基于西門子PLC 的焦爐設備數據管理歸類應用

楊 晨

（太原重工股份有限公司技術中心， 山西 太原 030000）

引言

焦爐機械設備作為主要的焦炭生產設備，隨著工業自動化、智能化的發展，控制系統更加注重可靠的聯鎖，各種數據的采集收集，故障的及時報警與排除。因此數據量較以往大量增加，如此多的數據量，就需要合理的歸類歸檔管理。基于西門子PLC 軟件，針對利用到的一些數據類型以及管理歸類方法進行簡單介紹。

1 焦爐設備上數據類型組成

焦爐設備PLC 中，各種數據類型種類及數量較多，輸入、輸出點數眾多，由數字量、模擬量、網絡數據等組成，詳見圖1。

圖1 焦爐設備中數據類型組成

2 程序塊的分類

西門子Step7 軟件程序塊組成如下圖2 所示。

由于各種數據的類型不同，功能不同，所用機構也不同，甚至有一些數據既屬于控制類型，又屬于反饋信號。

圖2 程序塊組成

因此，編程前將數據與程序首先進行歸類變得尤為重要，可以為以后編程、調用數據、查找程序節省很多時間。

2.1 對程序塊的歸類

程序塊主要使用較多的FC 塊，以及少量的FB塊。按照機構統一劃分出集中的FC 代號表示，FC 后面第1 位數字表示大機構，即類似為高層代號。各機構均以FCN00 表示總機構FC 塊代號。例如：走行總機構為FC100，取門機構為FC200。

各機構即可在N00 數字下面編號使用。

例如：走行機構各程序塊為FC1**，取門機構均各程序塊FC2**等。

這樣的好處是可以直觀方便地將程序塊機構劃分出來（見圖3），各機構程序即在各個程序塊中編寫，以后也便于查找故障。

2.2 數據類型的歸類

在大的機構框架搭成完整后，首先考慮的是各不同機構的控制方式，有很大一部分是相同的，例如：各不同機構電機的啟動控制方式都相同，因此首先建立UDT 數據塊統一處理此部分數據。電機數據歸類示意圖如圖4 所示。

圖3 各程序調用結構示意圖

圖4 電機數據歸類示意圖

2.3 數據的歸類

由于機構眾多，數據類型又不相同，為了方便集中對數據的管理，將各機構的數據統一放到一個DB數據塊中進行集中調用處理。

如圖5 所示，這個數據塊中既包含有執行元件信號反饋數據，也有時間計時數據，還有網絡傳送所用到的數據等，包含有BOOL、INT、DINT 等各種類型數據。

圖5 DB 塊中數據集中管理分類

3 各不同功能數據的集中處理與管理

3.1 報警信號的統一處理

焦爐設備機構眾多，機構間相互聯鎖系統繁多，例如一個限位會聯鎖到幾個不同的機構內去參與控制及報警，因此報警系統顯得尤為重要。

如圖6 所示，可將FC1 做成一個標準報警塊，標準塊內程序執行統一的報警邏輯，此部分用于反饋BOOL 信號報警，然后將故障信號統一規整到報警DB 數據塊中進行集中處理以及調用。

這樣還可以同WINCC 中報警系統進行對應編程、對應數據調用與處理。

3.2 限位信號的統一歸類處理

由于限位信號的控制，需要根據不同機構的不同情況進行延時等的處理，這樣也可用于類似報警系統的方法，也對限位信號進行處理，然后統一調用，對WINCC 進行對應操作。

3.3 模擬量信號的歸類處理

模擬量信號分輸入、輸出兩種。

圖6 調用報警塊示意圖

1）模擬量輸入主要是16 位INT 數據類型，可是需要的是實數類型的數據。這就先需要將16 位的整型數據轉化為32 位實數類型，可以直接調用FC105標準程序塊進行轉化得到所需要的數據類型。轉化完成之后也同樣放到專門進行模擬量存儲的DB 塊中存儲。

2）模擬量輸出主要用于比例閥的控制，常用比例閥為4～20 mA 電流型控制。因此需要通過計算首先將4～20 mA 的數據對應到模擬量輸出模塊數據進行轉換輸出。電流4～20 mA 模擬量輸出控制標準塊如圖7 所示。

圖7 電流4～20 mA 模擬量輸出控制標準塊

3.4 各種網絡數據的統一歸類處理

主要應用的網絡數據有編碼器、油缸內置位移傳感器。兩者主要區別是編碼器有正反方向之分，即都可以朝著正向或者反向增大減小，而油缸內置位移傳感器的零點相對固定，即油缸縮回處為零點。我們將編程標準程序塊進行數據處理轉化為我們需要的1 mm 精度。

4 結語

隨著工業自動化、智能化的發展，還會有更先進的技術引進到設備上，那就意味著需要處理與傳送更多的數據，并進行控制，以及通過無線、互聯網等傳輸數據。今后需要繼續加強數據管理能力，拓展方法，為以后的發展打下一定的基礎。