷設備故障等[5][6]。此系統采用最新版本simatic manager step7 v5.4。根據設計要求利用此軟件進行的硬件組態如圖1所示。

圖1 硬件組態

　　網絡組態為profibus-dp網絡，將上位機及下位機分別設置各自不同的網絡地址，聯接成網絡，網絡組態如圖2所示。

圖2 網絡組態

　　根據工藝要求，編寫用戶程序。用戶程序由組織塊ob，功能塊fb，fc，數據塊db組成。然后用simatic wincc flexible 2008組態觸摸屏，首先是設置變量，實現與s7-300的連接，接著制作監控畫面，將變量與每個對象連接，組態完成后下載到觸摸屏。

　　對于工控機的力控組態與觸摸屏組態基本相同，工控機要同時監控兩條生產線的狀態。要先定義i/o設置，然后定義數據庫變量。最后是制作監控畫面，并將變量與每個對象連接，相當于畫面中各個對象與現場設備相連。畫面上表示出當前設備運行情況，如啟停、運行、故障報警等信息并以不同顏色、動畫等表示。圖3所示是監控畫面，畫面形象直觀為追查事故原因，提供可靠的信息。

圖3 監控畫面

5 結束語

　　該車輛油漆噴涂生產線已在遼寧省某車輛廠建成運行近半年時間，此生產線大大降低了操作，維護人員的勞動強度，很大的提高了系統的穩定性。