摘 要： 本文介紹了德國(guó)VIPA 公司的PLC主控系統(tǒng)在條煙自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。作為和西門(mén)子PLC兼容的控制系統(tǒng)，VIPA公司的產(chǎn)品技術(shù)特性上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，其高性?xún)r(jià)比，使用的便利性和可延續(xù)性已逐步得到用戶(hù)的認(rèn)可。
關(guān)鍵詞：條煙自動(dòng)分揀系統(tǒng);VIPA PLC及觸摸屏;Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn);性?xún)r(jià)比;兼容性;
1 前言
目前在煙草物流條煙自動(dòng)分揀系統(tǒng)中大量使用西門(mén)子公司的控制產(chǎn)品，其中PLC編程軟件STEP 7已被大多數(shù)工程技術(shù)人員熟悉應(yīng)用。因此基于STEP 7開(kāi)發(fā)環(huán)境下的PLC必定成為本行業(yè)的主流產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)是廣大的工程開(kāi)發(fā)人員熟悉此編程，因此開(kāi)發(fā)周期短，各種控制功能易于實(shí)現(xiàn)。在從項(xiàng)目成本及技術(shù)性能指標(biāo)等因素上考慮，VIPA公司基于SPEED7技術(shù)的PLC控制系統(tǒng)與西門(mén)子PLC相比有一定優(yōu)勢(shì)和新特點(diǎn)。我公司在煙草物流自動(dòng)分揀項(xiàng)目中，嘗試引進(jìn)了具有高性?xún)r(jià)比的德國(guó)VIPA公司的PLC產(chǎn)品，取得了很好的效果，也提高了我公司在承接項(xiàng)目中的技術(shù)指標(biāo)和競(jìng)爭(zhēng)力。
2 系統(tǒng)組成
在某市煙草物流自動(dòng)分揀項(xiàng)目中，使用了德國(guó)VIPA 公司的300S PLC系列的控制系統(tǒng)，取得了很好的效果，其主要配置如下：
1) VIPA 317-4NE12 CPU及I/O模塊作為主控系統(tǒng)，它自帶有PROFIBUS DP主站接口;CP343以太網(wǎng)接口和PG/OP以太網(wǎng)編程口;MPI接口。
2) VIPA 200V 系列模塊組成的3個(gè)遠(yuǎn)程DP從站，其中兩個(gè)遠(yuǎn)程DP從站分別配置一塊VIPA 250-1BA00高速計(jì)數(shù)模塊，計(jì)數(shù)頻率可達(dá)1MHz;這樣組成的遠(yuǎn)程站結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省安裝空間，系統(tǒng)運(yùn)行可靠。
3) 8個(gè)SIEMENS的ET200S作為遠(yuǎn)程DP從站;
4) 2臺(tái)DANFOSS公司的FC300系列變頻器采用Profibus DP總線(xiàn)控制;
5) 1臺(tái)VIPA觸摸屏TP 612C做操作員終端;
6) 1個(gè)SIEMENS EM277接口模塊用于與自動(dòng)熱縮包裝機(jī)通訊。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示
該系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)不到一個(gè)月的調(diào)試，就已進(jìn)入正常生產(chǎn)階段。節(jié)省了安裝調(diào)試的時(shí)間。整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)正常，安全可靠。和以往使用過(guò)的SIEMENS S7 400系列PLC相比較，VIPA 300S 的PLC表現(xiàn)出很高的性能和運(yùn)行速度，其技術(shù)指標(biāo)可見(jiàn)一斑。從執(zhí)行同等程序的循環(huán)周期來(lái)看，將近縮短了兩倍�？梢�(jiàn)VIPA PLC在對(duì)程序循環(huán)周期有苛刻要求的環(huán)境下，有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。
2.1 主控系統(tǒng)，CPU 帶有PROFIBUS DP主站：
主站配置如下：1.PS307穩(wěn)壓電源：307-1EA00;2.CPU：VIPA 317-4NE12
3.數(shù)字量輸入模塊(32DI)：VIPA 321-1BL00;4.數(shù)字量輸出模塊(32DO)：VIPA 322-1BL00。
其排列如圖2，圖3所示。
圖2
圖3
2.2 PROFIBUS DP遠(yuǎn)程從站：
3個(gè)VIPA 200V組成的從站系統(tǒng)控制主要輸送設(shè)備和10個(gè)ET200S控制單機(jī)設(shè)備。其中VIPA 200V從站均采用：
1)DP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)從站接口模塊VIPA 253-1DP01;
2)數(shù)字量輸入模塊(8DI)VIPA 221-1BF00;
3)數(shù)字量輸出模塊(8DO)VIPA 222-1BF00;
4)高速計(jì)數(shù)功能模塊 VIPA 250-1BA00
組態(tài)示意圖如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)硬件組態(tài)圖
圖4 VIPA 200V DP從站圖
VIPA 200V DP從站的用法和SIEMENS ET200S 類(lèi)似，使用前只需安裝VIPA 200V GSD組態(tài)文件即可。該總線(xiàn)從站模塊支持DP-V0，DP-V1。每個(gè)站點(diǎn)最多可帶32個(gè)模塊，安裝在35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上。與SIEMENS ET200S 區(qū)別的是VIPA 200V 從站無(wú)需單獨(dú)配置PM-E電源模塊。
2.3 2臺(tái)DANFOSS公司的FC300系列變頻器：
2臺(tái)DANFOSS FC300 變頻器通過(guò)Profibus DP 總線(xiàn)與PLC 通訊，對(duì)兩臺(tái)輸送設(shè)備進(jìn)行控制。
2.4 1臺(tái)自動(dòng)熱縮包裝機(jī)：
1臺(tái)自動(dòng)熱縮包裝機(jī)自帶控制系統(tǒng)，由SIEMENS S7 200 PLC 控制。該設(shè)備通過(guò)SIEMENS EM277 接口模塊掛接在Profibus DP 總線(xiàn)上，與上位PLC進(jìn)行通訊和連鎖控制。
2.5 1臺(tái)VIPA TP612C觸摸屏：
1臺(tái)VIPA 觸摸屏：VIPA 612-1BC01做操作員終端。該觸摸屏通過(guò)以太網(wǎng)直接與PLC進(jìn)行通訊。該觸摸屏基于Windows CE 5.0 Professional Plus的操作系統(tǒng)，通訊接口除了支持串行接口RS232, RS485/RS422通訊，還提供以太網(wǎng) TCP/IP; MPI; CANopen 和 Profibus-DP從站通訊, 支持與多種品牌PLC的通訊協(xié)議。它還帶有USB_A/B接口。所有這些標(biāo)準(zhǔn)的接口，給用戶(hù)提供了極高的靈活性和開(kāi)放性，它保證了連通幾乎所有領(lǐng)域的操作。VIPA HMI與西門(mén)子對(duì)比來(lái)看,VIPA 的HMI的色彩更豐富,靈敏度更高,軟件使用更方便。它具有合金鋁的外殼和90°自動(dòng)螺絲鎖扣的專(zhuān)利技術(shù)，使安裝更快速便捷。實(shí)際外觀如圖5。
圖5 VIPA TP612觸摸屏
3 應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)
在該項(xiàng)目的調(diào)試過(guò)程中，基本上和以往使用的西門(mén)子S7 系列PLC在編程組態(tài)和操作上無(wú)太大區(qū)別。VIPA PLC調(diào)試編程都可以使用STEP 7，或者使用VIPA公司自己的WinPLC7編程工具。以往西門(mén)子PLC使用的程序可以完全移植到VIPA PLC 上使用。同時(shí)，VIPA PLC除了兼容西門(mén)子自帶的功能塊外，而且還自帶一些其它特殊的功能塊可以方便調(diào)用。在硬件組態(tài)中，對(duì)于VIPA 200V的遠(yuǎn)程從站，只需安裝相應(yīng)的GSD 文件即可，使用方法和HW組態(tài)上和西門(mén)子ET200S相同。VIPA PLC內(nèi)部集成了工作和裝載存儲(chǔ)器，無(wú)需外加程序存儲(chǔ)卡即可運(yùn)行，但CPU也帶有標(biāo)準(zhǔn)的MMC卡接口，可用于保存程序和數(shù)據(jù)，及擴(kuò)展工作存儲(chǔ)器。這樣就帶來(lái)了使用上的方便性和靈活性。
在該分揀項(xiàng)目運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)VIPA PLC 具有很高的性?xún)r(jià)比，兼容性及可靠性極高，可以推廣使用到其他中型到大規(guī)模的應(yīng)用場(chǎng)合。
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