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案例頻道一個品牌的卷煙產(chǎn)品的吸味、質(zhì)量要穩(wěn)定，必須有一個穩(wěn)定的溫濕度生產(chǎn)環(huán)境。寶雞卷煙廠空調(diào)機(jī)組現(xiàn)有以下問題：1）人工手動調(diào)節(jié)滯后，保證車間溫濕度指標(biāo)十分困難，影響卷煙成品的質(zhì)量穩(wěn)定。2）空調(diào)機(jī)組分散，五個生產(chǎn)車間共計九臺套空調(diào)機(jī)組，共有值班人員九名，分三處三班制值班，定員多，管理松散。本文提出了一種基于PROFIBUS-DP的空調(diào)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)，只需一處監(jiān)控中心，即可實現(xiàn)空調(diào)機(jī)組全年多工況下的最優(yōu)控制，完成對分散在全廠的九臺空調(diào)機(jī)組進(jìn)行實時分布式控制，該系統(tǒng)要求有數(shù)據(jù)采集和存儲、流程顯示及控制、設(shè)備管理和報表生成和打印等功能。而且穩(wěn)定可靠，監(jiān)控畫面符合操作習(xí)慣。不但可以在最低運行能耗的基礎(chǔ)上使溫濕度控制指標(biāo)達(dá)到卷煙生產(chǎn)要求，而且可以減輕值班人員的勞動量，減少定員，真正達(dá)到煙廠一貫追求的管理和效益一流的目的。
2 系統(tǒng)硬件選擇
在現(xiàn)場總線領(lǐng)域內(nèi),近十年來世界上出現(xiàn)了多種有影響的現(xiàn)場總線.現(xiàn)已成為德國和歐洲標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS現(xiàn)場總線,是一種開放的、不依賴于生產(chǎn)廠家的通信系統(tǒng),是一種比較成熟的總線，其中Profibus-DP是一種高速（數(shù)據(jù)傳輸速率9.6kbit/s～12Mbit/s）的經(jīng)濟(jì)的設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)，主要用于現(xiàn)場控制器與分散I/O之間的通信，可滿足快速響應(yīng)的實時要求。在本系統(tǒng)中為每一臺空調(diào)機(jī)組選用一個西門子S7-CPU315-2DP PLC作為PROFIBUS主站，與車間溫濕度集中采集遠(yuǎn)程I/O從站ET
系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如下圖示：
由上圖可以看出，該系統(tǒng)采用典型三層結(jié)構(gòu)形式，分別是監(jiān)控管理層、過程控制層及末端設(shè)備層。
監(jiān)控管理層是整個監(jiān)控系統(tǒng)的中樞，使用Wincc6.0工業(yè)監(jiān)控軟件完成對十臺空調(diào)機(jī)組數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控方案等功能。它和過程控制層的數(shù)據(jù)通信采用工業(yè)以太網(wǎng)，TCP/IP協(xié)議。
過程控制層以每臺空調(diào)機(jī)組的主控單元（西門子PLC CPU315-2DP）為中心，完成針對不同車間工藝要求的模糊PID控制器和數(shù)據(jù)采集，各主控單元各自獨立，無電氣上的聯(lián)系，功能的實現(xiàn)也不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控管理層，實現(xiàn)分層分布式控制，即使一部分出現(xiàn)故障也不影響其他部分。其中模糊PID控制器的實現(xiàn)將主要通過建立熟練操作者的控制模型進(jìn)行設(shè)計。
末端設(shè)備層主要是分布在現(xiàn)場的儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和變頻器，通過現(xiàn)場總線Profibus-DP與過程控制層進(jìn)行通信。
3 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計
工程師站采用微軟中文版WINDOWS 2000和Internet explorer 6.０，組態(tài)軟件選用 SIMATIC 公司WinCC5.0組態(tài)軟件。工程師站加載了SIMATIC WINCC RT 64K Tags、 NET Profibus-S7、PDM等監(jiān)控軟件。
硬件組態(tài)也是一種圖形化的組態(tài)方式，十分方便。對某一過程站而言，實際帶有若干ET200遠(yuǎn)程 I/O，組態(tài)畫面中，就在該過程站后的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)線上拖放幾個IM153模塊形成幾個ET200遠(yuǎn)程I/O接點。硬件組態(tài)中的所有模塊，都可以從S7提供的元件庫中找到相應(yīng)型號、定貨號的模塊，將其拖放至與實際安裝相對應(yīng)的位置可即。
硬件組態(tài)配置完成后，下載到相應(yīng)的過程控制站。這樣，就使得實際硬件安裝模件和硬件組態(tài)相一致，從而，I/O模塊上的每一點的點號地址就得以確定。
系統(tǒng)預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口可以同煙廠局域網(wǎng)連接，相關(guān)信息畫面通過IE瀏覽的方式在局域網(wǎng)上實現(xiàn)信息共享，為管理層提供必要的信息。
4 上位機(jī)和組態(tài)軟件的選型與設(shè)計
上位機(jī)選用DELL計算機(jī)，DELL 21"平面直角CRT并配打印機(jī)。組態(tài)軟件選用 SIMATIC 公司WinCC5.0組態(tài)軟件。
主站部分主要軟件流程圖如3所示。
⑴圖形用戶界面（GUI）
WinCC5.0允許用戶使用易于理解和配置的工具為他們的應(yīng)用程序快速開發(fā)定制的屏幕。
⑵分布式的歷史數(shù)據(jù)系統(tǒng)
分布式的歷史趨勢數(shù)據(jù)系統(tǒng)允許用戶動態(tài)地為趨勢圖的每支筆指定不同的歷史文件數(shù)據(jù)源。這種特性允許操作員在同一
個趨勢圖中查看本地WINCC的歷史數(shù)據(jù)和SQL Server的歷史數(shù)據(jù)。
⑶動態(tài)引用地址
用戶可以更改對數(shù)據(jù)源的引用，以便使用同一個標(biāo)記名稱定位多個數(shù)據(jù)源。
以PC機(jī)為基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)；可選不同容量規(guī)模；所有SCADA功能（開放的系統(tǒng)內(nèi)核）：圖形系統(tǒng)，報警信息系統(tǒng)，變量存檔，用戶檔案庫，報表系標(biāo)準(zhǔn)接口，編程接口；各種PLC系統(tǒng)的驅(qū)動軟件。該軟件全面開放，易于學(xué)習(xí)、使用，利于開發(fā)應(yīng)用、維護(hù)管理。
5 結(jié)束語
經(jīng)實踐證明，采用PROFIBUS-DP組建的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制管理系統(tǒng)實現(xiàn)了分布式控制，可大大降低現(xiàn)場連接工作量和費用，提高信號的傳輸精度與靈活性。采用SIEMENS S7-300 PLC以及WinCC5.0實現(xiàn)了控制手段的更新和控制效率的提高,使人機(jī)交互可視化以及生產(chǎn)管理與控制的一體化，給系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和設(shè)備維護(hù)帶來方便。
參考文獻(xiàn)：
【1】陽憲惠. 現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社,1999
【2】鄭晟.現(xiàn)代可編程控制器原理與應(yīng)用.北京:科學(xué)出版社,1999
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號