摘要 闡述了GE可編程控制器和一體化工作站在銅線桿受線、打包、運輸控制系統中的應用，實現自動稱重，完成標簽打印、數據庫的建立、數據查詢及統計。
關鍵詞 可編程控制器 上位控制站 標簽打印 銅線桿
1、概述
本控制系統是針對云南銅業股份有限公司加工分廠連鑄連軋生產線中，對銅線桿完成線圈的接收、壓實、稱量以及運輸的配套項目。本方案所提供的系統構成，在完成生產設備的工藝控制的同時，完成標簽的打印、以及本地數據庫的建立、查詢、統計功能。同時，針對日益普及的生產信息化建設，本系統預留豐富的網絡接口，以備日后使用。
2、工藝過程及要求
本系統工藝設備主要由四套正反轉輥道輸送機、一套托盤升降機、一套線圈壓實機、一套電子秤自動稱重裝置及液壓站等構成，其中升降機、壓實機等由液壓站油泵實現操作。
其中四臺正反轉輥道輸送機按工藝要求分成四個工段完成托盤的運送，在1#輸送機中放置有兩個A、B受線托盤，在該工段完成銅線圈的接受、當受線托盤A完成受線后送至2#工段。同時將B托盤送到受線位置，在2#工段完成壓實、打包，完成后送至3#工段，在3#工段完成自動稱重，后送入4#工段，由插車運走，當四個工段的任務完成后，四臺輸送機反轉將A托盤送回到1#工段等待位置，A、B托盤重復上述過程。
升降機主要完成線圈的受線要求，當托盤到達升降機中心位置時，升降機將受線托盤提升到工藝要求的最高位置，開始受線，受到一定的高度，提升機下降一定的高度，繼續受線到原高度時，提升機按要求又下降一定的高度繼續受線，再到達原高度時，完成受線，并降至最低即托輥道上，啟動1# 輸送機將受線完的托盤送至2#工段，同時將待受線托盤送至升降機中心位置，重復上述過程。
壓實機主要完成線圈的壓實、打包。當受線完的托盤到達2#工段的壓實機中心時，壓實機啟動下壓圓盤將線圈壓實，進行包裝、打帶、確定完成后，放行至3#工段進行稱重。
在3#工段的輸送機下安裝有托利多的電子緩沖稱，可完成自動稱重、顯示、打印。
在4#工段按有警示燈和鈴，當受線托盤到該工段時，可提醒操作人員將成品線圈運走，當受線線圈運走后，托盤被送回至待受線位置等待。
工藝要求是：1）除壓實機為現場操作箱手動控制外，其余各設備均由PLC自動控制，且各設備均能實現單機調試與控制。2）循環周期，連鑄連軋生產線每小時出線圈3卷，即每20分鐘必須完成受線、輸送、壓實、打包、稱重計量、將線圈從輥機上的托盤上搬走、輥道機反轉將空托盤回送到預定位置等全部程序。3）自動控制以時序控制為主，同時判斷每一步驟是否完成，超過時間未完成給出報警信號，出現故障則停機。
3、系統方案、配置及實施
本控制系統使用PLC和工業現場工作站來構成，分別完成設備連鎖、順序控制以及數據采集、設備監控、標簽打印、數據庫管理及查詢、統計。本方案控制系統結構的基本示意圖如下：
系統受控設備及受控量如下：
•受控設備為：正反轉輥道輸送機4臺（4×7.5kW）；液壓站油泵2臺（2×37kW）；循環泵1臺（1×7.5kW）；加熱器2個（2×1.8kW）；冷卻水電磁閥1個；加載電磁閥1個；升降機上升電磁閥1個，下降電磁閥1個；壓實機下壓電磁閥1個，回升電磁閥1個；警示燈1個；電鈴1個；氣動擋鐵伸出電磁閥5個，縮回電磁閥5個；標簽打印機1臺；故障報警峰鳴器1個。
•開關量檢測信號為：電動機過流信號7個；油溫信號5個；油箱油位信號4個，壓力開關信號5個；截止閥行程開關3個；壓實機互鎖行程開關2個；壓盤行程開關1個；接近開關10個；光電開關12個；壓實機放行信號1個。
•模擬量檢測信號為：托利多電子緩沖秤1臺。
控制系統的配置如下：
•一體化工作站選用臺灣ICP的WS-615，該一體化工作站性能比較穩定。
•PLC選用美國GE公司的90-30系列產品，該產品是目前性能價格比較高的PLC產品之一。其開放性比較好，擴展容易，非常容易與其它控制系統建立通訊。本方案中選擇CPU364做為系統配置，該CPU使用Intel 386EX做為中央處理器芯片，可以管理4096個I/O通道，用戶程序可以由32K至240K，內含有TCP/IP以太網接口，支持10baseT以及AAUI連接方式，該CPU的速度為0.18mS/1K。針對本控制系統的特點，系統的數字量輸入模塊選擇IC693MDL645。該模塊為16點24VDC輸入，正邏輯；系統的輸出模塊選擇IC693MDL940，該模塊為繼點器輸出模塊，每個模塊16點，每點負荷可達2A。為實現與本系統相關設備的工藝連鎖以及互動控制，在本系統中，增加了1塊模擬量輸入模塊（4-20mA，16通道）。本系統所選擇的PLC可以支持諸多網絡，考慮到與上位機通訊的速率以及通訊建立的簡潔性，本系統使用Ethernet（以太網）通訊方式。
•限位檢測元件選用德國SICK公司生產的WS/WE160對射式光電開關和IM18接近開關
•標簽打印機使用美國DataMax公司生產的ProdigyPLUS熱敏標簽打印機。
•本系統方案中，上位軟件選擇美國WonderWare公司的InTouch7.0作為上位軟件的開發平臺。與本系統中的PLC通訊的方式使用基于TCP/IP以太網的GE HCS通訊協議。系統中，標簽打印、設備監控、PLC故障診斷等均由本平臺完成。
•本控制系統配置上位機控制臺、低壓配電柜、PLC控制柜、現場手動操作臺和壓實機現場操作箱各一套。
控制系統可通過上位機控制臺上的手/自動轉換開關的切換由PLC完成整個工藝過程的自動控制和現場操作臺手動操作各工段的單機設備來完成整個過程。其具體方法可通過下面的控制原理方框圖加以了解。
4、系統功能及特點
1）在上位機上可觀察到整個工藝過程，及時了解生產狀況；保證了工藝設備的穩定、可靠的連鎖以及順序控制；
2）在上位機上可實現對PLC設備的故障診斷，提高設備有效作業率以及設備的有效利用率。
3）可在上位機和現場稱重顯示器同時了解線圈重量，并對該線圈的檢驗數據輸入上位機，即可精美、準確地完成標簽打印，以便掌握每一卷線圈的重量及質量。
4）生產數據庫的建立便于對生產數據的保存、查詢和統計。
5、結束語
該系統自投運以來，運行良好，故障率極低，由于從受線、壓實、打包、運輸整個過程較長，即使手動操作該系統也較為方便，這樣一來，大大降低了操作人員和維修人員的勞動強度。
《參 考 文 獻》
1、GE Fanuc Automation 系列90TM-30/20 可編程控制器參考手冊。
2、GE Fanuc Automation 系列90TM-30/20 可編程控制器設計指南。
3、InTouch7.0監控軟件設計手冊。
4、《工業控制系統應用》—電子工業出版社。
Copper Rod Pack and Transport Control System
Xu Xiao Ping Xu jiang chun
(Information Engineering And Automation College,Kunming University of Science and Technology, Kunming 650051 )
Abstract The article introduces copper rod winding , packing and tranesfering control system using GE Fanuc PLC and it’s all-in-one work station . The system accomplishes automatic weighing , tag printing , data base constructing and maintaining , information querying and statistics conducting .
Key words Fanuc Automation ; all-in-one work station ; tag printing ; copper rod
作者簡介：許曉平，男，1965年出生，85年畢業于昆明理工大學工業自動化儀表專業，現任昆明理工大學信息工程與自動化學院自動化系副教授，一直從事測控技術及自動化領域的教學和研究工作。聯系電話：0871—3304192， 13808715656。聯系地址：云南省昆明市環城東路50號昆明理工大學信自學院自動化系（新迎校區）。郵編：650051。
