1、 | 121電鍍生產線監控系統設計段春霞，張怡軍（洛陽理工學院，河南洛陽）摘要：本文介紹了組態軟件和在電鍍生產線中的應用，用組態軟件和設計了生產線自動運行的過程。實現了對電鍍生產線的系統控制，方便的完成自動、手動和連續運行控制及相互之間的切換；整個程序采用結構化的設計方法，具有調試方便，維護簡單，移植性好的優點。關鍵詞：組態；可編程控制器；電鍍生產線中圖分類號：文獻標識碼：文章編號：（）A Supervising System in the Galvanization Production LineDUAN Chun-xia, ZHANG Yi-jun(Luoyang institute of

2、 Science and Technology, Luoyang 471003 ChinaAbstract: This paper introduces the application of configuration software and PLC in the galvanization production line. It can beoperated in manual in the continuous control. The system is based on the structured program.Keywords: MCGS; PLC; galvanization

3、 production line收稿日期：引言工業電鍍生產線工位多、生產復雜，同時在電鍍中氧化、酸洗、堿洗、電鍍等許多工藝具有嚴重的化學污染和腐蝕，對人的身心健康十分不利，而且人工操作隨機性大，影響產品質量。電鍍產品的質量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質好的鍍液添加劑外，如何保證電鍍產品嚴格按照電鍍工藝流程運行和保證產品的電鍍時間則是決定電鍍產品質量和品質的重要因素。目前國內的電鍍工藝控制主要是使用順序控制器，由于其電路復雜，接口多，受外界干擾大，工作可靠性差，維護也困難。本文提出在電鍍生產線上采用基于組態軟件和的自動化控制，不但可以使電鍍產品的質量和品質得到嚴格的保證，減少廢品率，而且還可以

4、提高生產效率和減輕工人的勞動強度和更好的保證工人的人身安全，有非常好的經濟效益和社會效益。電鍍生產線上對行車的自動控制則是電鍍生產線自動化控制的關鍵，核心部分是上位機組態控制的實現。系統的組成本系統由計算機、電鍍生產線現場控制柜、上升下降電機，左右運行電機及位置檢測裝置組成。上位機計算機安裝在控制室，用以收發并顯示電鍍生產線的信號，記錄、存儲、顯示和控制現場的運行狀態。電鍍生產線現場控制柜安裝在生產線現場，在控制柜上可以手動操作也可以自動操作，電機及位置傳感器等安裝在電鍍生產線上，受現場控制柜控制?？刂葡到y的框圖如圖?；贛CGS 的上位機監控設計MCGS 概述（，通用監控系統）是一套用于快速

5、構造和生成計算機監控系統的組態軟件，它能夠在基于（各種位平臺上）運行，通過對現場數據的采集處理，以動畫顯圖電鍍生產線控制系統框圖 | A 示、報警處理、流程控制、實時曲線、歷史曲線和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，它充分利用了圖形功能完備、界面一致性好、易學易用的特點，比以往使用專用機開發的工業控制系統更具有通用性，在自動化領域有著更廣泛的應用。系統包括組態環境和運行環境兩個部分。用戶的所有組態配置過程都在組態環境中進行，組態環境相當于一套完整的工具軟件，幫助用戶設計和構造自己的應用系統，用戶組態生成組態結果數據庫。運行環境是一個獨立的運行系統，它按照組態結果數據庫中用戶指

6、定的方式進行各種處理，完成用戶組態設計的目標和功能。一旦組態工作完成，運行環境和組態結果數據庫就可以脫離組態環境在監控計算機上獨立運行。組態結果數據庫完成了系統從組態環境向運行環境的過渡，它們之間的關系如圖所示。由生成的用戶應用系統，其結構由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數據庫和運行策略五個部分構成，窗口是屏幕中的一塊空間，是一個“容器”，直接提供給用戶使用。在窗口內，用戶可以放置不同的構件，創建圖形對象并調整畫面的布局，組態配置不同的參數以完成不同的功能。用主控窗口、設備窗口和用戶窗口來構成一個應用系統的人機交互圖形界面，組態配置各種不同類型和功能的對象或構件，同時可以對實時數據進行可視

7、化處理。主控界面設計主控界面是用組態軟件設計的如圖所示，是現場工藝過程的仿真畫面，在主控室計算機上可以實時顯示現場的工藝流程。在電鍍生產線左側、工人將工件裝入行車的吊籃并發出自動啟動信號，行車提升吊籃并自動前進。按工藝要求在需要停留的槽位停止（如需要在一號槽電鍍，就在此停止，依次類推），并自動下降。再停留一段時間后自動上升，如此完成工藝規定的每一道工序直至生產線末端，行車便自動返回原位置，并由工人裝卸工件。MCGS 監控系統與下位機PLC 的通信通訊協議支持多樣的通訊能力，根據所使用，系統可以支持以下多個協議：點到點（）的協議、多點接口（）的協議及協議等。本系統采用西門子的通訊協議。通過上位機

8、中的串行口和上的通訊單元建立串行通訊連接。西門子與計算機的串行通信連接有兩種方式：一種是利用的接口，這時可以直接用電纜與計算機建立連接，這種通信方式的地址為；而另一種是通過一個連接適配器與計算機連接，用適配器時地址由自己設置。由于串口通訊方式一般不超過米，而對于通信距離超過米的，需在上位機與之間加一個適配器，該適配器將通訊格式轉換為通訊格式使得可以遠距離通訊，并提高抗干擾能力。串口父設備設置西門子設備必須掛接在串口父設備下，串口父設備用來設置通信參數和通信端口。要使上位機組態軟件能正確操作設備，必須設置好設備名稱、采集周期、初始工作狀態、地址、內部屬性等。西門子常用的通信參數：波特率，偶校驗，

9、位停止位，位數據位。串口父設備的通訊參數必須與的通訊參數一致，這樣才可以讀寫西門子的各個繼電器區和寄存器，從而達到操作設備的目的。具體設置是在下位機的編程環境和組態軟件的設備窗口中完成的。系統軟件設計系統初始化初始化對于每一套系統程序都是必需的，每一次上電或對強制復位都要初始化，主要是對在程序中使用到的各種計數器、定時器、寄存器等圖組態工程結構圖圖電鍍生產線主控界面設計 | 123進行復位和設置，同時保留上次運行需要記憶的各種數據，完成運行前的各項準備工作。PLC 系統的硬件選擇我們選用西門子公司的型，這種結構緊湊、可靠性高、組成靈活、操作方便。其點為點，具有相應的定時、計數等控制單元，自帶標

10、準接口，可與上位機進行通訊，完全滿足要求，外部接線圖如圖所示。主程序設計本系統設計有現場手動、單周期運行、連續運行及主控室單周期運行、連續運行三種操作模式。現場手動、單周期運行、連續運行操作模式是在現場控制柜上完成，主控室單周期運行、連續運行是在主控室上位機主控畫上點擊相應的按鈕實現的。主控室監控采用組態軟件設計的監控畫面可以實時觀察到電鍍生產線的每一步實時動作，如釣鉤的上升、下降，工件在生產線上的前進、后退等。整個工作流程是這樣的，原位：表示設備處于初始狀態，吊鉤在下限位置，行車在左限位置。自動工作過程：啟動吊鉤上升上限行程開關閉合右行至號槽行程開關閉合吊鉤下降進入號槽內下限行程開關閉合電鍍

11、延時延時時間到吊鉤上升上限行程開關閉合右行至號槽行程開關閉合。由號槽內吊鉤上升，左行至左限位，吊鉤下降至下限位（即原位）。連續工作：當吊鉤回到原點后，延時一段時間（裝卸工件），自動上升右行，按照工作流程要求不停的循環。當按下“停止”按鈕時，設備并不立即停車，而是返回原點停車。單周期操作：設備始于原點，按下啟動按鈕，設備工作一個周期，然后停于原點。要重復第二個工作周期，必須再按一下啟動按鈕。當按下“停止”按鈕，設備立即停車，按下“啟動”按鈕后，設備繼續運行。自動運行梯形圖見圖所示。結束語整個系統實現了自動化控制，操作者可在主控室遠距離操作現場設備，并可監視現場設備的運行情況，大大降低了勞動強度，改善了現場操作的惡劣的操作環境。系統還提供了緊急退回原位按鈕，當發生意外時，按下原位按鈕，系統按照預先編好的退回原位的程序退出電鍍生產線，提高了系統的安全性。監控結果可以形成歷史查詢，對電鍍工藝的提高提供了可靠的參考數據，更容易掌握電鍍生產線的規律，提高了電鍍生產線的使用壽命。因此使用