基于IO Server技术的Intouch与AB—PLC的光纤筛选系统的发展

1、基于IO Server技术的Intouch与ABPLC的光纤筛选系统的发展关键词： 光纤筛选；监控系统；Intouch；IO ServerKey words： optical fiber screening；monitoring system；Intouch；IO Server中图分类号：TH6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）05-0029-030 引言随着我国信息产业的快速发展，光纤的产能已经无法满足现有市场的需求。因此，光电行业都在寻找一条在保证产品质量的同时提高产能的途径。目前计算机网络技术结合自动化技术对工业生产控制的方法已经应用于很多大型高科技产业，将这种方

2、法引入光纤生产行业也是大势所趋。本文提到的Intouch软件监控是一种将虚拟仪器引入生产网络，提供一种直观、集中和操作方便的人机交互界面。软件将仪器仪表、网络通信、硬件设施有机结合，为光纤筛选生产提供了便利的方法。本光纤筛选系统基于Intouch开发平台，以MS-SQL Server2005数据库作为信息管理软件，采用以太网IO Server技术，对可编程逻辑控制器AB PLC进行数据信息传输。系统实现了对整个光纤筛选过程中各单元的数据采集与传送、数据分析、报警显示，参数控制、登陆管理等功能，并保证了光纤产品的筛选稳定性。1 系统结构及功能1.1 系统的体系结构 原有的筛选系统采用人机交互界面

3、（FactoryTalk View Plus600触摸屏）进行参数交流，为了将方便光纤生产管理的产品跟踪系统（PTS系统）引入日常的生产进程中，现有系统采用工业控制计算机作为上位机。下位机选用AB公司的SLC500系列的中小型规模PLC。工控机和PLC之间采用以太网形式连接，只需要提供一个少量接口的交换机，避免了选用西门子PLC需要采用CP5621PCI通讯板卡的方式。上位机监控软件是用Intouch2010平台开发的源文件，将源文件植入Intouch软件中生成可执行的Development文件。SLC500系列PLC中的DI和AI模块负责采集筛选机系统中的各个限位传感、张力传感及安川伺服驱动

4、器的输出信息等，通过IO Server技术传送给上位机，完成实时信息显示和报警等功能；PLC的DO和AO模块负责将所有的指令信号传送给对象（伺服电机、电磁阀和继电器等）。系统的基本结构如图1所示。筛选机在进行筛选时，光纤在两个高速旋转的驱动轮（大盘驱动轮和筛选驱动轮）的驱动下保持高速运动。在两个驱动轮直接保持一定的速度差，使得位于两轮之间的光纤受到一定的张力作用，通过张力传感器将该张力稳定在9.8N。当光纤不能承受9.8N的张力时，光纤将会发生断裂，筛选工作将中断，此部分光纤则成为报废品或者非标产品。1.2 通过IO Server建立OPC服务器 Intouch软件采用IO Server与AB

5、公司的SLC500系列PLC通过以太网方式进行数据传输，首先需要建立一个topic，即OPC服务器。OPC服务器，是指按照OPC基金组织规定的OPC规范群开发的软件驱动。OPC服务器作为中间媒介负责从数据源读取数据再跟另外一端的客户端通信。通信的发起端也可以是OPC客户端。客户端和服务器的对话是双向的，也就是说，客户端既可以从服务器读出也可以向服务器写入。OPC有一个开放的技术规范，它制定了过程客户应用服务和服务器应用程序之间进行交互的软件接口标准。在开始建立OPC服务器之前，需要做好以下准备工作：为了确保Intouch平台与PLC之间能够通过以太网方式通信，须正确配置PLC的以太网端口。在本

6、地的工业控制计算机上安装以太网板卡，安装并配置TCPIP协议。安装Wonderware ABTCP IO server V7.5.0.2（或更高）软件。安装Rockwell 的 RSLogix 500 和 RSLinx 软件。本地计算机设置好windows XP系统的网络后，继续配置SLC500的Channel1。首先通过交换机PLC，运行RSLogix500软件，在On-Line模式下进入控制器，打开Channel Configeration，对用于以太网通讯的Channel1通道进行地址、波特率等参数的设置。如图2和图3所示：图中PLC的IP地址前三段192.168.*与上位机网卡的IP地

7、址前三段必须一致，子网掩码255.255.255.0与上位机网卡子网掩码一致。为了提高对上位机和PLC的网络域名解析效率，可以通过Hosts文件建立域名和IP的映射关系来达到目的。根据微软系统规定，在进行DNS请求以前，Windows系统会先检查自己的Hosts文件中是否存在这个网络域名的映射关系。如果有，则调用这个IP地址映射，如果没有，再向已知的DNS服务器提出域名解析。也就是说Hosts的请求级别比DNS高。所以为了使筛选系统通讯成功，须配置Hosts文件。如图4所示：通过C：WinNTSystem32driversetc路径，用记事本打开Hosts文件，添加PLC的IP地址和别名。配置

8、好Hosts文件后，在ABTCP IO Server中的菜单栏选择Configure/Topic Definition，在弹出的Topic List窗口中点击New… 新建一个Topic ，名为SLC505PLC，如图5所示。HostName为SLC505，这与之前在hosts文件中的定义一致。2 筛选机系统的人机交互界面筛选机控制系统的上位机选用Windows XP作为操作系统，选择美国Wonderware公司的Intouch10.0版组态开发软件为平台界面，通过与PLC中的标签对应或者自身的脚本编辑功能实现逻辑判断和运行参数的监控。光纤筛选机的人机界面增加了工业级的PTS系统

9、，界面中通过Reel ID;子菜单录入当前详细的产品信息，这样可以有效的实现光纤产品从上游拉丝到下游入库出库的信息管理；同样，人机交互界面具有完善的报警功能，当设备的某一功能部分出现故障时，系统可以及时的提示操作人员报警位置和报警内容；系统的Maintenance Menu;菜单，不但可以在线测试各电机的运行状态，还能通过调整设置各伺服驱动器系统的PID参数，为设备的调试带来方便。除了常规的控制标签外，Intouch软件还定义了量程转换、掉电数据保存、超限报警参数设定等标签。界面上可以随时改变参数和保存参数、初始值和与AB-PLC通讯的地址参数设置等功能。整个筛选工艺的人机交互界面如图6所示，

10、系统中的用户登录等级分为三级，其中工程师级可以进行原点校准等维护菜单的设置，管理员级可以对各伺服电机进行PID参数设置；子菜单Take-up Reel Parameter可进行收线端光纤筒径和宽度、光纤排线间隙的设定；Pay-off Reel Parameter子菜单可以进行放线端光纤筒径的设定；Line Speed Capstan Control子菜单负责伺服电机升速减速的时间设定、筛选模式的选择等功能；Alarm子菜单可以显示报警信息，包括当前报警和已经消除的报警历史信息等。3 AB-PLC的硬件组态及软件使用RSLogix500软件在一个新建工程文件中需要首先进行硬件组态，在定义好的框架

11、里选择与硬件匹配的模块拖入。IO模块放入的槽号根据实际使用情况由用户指定，并且需要为CPU机架配置好电源模块。针对光纤筛选系统，PLC设置一个机架，IO模块主要包括：数字量输入模块，负责各开关、按钮的信号输入；数字量输出模块，负责各伺服驱动器的数字量控制信号及电磁阀、继电器的控制信号；模拟量输入模块，负责压力传感器和跳舞轮位置传感器的模拟量信号；模拟量输出模块，输出各伺服驱动器速度给定控制信号；高速计数模块，输入速度驱动轮、收线筒旋转和收线端排线电机长度计数脉冲信号。4 研究分析及总结本文简要分析了光纤筛选控制系统的硬件和软件结构，系统通过采用工业以太网技术，将上位机、PLC和伺服驱动等对象的三层结构连接在一起。经过生产认证，光纤筛选控制系统达到了各项要求指标，设备运行稳定，单台故障停机率为1.2次/10万公里。同时，PTS系统的加入，有效的实现了光纤产品的企业化管理。参考文献：【1】刘清建，王太勇等.基于总线架构的多层次监控开放数控系统.吉林大学学报，2010，40（6）：15891924.【2】李瑞棠.自动控制理论基础.西安：电子科技大学出版社，1996.5.【3】Wonderware Corporation.Wonderware FactorySuit System Administrators Guide.Revision G，