GE RX3i系統(tǒng)設(shè)計與虛擬對象應(yīng)用第4講 GE RX3i在復(fù)卷機虛擬對象中的設(shè)計

浙江工商職業(yè)技術(shù)學院 李方園

復(fù)卷機的工藝流程包括以下幾個步驟：

（1）通過PLC的數(shù)據(jù)設(shè)定，一旦PLC接收到啟動命令（數(shù)字量輸入信號），PLC通過數(shù)字量輸出，控制主傳動按照模擬量設(shè)定的頻率運行，此時高速計數(shù)器指令開始工作，并將脈沖信號轉(zhuǎn)化為長度信號，當長度到時，主傳動停止工作，進行換卷后重新計長。

（2）當放卷端的卷筒快要變空時，自動停止主傳動運行。

控制要求為：輸入電源為三相380V電源；主傳動M1和收卷電動機M2采用變頻控制，要求收卷端面整齊、錐度合理、緊度適中；計長輥主要外接編碼器信號，以便在設(shè)定的長度內(nèi)進行自動換卷操作。

根據(jù)工藝流程和控制要求設(shè)計該裝置的PLC虛擬對象。

1 前言

復(fù)卷機一般用于帶材加工的中間工藝，比如造紙復(fù)卷機、塑料復(fù)卷分切機等。復(fù)卷機按照傳動類型可以分放卷、主傳動和收卷三部分組成，按工位則可以分為單工位、上下雙工位、翻轉(zhuǎn)雙工位等形式。圖1是常見的一種復(fù)卷機，它包括放卷磁粉制動器、主電動機、計長輥和收卷電動機等部分組成。

圖1 復(fù)卷機控制結(jié)構(gòu)

2 GE RX3i虛擬對象與控制層的通訊

在GE RX3i虛擬對象中，數(shù)據(jù)層傳遞的是信號狀態(tài)數(shù)據(jù)，接收的是控制數(shù)據(jù)， 在程序中通過建立對象變量與控制系統(tǒng)變量的對應(yīng)關(guān)系實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。通信方式非常簡單，就是將控制層的輸出數(shù)據(jù)賦給數(shù)據(jù)層的輸入數(shù)據(jù)， 將數(shù)據(jù)層的輸出數(shù)據(jù)賦給控制層的輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)賦值可用Script 編程方式實現(xiàn)。

底層數(shù)據(jù)通信由驅(qū)動自動完成，通訊方式為不斷地掃描通訊端口。通訊驅(qū)動的scan rate（掃描時間）屬性，通常是毫秒（ms）級數(shù)據(jù)，決定了數(shù)據(jù)層和控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的更新時間。如果這個時間常數(shù)設(shè)置大于對象的掃描時間，則有可能產(chǎn)生控制層和虛擬對象因不能實時更新變量而產(chǎn)生漏數(shù)據(jù)現(xiàn)象。控制層未獲得關(guān)鍵時刻信號的表現(xiàn)是控制程序在動畫轉(zhuǎn)折點的不相應(yīng)，從而使動畫程序和畫面跑亂。數(shù)據(jù)層漏掉控制層的數(shù)據(jù)表現(xiàn)為動畫出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象。

數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議一般由通信驅(qū)動決定。PME 集成開發(fā)環(huán)境提供了GE、西門子、三菱、ABB、Honeywell、OMRON 等公司的硬件驅(qū)動，用于匹配控制系統(tǒng)通信模塊（如圖2所示）。這樣，就將控制對象與控制系統(tǒng)相分離，控制對象由GE PME 開發(fā)，運行于PC 或GE View顯示屏，控制系統(tǒng)可由其他廠商產(chǎn)品組成。

圖2 可選擇的匹配控制系統(tǒng)通信模塊

3 復(fù)卷機的虛擬對象開發(fā)

復(fù)卷機控制裝置的虛擬對象主界面如圖3所示。圖3中，RUN表示運行，LenthRst表示長度復(fù)位，frequcy表示變頻器運行頻率，setleng表示設(shè)定長度，length表示實際長度，radius表示收卷半徑。表1所示為觸摸屏GE VIEW與PLC之間的變量共享說明。

圖3 機械手分揀裝置的虛擬對象

表1 觸摸屏GE VIEW與PLC之間的變量共享說明

GE VIEW觸摸屏中對于各個變量需要進行定義，包括動畫屬性和腳本。圖4所示為RUN變量的動畫屬性，即Enable Fill Color Animation；圖5所示為LenthRst變量的動畫屬性，即Enable Touch Action Animation。

圖4 RUN變量的動畫屬性

圖5 LenthRst變量的動畫屬性

觸摸屏VIEW的腳本如下所示：

4 利用復(fù)卷機虛擬對象進行程序開發(fā)

利用復(fù)卷機虛擬對象可以進行相應(yīng)的程序開發(fā)，比如主電機M1的速度顯示、設(shè)定長度運行、當前長度顯示等。這里以主電機M1的速度顯示為例進行編程說明。

根據(jù)觸摸屏給出的加速時間(s)、運行速度(m/s) 、減速時間(s)，來進行加速過程實際速度的運算與編程和減速過程實際速度的運算與編程以及勻速過程實際速度的編程。

主電機的運行速度為如圖6所示。

圖6 運行速度與時間的關(guān)系

其中V1為觸摸屏設(shè)定速度，（t1-0）為加速時間，（t2-t3）為觸摸屏設(shè)定減速時間。

（1）加速過程實際速度的運算方法及編程

加速過程實際速度speed=speed+(setspeed/speedup)，編程如圖7所示。

圖7 加速過程實際速度

（2）勻速過程實際速度的編程（假設(shè)勻速時間為5S）（圖8）

圖8 勻速過程實際速度

（3）減速過程實際速度的運算方法及編程

減速過程實際速度speed=speed-(setspeed/speeddown) ，編程如圖9所示。

圖9 減速過程實際速度

5 結(jié)束語

GE View 提供了基于以太網(wǎng)協(xié)議的對象－計算機通信模式。包括復(fù)卷機等虛擬控制對象既可以在計算機中仿真實現(xiàn)， 也可以下載到GE 的Quick-Panel 屏，QuickPanel 屏自帶以太網(wǎng)RJ45 接口，運行WindowsCE 操作系統(tǒng)，可以實現(xiàn)瘦客戶機的功能。

[1] 李方園. 自動化綜合實踐 [M] . 北京: 中國電力出版社, 2009.