施耐德自動(dòng)化控制系統(tǒng)在缸體加工線物流滾道上的應(yīng)用

摘要：文章以施耐德自動(dòng)化控制系統(tǒng)在一個(gè)中法合資汽車公司缸體加工線物流滾道上的成功應(yīng)用為例，介紹了施耐德Premium系列PLC、Fipio現(xiàn)場(chǎng)總線、Advantys遠(yuǎn)程I/O模塊和XBT GT系列顯示屏的特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC；Fipio總線；A遠(yuǎn)程I/O模塊；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；缸體加工線物流滾道 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH165 文章編號(hào)：1009-2374（2015）22-0050-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.025

1 概述

眾所周知，施耐德的低壓產(chǎn)品，如空氣開關(guān)、接觸器、按鈕及顯示燈等，在工業(yè)控制中使用非常廣泛，而其自動(dòng)化控制產(chǎn)品的使用相對(duì)來(lái)說(shuō)則稍遜一籌。筆者有幸參與了一個(gè)中法合資汽車公司缸體加工線物流滾道的電氣控制設(shè)計(jì)工作，控制部分使用了一整套施耐德的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，包括PLC（可編程控制器）、現(xiàn)場(chǎng)總線、遠(yuǎn)程I/0模塊和人機(jī)界面顯示屏等都是施耐德的自動(dòng)化產(chǎn)品，其成功的應(yīng)用對(duì)相同系統(tǒng)的應(yīng)用有一定的參考意義。

2 系統(tǒng)介紹

2.1 Premium系列PLC

Premium系列PLC是一款定位在Micro系列之上，與Quantum系列處于同一層次，具有高度分布式結(jié)構(gòu)和集成了眾多智能功能的控制器系列。Premium系列PLC最大控制可達(dá)2048個(gè)離散量I/O點(diǎn)，最大可擴(kuò)展到16個(gè)機(jī)架，同時(shí)具有完全開放的網(wǎng)絡(luò)通訊，支持如TCP/IP Ethernet、Modbus Plus、Fipio、Profibus-DP等大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)和總線，最大可接127個(gè)Fipio設(shè)備。

2.2 Fipio總線

Fipio總線是施耐德的現(xiàn)場(chǎng)總線，其與FIP和WORLDFIP標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，可以應(yīng)用于Premium系列PLC。Fipio

總線上可接最大128個(gè)站，具有最大15千米的通訊長(zhǎng)度。

2.3 Advantys遠(yuǎn)程I/O模塊

Advantys遠(yuǎn)程I/O模塊是Premium系列遠(yuǎn)程I/O模塊的一種，可以作為主站PLC的從站掛在Fipio現(xiàn)場(chǎng)總線上。每一從站由網(wǎng)絡(luò)接口模塊、電源模塊和輸入輸出模塊組成。

Fipio總線和Advantys遠(yuǎn)程I/O模塊的應(yīng)用，可以使設(shè)備的傳感器和執(zhí)行元件的控制信號(hào)就近接入到附近的遠(yuǎn)程I/O模塊上，然后通過(guò)Fipio總線與主站PLC進(jìn)行通訊。這種控制方式也就是分布式控制方式，現(xiàn)場(chǎng)大量的輸入輸出控制線只需接在附近的遠(yuǎn)程I/O模塊從站上，然后通過(guò)一根總線電纜將信號(hào)接入主站PLC中，可以節(jié)省大量的接線工作，同時(shí)減少了設(shè)備的故障點(diǎn)，并使設(shè)備維護(hù)更加簡(jiǎn)捷。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概述

線物流滾道是OP10至OP140的輔機(jī)部分，由全線上料、下料、工件分流合流和托盤輸送等部分組成，由大量的滾道電機(jī)、停止器氣缸、轉(zhuǎn)位氣缸和提升氣缸等組成。托盤在線頭上層滾道裝載缸體，通過(guò)物流滾道將缸體流動(dòng)至線上各加工工位進(jìn)行加工，在線為實(shí)現(xiàn)缸體和托盤的分離，分離后的空托盤通過(guò)下層滾道流動(dòng)至線頭再次進(jìn)行缸體裝載，全線共計(jì)托盤60余件，全自動(dòng)循環(huán)使用。各部分穿插在長(zhǎng)約80米的線上各加工單元之間，在電氣控制上采用分布式控制。按各部分在線上的分布位置，將物流滾道分為6部分，電氣控制上也分為6個(gè)從站，由主站PLC通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)各從站進(jìn)行控制。

3.2 控制系統(tǒng)硬件配置

3.2.1 PLC。主站PLC為TSX P57 253，帶有兩個(gè)終端口和一個(gè)FIPIO接口：TER接口為編程口，用于程序的下載、上傳及調(diào)試；AUX接口為一外設(shè)口，用來(lái)連接顯示屏；FIPIO接口連接FIPIO總線，CPU通過(guò)這個(gè)接口成為FIPIO總線管理器并對(duì)從站進(jìn)行控制。

主站PLC安裝在主電柜中，配置一個(gè)本地輸入模塊和一個(gè)本地輸出模塊。輸入模塊和輸出模塊中只接入主電柜操作面板的按鈕和指示燈的控制信號(hào)。

3.2.2 Advantys遠(yuǎn)程I/O模塊。從站為Advantys遠(yuǎn)程I/O模塊。每個(gè)站由網(wǎng)絡(luò)接口模塊、電源模塊、輸入輸出模塊及底板等構(gòu)成，并由網(wǎng)絡(luò)接口模塊（STB NFP2212）的9針D型母接頭經(jīng)FIPIO總線與主站CPU進(jìn)行通訊。

從站模塊安裝在各個(gè)從站的操作盒中，接入各自附近的控制信號(hào)。接近開關(guān)、面板按鈕、電機(jī)空氣開關(guān)和接觸器輔助觸點(diǎn)等信號(hào)接入輸入模塊，氣缸閥、電機(jī)接觸器的控制由輸出模塊控制。

3.2.3 人機(jī)界面顯示屏。顯示屏為XBT GT2220，彩色，5.7″觸摸屏，通過(guò)電纜XBT Z9780與CPU的AUX接口連接，與CPU進(jìn)行通訊。

3.3 軟件程序

3.3.1 控制程序。物流滾道的控制程序全部用梯形圖編寫，物流控制考慮大量的聯(lián)鎖信號(hào)，程序邏輯性強(qiáng)。編程軟件為PL7 PRO 4.4版。整個(gè)程序由10段程序組成，各段程序管理各自的控制對(duì)象。這樣做有利于程序的編寫，增強(qiáng)程序的可操作性和可讀性。從st_1到st_6即分別為六個(gè)從站的控制程序；power_on為上電程序；line_signal為全線信號(hào)管理；display是為編輯顯示畫面而編的一段程序。

3.3.2 顯示畫面編輯。顯示畫面使用Vijeo-Designer v4.6軟件進(jìn)行組態(tài)編輯。

畫面內(nèi)容包含了全線狀態(tài)畫面、報(bào)警顯示畫面和機(jī)床狀態(tài)畫面等，通過(guò)顯示畫面可以很快捷地掌握物流滾道的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

物流滾道已在該汽車公司使用了多年，設(shè)備非常穩(wěn)定。施耐德的Premium PLC、Fipio總線、遠(yuǎn)程I/O模塊和顯示屏在物流滾道上的成功應(yīng)用，對(duì)相同系統(tǒng)的應(yīng)用具有較大的參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 施耐德電氣.Fipio reference manual[S].

[2] 施耐德電氣.Advantys STB Fipio Network Interface Appliacations Guide [S].

[3] 施耐德電氣.Advantys STB Hardware Components Reference Guide[S].

[4] 施耐德電氣.vijeo-designer使用說(shuō)明書[S].

作者簡(jiǎn)介：張春慶（1983-），男，湖北紅安人，東風(fēng)本田汽車有限公司中級(jí)工程師，研究方向：機(jī)床自動(dòng)化控制。

（責(zé)任編輯：陳 倩）