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摘  要：介紹了PLC和研華工控機在烤漆房的使用，以及PLC的聯(lián)鎖控制及上位機監(jiān)控的程序設計。 
關鍵字： PLC，烤漆房，工控機
1、烤漆房的控制系統(tǒng)控制要求
　　客車整車噴烤漆房由實體、送排風系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、安全消防系統(tǒng)、電動升降平臺、進出車輛大門、加熱系統(tǒng)等組成。進氣凈化采用不少于兩級的織物過濾，過濾精度大于10um，室內(nèi)設壓力傳感器1個，采用美國進口產(chǎn)品，電路芯片采用菲利浦產(chǎn)品。具體控制要求如下：
　　（1）二條烤漆房配置二套控制柜和一個工控機監(jiān)控系統(tǒng)。該套系統(tǒng)必須封閉在操作室內(nèi)。
　　（2）每條生產(chǎn)線電控系統(tǒng)均采用PLC做控制中心，全線實行聯(lián)鎖控制，即：循環(huán)，排風系統(tǒng)不能正常工作時，自動關閉加熱系統(tǒng)，以及工作狀態(tài)選擇等功能。常規(guī)操作和選擇在控制柜和現(xiàn)場操作臺完成。
　　（3）控制系統(tǒng)具備延時功能，即：先行啟動循環(huán)，排風系統(tǒng)后，延時啟動加熱系統(tǒng)，關閉時相反。
　　（4）各主控制回路均設有過載，短路，失壓等保護系統(tǒng)，確保系統(tǒng)安全運行。并具有安全保護功能，當燃油加熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自動關閉加熱系統(tǒng)及全線設備。
　　（5）室內(nèi)溫度采用數(shù)字顯示，< 套熱電偶控制溫度，通過數(shù)顯控制儀表調(diào)節(jié)燃燒工作狀態(tài)，達到自動控溫。
　　（6）PLC及工控機主要功能。設備各單元的啟動，停止，運行，故障及工作選擇狀態(tài)，均由PLC采集，按照工藝通過輸出單元控制并作聲光報警。工控機通過PLC接口進行數(shù)據(jù)傳送完成工藝流程動態(tài)顯示各設備的運行或故障監(jiān)控，PLC 程序編制，參數(shù)設備及報表打印功能。脫開工控機系統(tǒng)，電氣控制同樣通過PLC完成各種流程的控制，并在柜體面板上采用組合信號燈觀察各設備的工作狀態(tài)。
　　（7）電器控制柜采用組合式及密封型結構，柜內(nèi)設立排風及照明裝置。
　　（8）現(xiàn)場導線的敷設采用橋梁，電線管和繞管聯(lián)合布置，防暴場所均選用防暴電路，動力導線選用GG 系統(tǒng)四芯電纜，控制線選用HGGI 及HGGI9 屏蔽電纜。動力線路和控制線路敷設時用隔板分開。
　　（9）電動升降操作臺
　　在噴漆室內(nèi)軌道兩側(cè)設置升降工作臺，通過平臺立柱上的防爆按鈕控制操作臺的升降。
2、烤漆房的控制系統(tǒng)總體結構及通訊參數(shù)配置
　　2.1總體結構
　　電氣系統(tǒng)設計主要是根招工藝及設備的要求，分析目前國內(nèi)外涂裝線電控系統(tǒng)現(xiàn)狀，結合當今工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢，本著高質(zhì)快速、柔性化和低成本的要求，采用以計算機為主的集散型控制系統(tǒng)（DCS）電氣控制方案。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)往、操作、管理和分散控制，有效地克服了以前油漆涂裝線電控系統(tǒng)由于采用大量分散的儀表控制的缺陷。上位機工控機采用1臺研華工控機IPC—610PIII;1G 256M 40G硬盤，組態(tài)軟件采用KINGVIEW6.02，PLC采用二臺三菱FX2N—128+16EX，溫控儀采用富士PXW9，實現(xiàn)對燃燒器大小火及上限停火。如圖1。系統(tǒng)具有很高的可靠性和冗余性。脫開工控機系統(tǒng)，電氣控制同樣通過PLC完成各種流程的控制。

　　2.2系統(tǒng)連接與FX2_485協(xié)議通訊參數(shù)配置
　　本協(xié)議支持與三菱FX2_485及其兼容的FX2系列PLC之間以485方式進行通訊，本協(xié)議可以采用串行通訊，使用您計算機中的串行口。支持上位機通過組態(tài)軟件與三菱的通訊模塊
　　232ADP、485BD 、485ADP之間的通訊。PLC通訊參數(shù)可以通過編程器設置，將D8120設置為：E080，具體表示的通訊參數(shù)如下：
　　協(xié)議：link數(shù)據(jù)：7校驗：無停止：1傳輸速率：9600
　　硬件：RS-485 數(shù)目檢查：YES 控制程序：Format4"
　　在D8121中設置地址，在組態(tài)王中定義的設備地址必須和此設置保值一致。
　　注意：從PLC資料中得知，設置后必須關PLC電源，再重新給PLC上電，設置才能生效。
3、程序的沒計
　　3.1 PLC程序總體設計
　　為了保證設備的運行可靠性及現(xiàn)場的控制和操作的方便性，每套分系統(tǒng)采用兩種方式運行：①自動運行方式：只要接通電源，選擇自動方式，系統(tǒng)就會先檢測設備的預備運行的各項件，如滿足條件，按下運行按鈕，設備就可自動運行。②手動運行方式，接通電源，選擇手動方式，系統(tǒng)就會先檢測設備的預備運行的各項條件，如滿足條件，操作人員可以有選擇地操作設備，這僅用于設備的檢查和應急生產(chǎn)使用。部分（噴裝室）加設各個聯(lián)動系統(tǒng)的檢測信號，作為聯(lián)動必須滿足的條件。③對于設備的報警情況，分設一級和二級的故障報警，并有不同的處理方法：一級故障：是一些比較簡單的故障，它不會對設備造成損害和人身安全的影響。空氣過濾器壓差大等，程序只對設備做聲音報警和故障位置的指示。二級故障）是能引起設備的損害和人身安全的故障，它會造成生產(chǎn)不能正常進行。如大型風機的故障、斷路器跳閘、火災和地震等故障，程序?qū)υO備作出立即停機和聲音報警及位置指示。
　　整個程序的自動噴漆和手動噴漆部分，自動烤漆和手動烤漆部分，通過CJ指令來分段，如圖2所示，大大減輕了編程的難度，使得噴漆、烤漆、自動、手動可分別編程，可以采用雙線圈輸出，解決了程序包容性問題，注意公共部分程序和分段程序的包容性，防止雙線圈輸出，否則出現(xiàn)不可預測的結果，通過CJ指令可實現(xiàn)任意分段，比采用MC、MCR實現(xiàn)自動和手動更具靈活性，并可以采用雙線圈輸出。自動噴漆動作過程如圖3。

　　為使系統(tǒng)調(diào)試方便，設有手動程序。手動方式是通過往制箱上的手動功能開關來進行的。每接通一個開關，執(zhí)行一個相應的動作。當系統(tǒng)沒有處于自動運行和手動運行狀態(tài)時，按“總復位”按鈕。可使系統(tǒng)完全復位。
　　3.2 上位機監(jiān)控程序
　　在上位機上實現(xiàn)工藝流程圖的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理是通過可編程控制器操作站系統(tǒng)軟件和組態(tài)軟件來實現(xiàn)的。組態(tài)軟件主要對系統(tǒng)的構成進行定義，定義過程點參數(shù)、趨勢筆、趨勢組、流程圖、報表等，監(jiān)控軟件由各種監(jiān)視畫面和操作畫面組成，要包括總貌畫面、流程圖畫面、趨勢畫圃、報表管理以及趨勢打印、報表生成打印輸出、操作調(diào)整等。
　　上位機主要工藝參數(shù)分組曲線顯示，并存人上位磁盤中，工藝人員隨時調(diào)用打印，做工藝質(zhì)量分析。同時還可將每班設備啟停時間、各工位啟停傳送時間進行記錄存盤。供生產(chǎn)管理人員隨時查詢打印停工臺時間和停工月報表。上位機的操作分操作員級和工程師兩級。正常生產(chǎn)時，由生產(chǎn)工人操作。

　　工藝流程畫面如圖4實現(xiàn)了對整個烤漆房的全面監(jiān)控，界面形象生動，友好，具有較好的可靠性，在畫面上實現(xiàn)風機旋轉(zhuǎn)動畫，燃燒機燃燒動畫，當某設備發(fā)生故障，該設備將閃爍，并彈出實時報警畫面;在手動狀態(tài)，可以直接點擊該設備，便可啟停該設備，噴漆和烤漆時，通風的路徑及顏色將發(fā)生變化。烤漆房溫度除數(shù)字顯示外，采用溫度棒圖顯示。

　　圖4系統(tǒng)參數(shù)，顯示系統(tǒng)各設備的狀態(tài)，可設定參數(shù)，如烤漆時間;圖5歷史報警畫面顯示所有報警發(fā)生的時間，報警恢復、報警應答，報警的優(yōu)先級，報警組，如果在運行階段，變量的數(shù)值或變化情況滿足已定義的報警條件、從報警條件恢復正常狀態(tài)、報警應答時均可以產(chǎn)生報警事件（報警發(fā)生、報警恢復、報警應答）。報警信息還可以用文件的形式進行歷史記錄或?qū)崟r打印報警信息。用戶可以自定義報警信息的顯示格式、記錄格式和打印格式。同時可以利用命令語言實現(xiàn)對報警事件的復雜控制和靈活處理。
4、結束語
　　本系統(tǒng)已在青島四方車輛廠調(diào)試成功，且投入生產(chǎn)，從運行情況來看，電氣系統(tǒng)幾乎處于無故障工作，大大提高了生產(chǎn)率。此系統(tǒng)組態(tài)靈活，操作方便，具有抗干擾能力強，工作安全可靠，維修方便，與上位工控機聯(lián)系，接受工控機的控制和查詢，由工主控機完成對整條生產(chǎn)線的監(jiān)控，實現(xiàn)了噴烤漆自動化。