基于PROFIBUS清花工序纺织设备数据采集系统

图2-1清花工序系统构成图3系统要紧硬件的介绍3.1EM277PROFIBUSDP模块 3.1.1EM277的介绍通过EM277PROFIBUSDP扩展从站模块，将S7-200PLC连接到PROFIBUSDP网络上。EM277通过串行I/O总线连接到S7-200PLC。PROFIBUS网络通过其DP通信端口，连接到EM277PROFIBUSDP模块，如图3-1中S7-200PLC通过EM277连接到总线上[11]。PROFIBUSDPPROFIBUSDPEM277S7-200PLCS7-300PLC串行I/O总线图3-1S7-200PLC通过EM277连接到总线作为DP从站，EM277模块同意从主站来的多种不同的I/O组态，向主站发送和接收不同数量的数据。这种特性使用户能修改所传输的数据量，以满足实际应用的需要。与许多DP从站不同的是，EM277模块不仅仅是传输I/O数据。EM277能读写S7-200PLC中定义的变量数据块。如此，使用户能与主站交换任何类型的数据。输入、计数器值、定时器值或其它计算得到的值能够首先移动S7-200PLC的变量存储区，然后传送到主站。首先将数据移到S7-200PLC中的变量存储器，就可将输入、计数值、定时器值或其它计算值传送到主站。输入和输出缓存区的地址能够配置在S7-200PLCV存储器中的任何位置。输入和输出缓冲器的缺省值地址为VB0。输入和输出缓冲地址是主站写入S7-200PLC赋值参数信息的一部分，用户必须组态主站以识不所有的从站以及将需要的参数和I/O组态写入每一个从站。为了将EM277作为一个DP从站使用，用户必须设定与主站组态中的地址相匹配的DP端口地址。从站地址是使用EM277模块上的旋转开关设定的。在为新的从站地址按照顺序进行了开关改变以后，若要使改变生效，就必须对PLC重新上电。一旦EM277PROFIBUSDP模块已用一个DP主站成功地进行了组态，EM277和DP主站就进入数据交换模式。在数据交换模式中，主站将输出数据写入到EM277PROFIBUSDP模块，然后，EM277模块响应最新的S7-200PLC输入数据。EM277模块不断地更新其从S7-200PLC来的输入，以便向DP主站提供最新的输入数据。然后，该模块将输出数据传送给S7-200PLC。从主站来的输出数据放在V存储器中由某地址开始的区域内，而该地址是在初始化期间，由DP主站所提供的。到主站的输入数据在输出数据之后赶忙从V存储区中提取出来。在建立S7-200PLC用户程序时，必须明白V存储器中的数据缓冲区的开始地址和缓冲区大小。EM277PROFIBUSDP模块在前面的面板上有四个状态LED，用来指示DP端口的运行状态：（1）S7-200PLC上电后，DXMODE灯一直熄灭直到DP通讯开始。（2）当DP的通讯成功地初始化后（EM277PROFIBUSDP模块进入和主站交换数据的状态时），DXMODE灯变绿直到数据交换状态结束。（3）假如DP通讯中断，强迫EM277模块退出数据交换模式，现在，DXMODE灯熄灭而DPERROR灯变红。此状态一直保持到S7-200PLC断电或数据交换重新开始。（4）假如主站写入EM277模块的I/O组态或参数信息错误，则DPERROR的红灯将闪耀。（5）假如没有24VDC供电，POWER（电源）灯将熄灭。表3-1总结了EM277状态指示器的各种状态LEDOFF红色红色闪耀绿色CPU故障模块良好内部模块故障POWER没有24DC24VDC用户电源良好DPERROR没有错误脱离数据交换模式参数化/组态错误DXMODE不在数据交换模式在数据交换模式3.1.2EM277在数据采集中的作用除7台异纤微尘分离机和5台往复式抓棉机预留有RS-485通讯接口外，其他操纵器及滤尘机组差不多上采纳西门子S7-200PLC，因此可采纳EM277PROFIBUSDP扩展从站模块将这些S7-200PLC连接到PROFIBUSDP网络上。EM277通过串行I/O总线连接到S7-200PLC。PROFIBUS网络通过其DP通信端口，连接到EM277PROFIBUSDP模块。能够实现S7-200PLC与PROFIBUSDP网络上主站的物理连接。当给EM277PROFIBUSDP模块设定了与主站组态中的地址相匹配的DP端口地址，同时已用PROFIBUS网络上DP主站成功地进行了组态，EM277和DP主站就进入数据交换模式。在数据交换模式中，主站将输出数据写入到EM277PROFIBUSDP模块，然后，EM277模块响应最新的S7-200PLC输入数据。EM277模块不断地更新其从S7-200PLC来的输入，以便向DP主站提供最新的输入数据。然后，该模块将输出数据传送给S7-200PLC。从主站来的输出数据放在V存储器中由某地址开始的区域内，而该地址是在初始化期间，由DP主站所提供的。到主站的输入数据在输出数据之后赶忙从V存储区中提取出来。S7-200PLC通过EM277PROFIBUSDP扩展从站模块连接到PROFIBUSDP网络上。能够实现其与网络上的主站进行数据交换，S7-200PLC操纵器对设备上的信息进行采集，并将其放到V存储器内，当要把采集来的数据上传给主站时，数据就会从S7-200PLC的V存储器复制到EM277中，以便同时传送到主站，进而通过主站上的通信模块将采集来的数据传送给上位机系统。EM277是实现S7-200PLC与主站数据交换的中转站。3.2RS485/DP模块3.2.1RS485/DP模块的介绍首先介绍一下RS485/DP模块的工作原理如图3-2所示，其中SPC3是西门子公司的PROFIBUS通信协议芯片。PROFIBUSInterface是PROFIBUS标准驱动电路，RS485Interface是标准的RS485驱动电路，两者都由光隔及RS485驱动芯片组成。图3-2RS485/DP总线桥的工作原理图RS485/DP模块要紧用于将具有RS485接口的设备连接到PROFIBUS总线上，使设备成为PROFIBUS总线上的一个从站，如图3-3所示。S7-300PLCS7-300PLCRS485/DPRS485设备PROFIBUSDP图3-3RS485设备通过RS485/DP连接到总线上在PLC为主站的PROFIBUS系统中，总线桥作为系统的一个从站，通过RS485接口与设备连接。总线桥能够作为RS485设备的主站（主动向RS485设备发送的通信信息，等待设备回答），也能够作为RS485设备的从站（RS485设备主动发送的通信信息）。总线桥在PROFIBUS一侧是PROFIBUS从站，因此需要设置PROFIBUS从站地址。地址设置由产品正面的两个十进制旋转开关SA来设置。假如需要设置大于99的PROFIBUS地址，需要使用产品背面的功能选择开关SW配合设置地址，假如SW3=OFF（向下），那个从站的地址确实是SA（19）；假如SW3=ON（向上），那个从站的地址确实是100+SA（19）=119；假如SA≥27，即使SW3=ON（向上），本产品PROFIBUS仍然是27，因为PROFIBUS规定从站地址范围0～126。总线桥作为PROFIBUS的一个从站，通过RS485接口与设备连接，实现PROFIBUS主站与RS485设备之间通信数据透明传送。RS485只是设备通信物理层的一个标准，因此PROFIBUS主站必须向RS485设备传送它能够理解的数据，这确实是RS485设备的通信协议。因此，为实现PROFIBUS主站与RS485设备的有效数据通信，PROFIBUS主站编程人员应该了解RS485设备的通信协议。RS485设备的通信协议通常有以下两类：[12]（1）具有应答关系和若干通信指令的通信协议这是应用比较广泛的通信格式，通信数据可能是ASCII码（如研华的ADAM模块）或二进制数据。关于这种设备，（以总线桥是RS485主设备为例）用户在主站上编程，按照协议规定的报文格式将通信数据填入总线桥的PROFIBUS数据输出区，然后启动总线桥发送（触发发送或定时自动发送）将通信数据通过RS485接口发送到设备；然后，总线桥自动转入接收状态；当总线桥接收完毕RS485设备的回答报文数据后，将回答报文数据自动填入PROFIBUS数据输入区，如此，PROFIBUS主站能够在PROFIBUS数据输入区得到RS485设备的回答报文数据。（2）无应答关系、单纯接收或发送数据的通信总线桥单纯接收：如条码扫描器通过RS485接口PROFIBUS主站发送ASCII码或二进制数据；总线桥单纯发送：如PROFIBUS主站通过RS485接口向显示屏发送ASCII码或二进制数据；PROFIBUS主站实现这类简单通信协议的原理与第一种协议相同，只是编程简单而已。数据的发送与同意过程：（1）发送总线桥发送有2种方式：触发发送模式、自动定时发送模式。发送模式由操纵字D1位auto_txd选择。①触发发送：操纵字D1：auto_txd=0，即默认方式是触发发送。触发发送靠操纵字D0位start_tr的上升沿启动一次发送。②自动定时发送：操纵字D1:auto_txd=1，是自动定时发送。当auto_txd与start_tr同时为1是启动自动定时发送。定时发送时刻间隔在总线桥配置时选定，默认时刻是1秒。（2）接收总线桥有2种操纵接收结束方式：按字符间隔接收模式、按长度接收模式。接收模式由操纵字D2位relen选择。①按字符间隔接收：当接收到一个字符后连续3.5个字符时刻（与波特率、字符位数及有无校验位有关），没有接收下一个字符时，认为报文结束。②按长度接收：按照用户给定的接收报文长度操纵接收结束。接收报文长度放在PROFIBUS输出区最后一个字节。典型通信过程：有“发→收→发→收→”、“收→发→收→发→”、“发→发→”、“收→收→”4种典型的通信过程。3.2.2RS485/DP模块在数据采集中的作用在此设计中有7台异纤微尘分离机和5台往复式抓棉机预留有RS-485通讯接口，因此这些设备能够通过RS485/DP模块连接到PROFIBUSDP网络上，使设备成为PROFIBUS总线上的一个从站。RS485/DP模块通过其RS-485串行通信总线连接到预留有RS-485通讯接口的设备上，PROFIBUSDP网络通过其DP通信端口，连接到RS485/DP模块，如此实现了设备与总线的连接。当给RS485/DP模块设定了与主站组态中的地址相匹配的DP端口地址，同时已用PROFIBUS网络上DP主站成功地进行了组态，RS485/DP模块和DP主站就进入数据交换模式。设备有数据要传送给PROFIBUSDP网络上的S7-300的主站，需要在其相应的操纵器中编写相应发送数据的程序，还要在主站中运行相应的同意数据程序。然后先有其操纵器将数据采集到其存储区，需要发送时从操纵器的存储区中读取并通过RS485/DP模块将采集来的数据发送给主站，并通过主站上的通信模块发送给上位机系统。RS485/DP模块是主站与从站通信的桥梁。能够实现从站与主站的数据交换，将设备的信息通过其对应的操纵器传送到主站，完成数据采集。3.3中继器3.3.1中继器的介绍中继器又称为重发器或转发器。它用于连接两个相同的网络，负责在两个节点的物理层上传递信息，完成对信号的复制、调整和放大等功能。通俗地理解中继器的功能确实是增加了网络的长度。从理论上来讲，中继器的使用个数能够是无限个，即网络的长度能够无限延长，但实际上这是不可能的。因为在网络标准中都对信号的延迟范围做了具体的规定，假如延迟太长，协议就不能正常工作，因此网络中使用的中继器的个数也是受到限制的。[9]如在PROFIBUSDP总线网络中使用中继器的个数一般不同意超过4个，同时由于选择了不同的通信速率，其网络的最大拓扑长度也是不同的。总体趋势是波特率越高，网络最大延伸长度反而越短。因此选择中继器个数也要依照实际情况而定的。在PROFIBUSDP总线网络中中继器要紧用于网络段之间的连接，假如在同一个网络段中设备数量多于32个或由于受距离以及设备性质的限制，必须划分成多个网络段。那么在这时中继器承担其重任，连接两个网段，实现信号的放大和传递。信号在两个网段之间能够实现再生，在同一个网段内信号不能再生；两个网段之间是物理隔离的，因而中继器除了扩展网段外，还有一个重要的功能是能够进行网络隔离。中继器在PROFIBUSDP总线中的要紧作用有以下几点：在一个网段中从站设备多于32个时要用中继器将其分成两个网段，实现中继器作为终端设备的网络拓展。如图3-4所示：图3-4中继器作为终端设备的网络拓展当一个网段中从站分布过于离散，距离太远，要依照实际情况将使用中继器将网段延伸，实现中继器作为网段的中间设备的网络拓扑。当网络有分叉电路时会阻碍到系统的稳定性，需要采纳中继器来替代分叉电路确保系统可靠运行。如图3-5所示：图3-5中继器替代分叉电路需要讲明的是由于在一个RS485物理网段中，只能够连接32个物理设备，但RS485中继器本身也是一个专门的DP从站设备，在连接的两个网段中，都要分不占用一个设备数量资源（但不用分配站地址）。因而实际在这两个网段中都只能再连接31个DP主站/从站设备[13]。同时中继器上的终端电阻要依照实际情况而设定。中继器作为DP网络的中间设备时，其处于同一网段中不需要设置终端电阻；当中继器处于一网段的终端则需要设置终端电阻。3.3.2中继器在信号传递中的作用在清花工序中现场机械设备分布范围较广，数量较多，一个网络段内最多能带32个设备，而此系统中除了一个主站外还有45个从站设备同时中继器也需要占用设备数量资源，远远超出了它所带设备的能力，因此依照实际情况和冗余方面的考虑需要运用中继器将其分成三个网段，并组建成一个有45个从站设备和1个主站的网络，保证了主站与从站在一个网络中的可靠连接，为通信建立基础。同时基于其设备比较分散，从站设备之间距离比较远，而由于通讯速率的选择和设备性质的限制，网络段的长度受到了限制。因此依照现场的实际情况必须选择使用中继器延长网络的长度。中继器处于两个DP网络段之间，在网络中它的要紧作用是实现主站和从站通信信号的放大和传递，保证了信号的可靠传输。中继器在此DP网络中作为中间设备，因此要设置其上的终端电阻以减少信号的反射。总之，中继器在此系统中的要紧作用有：延长DP网络的长度、增加网络所带设备的能力、保证信号的可靠传递。4软件设计4.1运用STEP7对整个系统硬件进行组态一个DP主站组态应包含地址，从站类型以及从站所需要的任何参数赋值信息。还应告诉主站由从站（输入）读入的数据应放置何处，以及从何处获得写入从站（输出）的数据。DP主站建立网络，然后初始化其DP从站。主站将参数赋值信息和I/O组态写入到从站。然后，主站从从站那儿读出诊断信息，并验证DP从站已同意参数和I/O组态。然后，主站开始与从站交换I/O数据。每次对从站的数据交换为写输出和读输入。这种数据交换方式无限期地接着下去。假如有意外情况发生，从站器件能够通知主站，而主站就会读取来自从站的诊断信息[14]。一旦DP主站已将参数和I/O组态写入到DP从站，而且从站已从主站那儿接收到参数和组态，则主站就拥有那个从站。从站只能接收其主站的写请求。网络上的其它主站能够读取该从站的输入和输出，然而它们不能向该从站写入任何信息。（1）组态EM277及其地址分配在此设计中用到大量EM277模块，因此选择对11号从站进行组态作为示例。主站通过将其输出区的信息发送给从站的输入缓冲区，与其每个从站交换数据。从站将其输出缓冲区的数据返回给主站的输入区，以响应从主站来的信息[11]。EM277可用DP主站组态，以接收从主站来的输出数据，并将输入数据返回给主站。输出和输入数据缓冲区驻留在S7-200PLC的变量存储器（V存储器）内。当用户组态DP主站时，应定义V存储器内的字节位置。从那个位置开始为输出数据缓冲区，它应作为EM277的参数赋值信息的一个部分。用户也要定义I/O组态，它是写入到S7-200PLC的输出数据总量和从S7-200PLC返回的输入数据总量。EM277从I/O组态确定输入和输出缓冲区的大小。DP主站将参数赋值和I/O组态信息写入到EM277PROFIBUSDP模块，然后，EM277将V存储器地址和输入及输出数据长度传送给S7-200PLC。CPU224CPU315-2DPV存储区I/O地址区 偏移量:2400字节输入缓冲区：4个字输出缓冲区：16个字VB变量存储字节 I/O输入区：16个字I/O输出区：4个字PI外部输入PQ外部出VB0DPDP模块EM277VB2399PIB272VB2400PIB272PIB303VB2407PIB303VB2407PQB272VB2408PQB272VB2408PQB279VB2439PQB279VB2439图4-1V存储器和I/O地址区上图表示CPU224中的V存储器的一个存储器模型，以及一个DP主站CPU的I/O地址区。在那个例子中，DP主站已定义了4个字输出和16个字输入的一种I/O组态，以及V存储器偏移为2400。CPU224中的输出缓冲区和输入缓冲区长度（由I/O组态确定）分不是16个字和4个字。输入数据缓冲区从VB2400开始；输出缓冲区紧紧跟随输出缓冲区，并在VB2408处开始。具体组态如下：首先从STEP7中HWConfig左边的窗口找到EM277的GSD文件，将此文件拖放到总线网络上，右击EM277的位图，选择属性，设置与S7-300PLC交换数据的区域的偏移量，同时此从站地址设为11如图4-2所示。图4-2S7-200的数据交换区的偏移量设置S7-300PLC与S7-200PLC的数据交换是通过S7-200PLC的V存储区作为中介来进行的[15]，即S7-300PLC的输入输出区对应S7-200PLC的存储区，在如图4-3所示的组态信息设置，二者交换数据的区域为：在S7-300PLC中，PIB272-PIB303区域的数据来自S7-200PLC的VB2408-VB2439，PQB272-PQB279区域的数据输出到S7-200PLC的VB2400-VB2407。即只要S7-200PLC通过区域VB2408-VB2439把数据发到S7-300PLC中，而S7-300PLC通过区域VB2400-VB2407把数据发送到S7-200PLC中。图4-3EM277在S7-300中数据交换区的设置（2）组态RS485/DP及其地址分配设计中用到多个RS485/DP模块，我选择了对17号从站进行组态作为示例。具体组态如下：将RS485/DP的GSD文件拖放到总线网络上，选择属性，设置传输速率，自动发送时刻间隔默认为1s，同时设置为从站RS485Slave，同时此从站地址设为17如图4-4所示。图4-4RS485/DP总线桥接收模式下的通信协议设置总线桥组态设定为1字节输出/21字节输入，输出对应地址为PQB4，输入对应地址为PIB4-PIB24，剩余部分用empty填满，第一个槽中为系统默认分配的用于操纵字。由于总线桥自身不具备操纵功能，必须通过DP主站进行操纵。DP主站通过对其操纵字的设置，来操纵总线桥作为RS485网络主站对其各从站的发送接收模式，通过监控其状态字来实现数据发送接收状态的操纵，PROFIBUS数据区与RS485数据报文格式对比关系如表4-1所示，[12]通信状态字和操纵状态字如表4-2所示：表4-1PROFIBUS数据区与RS485数据报文对比表PROFIBUS映射地址长度RS485报文格式IB01字节用来存储接收报文长度IB11字节通信状态字IB2以后若干字节接收数据缓冲区QB01字节用来存储发送报文长度QB11字节通信操纵字QB2以后若干字节发送数据缓冲区表4-2通信状态字及通信操纵字的含义PROFIBUS输出地址通信操纵字对应位的含义PROFIBUS输入地址通信状态字对应位的含义Q1.0启动发送标记I1.0接收完毕/发送同意Q1.1发送模式I1.1正在发送报文标记Q1.2按长度接收I1.2正在接收报文标记Q1.3-Q1.5不用I1.3-I1.6预留Q1.6强制等待接收状态I1.7奇偶校验错标记（3）整个系统硬件组态整个系统的硬件组态如图4-6所示，其中EM277有33个，12个RS485/DP，依照设备的功能和现场分布将45个设备分成五套车（如图4-5中）。通过EM277连接到DP总线上的设备有4个台单轴流开棉机，5台集控柜，9台多仓混棉机，9台清棉机；留有RS485/DP接口的设备有：5台往复式抓棉机，7台异纤分离机。组态完成，主站就能够识不其从站并能够进行通信。图4-5整个系统硬件组态4.2EM277与S7-300PLC通信程序的设计在S7-200PLC操纵器中已有程序对尘棒角度、给棉量、棉箱压力、压力上下限、设备中断次数、车的位置、每分钟彩色喷绘次数等设备参数进行采集同时将其放到以VB1000为首字节的连续的32个字节变量存储区中。则S7-200PLC将数据传送给主站的程序如下：4.3RS485/DP模块与S7-300PLC通信程序的设计带有RS485口的设备的操纵器将所需参数差不多采集并将其存储到以VB1000为首字节的连续的21个字节变量存储区中。需要讲明的是其操纵器可能是西门子公司之外的PLC或者是其他带有RS485通讯口的操纵器，因此需要厂家配合将其所采参数放到一个特定的存储单元里，以便读取。如以VB1000为首字节的连续的数个字节。则带有RS485口的设备的操纵器发送数据的程序如下：（1）主程序在主程序中首先是对RS485端口的初始化，自由口通信协议，选择9600波特率，8位字符，无校验位等初始化信息。[16]同时通过端口0发送数据，将发送完成事件连接到中断上，发送缓冲区以VB2000开始。（2）中断0发送完成，进入0号中断，设定10ms定时中断。（3）中断110ms时刻到，断开定时中断，通过端口0接着发送数据。4.4系统信息采集程序的设计主站中的程序要紧应用于同意来自EM277模块和RS485模块所带的从站发送的采集数据同时对其做出相应的处理进而将信息传送给上位机系统。首先依照需要在STEP7中进行用户程序块的添加（如图4-6所示），然后在组织块（OB）和功能（FC）中进行程序的编写，同时将采集的和处理过的数据放入数据块（DB）中。图4-6程序组织块图(1)组织块（OB）的编程OB1：主程序循环块，用于循环处理。程序编写中存放主程序。在此设计中主程序要紧应用于调用FC1和FC2子程序来进行每个从站数据的读取，同时通过调用FC4子程序来防止小车运行混乱。总之，主程序在此设计中要紧是通过调用子程序完成数据采集与处理[17-19]。详细编程见附录1。OB35：定时循环中断，设置了其中断时刻间隔为1s，要紧应用于推断车通信及运行的情况。通过程序读入数据并放入MB10和MB12存储单元中，然后推断相应的位来置位或清零车是否上电的标志位和车是否运行的标志位。详细编程见附录1OB80：循环计时错误OB82：诊断中断OB85：没有装入组织块错误OB86：机架故障错误OB87：通信错误OB121：编程错误OB122：I/O访问错误OB80、OB82、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122这些组织块中没有进行程序的编写，当出现这些故障时，就会执行相应的组织块，能够使主站PLC对故障报警而可不能停止运行，保证系统的可靠运行。假如不添加这些块，当出现这些错误时，主站就会停止运行，造成整个操纵系统瘫痪，这在所有操纵系统中是不同意的。OB100：暖启动，要紧应用于程序的初始化。此处要紧应用于RS485总线桥的初始化。如图4-7中，将4传送给QB6和QB14是用来定义发送报文的长度，将3发送给QB7和QB15是定义RS485总线桥处于同意模式。图4-7OB100中的RS485总线桥初始化程序（2）功能（FC）的编程在功能（FC）中程序编写的是子程序，其他程序能够调用。FC1：异纤分离机的数据传送程序，通过RS485/DP模块的操纵字使总线桥处于强制等待接收状态同时按长度接收。在程序编写中要给总线桥发送一个数据来定义主站要接收的数据长度，将21传递给QB4确实是实现那个操作。那个子程序要紧用于采集每分钟，每小时的白色和彩色喷绘次数同时在程序中对接收来的数据进行分析推断，假如接收数据有误，则要丢弃本次采集的数据直接跳转到其他设备的数据采集。具体编程见附录2。FC2：主站通过EM277对S7-200PLC操纵器的数据读取并存储到DB11数据块中。详细编程见附录2。FC3：通过编程实现在车启动和高速运行5分钟后，给上位机一个有效的信号，用于上位机推断捻度、牵伸倍数及锭速值的推断同时也会推断速度是否正常。如图4-8中，当车启动时M60.0闭合（在车停止时M60.0分开，在OB35中能够进行分析），T101开始定时，当5分钟定时时刻到，给上位机信号。图4-8FC3中的车运行后延时信号程序FC4：通过计算去掉末尾数值以消除往复式抓棉机位置数据紊乱情况。如图4-9中，将DB11.DBD270中的数据与MD200中的数据进行比较，当数据较大时，要将数据除以10以去掉最末尾的数值并存放入原来的数据单元中，如此处理是用来消除小车运行紊乱的情况（什么缘故）。关于MD200中的数值时每250ms取一下DB11.DBD270中的数据并乘以2放入其中，作为比较的标准值。图4-9FC4中消除往复式抓棉机数据紊乱程序FC5：此程序用作设备断电后将保存的I/O及速度信息清零，防止再次上电时的自动操作造成事故。当车断电时，M50.0和M50.1闭合（在OB35中能够进行分析），将信息清零。详细编程见附录2。（3）数据块（DB）和变量表的讲明设计中用到一个数据块（DB11）用于存放由从站传送给主站的数据。同时上位机系统也是通过读取那个数据块中的相关数据存储单元进行操纵的。如图4-10所示，将从操纵器中读来的数据存入到数据块中。图4-10DB11中的地址单元分配变量表中用于定义输入字节和中间寄存器字节所存储的数值类型，可能还有对其进行赋初值。在那个系统的编程设计中，最关键之处确实是通过EM277模块和RS485模块，主站能够读取从站发送的数据，并一直保持同意状态，完成数据的采集。需要讲明的是在论文中只是附了部分程序用来讲明系统的运行情况，同时应用硬件差不多相同，程序编写中只需依照需要改变相应的地址和存储单元等就能够完成整个系统。

5上位机系统5.1上位机监控功能和智能治理功能的介绍整个上位机系统要紧功能体现在两方面，即监控功能和智能治理功能。（1）全线集中监控功能监控计算机实现全车间设备的生产状态、产量、效率的监视，同时还能够对设备的工艺参数进行统一设置。其图形界面按照生产线工艺流程布置，具有生产线关键设备运行状态显示、工艺参数和设备参数的实时显示；重要参数的设定值、实际值实时显示功能。设计了“系统状态监控画面”、“现场设备监控画面”、“历史数据查询画面”等数十种画面，同时具有数据统计、分析和报表打印功能。生产中出现的质量问题可于第一时刻在终端上显示出来，使生产质量更加稳定，提高了机器运转性能、产品质量和生产率。各种工艺产量参数的统计、累计及存储功能，使治理层随时掌握纺织清花工序中操纵系统中各个设备的一切运转状态。（2）在线诊断和报警功能系统能够对操纵网络和总线故障进行在线诊断。在监控计算机上能远程实时监控各个设备的故障状态及报警情况，并通过不同颜色和信息提示区分报警的状态，使治理人员随时掌握车间设备运转状态及报警类型。（3）信息化治理功能集控室里设置的治理计算机或操作员站要紧完成企业级的信息治理，如生产调度、质量操纵、设备治理、车间基础治理（车间各项生产报表曲线生成、质量分析、产量统计等报表形成）等信息治理。同时，通过与治理系统的连接，猎取生产调度信息，质量操纵信息等，使生产打算部门、质量操纵等部门与整个纺织集控系统实现集成治理和操纵，从而实现工厂生产治理的信息化。5.2要紧画面的介绍上位机系统其图形界面按照生产线工艺流程布置，具有生产线关键设备运行状态显示、工艺参数和设备参数的实时显示；重要参数的设定值、实际值实时显示功能。下图5-1是清花工序中第一套车设备监控画面，要紧显示了尘棒角度、打手速度、给棉量、棉箱压力等设备参数，同时详细展示清花工序生产线的具体过程。还能够在线设定棉箱压力、打手速度、压力上下限等参数实施调控生产。系统也能够远程实时监控各个设备报警情况，并通过不同颜色和信息提示区分报警的状态。图5-1清花工序中第一套车设备监控画面系统还能够对清花工序网络中所有设备状态进行监控，如下图图5-2中能够显示设备与DP网络的通信情况，同时在其上能够显示出中断次数，当次数超过设定的中断次数上限值时就会产生报警，上面的中断的次数会通过变换颜色（正常情况为黑色，报警时为黄色）来显示报警信息。图5-2清花工序网络状态监控画面6结论与展望6.1全文总结本文要紧作用是把现场总线技术应用到传统的纺织生产过程中，完成海量数据的实时采集和上传。具体是依照宏业纺织厂清花工序中生产设备现状的具体情况，既有国外进口的最先进的设备，也有落后的旧设备，依靠先进的PROFIBUS总线技术将具有不同通信接口的设备联网。关于使用S7-200PLC操纵器的设备通过EM277模块将其连接到DP总线网络上，留有RS485口的设备通过RS485/DP模块连接到总线网络上。并通过主站上的通信模块将其连接到工业以太网上。实现基于PROFIBUS总线技术对清花工序生产线上的设备要紧参数采集，解决生产现场数据采集的准确性、实时性的问题。同时运用现场总线技术进行远程操纵，实现现场设备与操纵中心的远程数据通讯，从而实现了生产现场辅助治理和工艺参数优化，使整个公司的信息化治理形成一个闭环操纵系统，确保公司资源治理系统的成功实施。本系统应用于实际工程中还需要做大量工作，依照现场设备具体情况进行布线和安装，设备的在线调试，考虑现场的干扰等问题，功能不足之处还需修改。6.2纺织信息采集系统的进一步进展网络信息化技术极大地提高了劳动生产率和工作效率，作为全球正面临着的一场新技术革命，普遍应用于纺织产品研发过程、生产过程、治理过程和营销过程中，为纺织工业在新世纪全面进入数字化时期提供了重要条件。采纳PROFIBUS总线技术对纺织生产信息，完成海量数据的实时采集和上传，促进纺织企业的进展已成为当今世界的潮流。纺织信息采集系统必将广泛地使用总线技术和网络技术来进行数据采集，节约大量的人力物力，提高生产效率。致谢本论文的完成，自始至终都渗透着江豪老师的悉心指导。在此，首先向尊敬的江豪老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意！半年来，江豪老师的平易近人，工作上的勤奋和永不停息，深深地激励着我、阻碍着我，使我在学习上、人生态度上都得到了无尽的启迪，在我人生当中这是一份宝贵的财宝。再次表示对江豪老师的敬意和衷心的感谢！感谢电气信息工程学院王永华教授的悉心指导和关心，同时要感谢其研究生师兄何胜科，汪冬冬，邱世坚，乔金峰和师姐常洁。在这半年的学习和生活中，他们给予了我无尽关心和指导，使我受益匪浅并能够快速的成长。同时要感谢我的同学路林涛和宋云召，我的论文的完成得益于大伙儿在实验室中营造了一个积极向上，踏实肯干的环境。感谢他们对我的关心。最后，我要感谢我的父母和弟弟，他们给了我无私的爱。在我困难的求学生涯中，他们始终在背后的默默支持和奉献，使我在遇到困难的时候，始终有接着坚持的勇气和信心。同时要感谢他们一直以来的宽容、理解和支持！参考文献[1]RogerNagal,RiekDove.21stCenturyManufacturingEnterprisestrategy:AnIndustry-LedView.IacoccaInstitute,LehighUniversity,[2]中国自动化网.纺织机械的机电一体化现状与进展趋势,2010.3.28.[3]BuchholtzB.ManagingInventory.ComputerApplicationsinTextileControl,TEXTILERENTAL,01-Jan-2008.[4]谷瑞军,徐伯俊.我国纺织行业ERP应用现状与前景分析[J].上海纺织科技,2004(5):5-7.[5]AgilityForum.CreatingtheAgileOrganization:Models,MeticsandPilots.4thAnnualConferenceProceedings,AilantaGeogria,Mareh,2009.[6]梅自强.现代纺织技术的特征是智能化生产[J],纺织信息周刊,2005(40):20.[7]王桂明.大生集团纺织生产监控系统[D]:[硕士学位论文].江苏:南京理工大学,2006,4:2-16.[8]GeorgeL.Hodge.EnterpriseResourcePlanninginTextiles.JournalofTextileandApparel,TechnologyandManagement.2002,Volume2,Issue3,Summer2007.[9]王永华,A.Verwer.现场总线技术及应用教程[M].北京:机械工业出版社,2006.12:34-44.[10]张曙光.现代棉纺技术[M].上海:东华大学出版社,2007,8:183-205.[11]S7-200可编程操纵器系统手册:423-434.[12]北京鼎实PB-B-RS232/485V3x产品手册:16-20.[13]西门子RS485中继器使用讲明:4-7.[14]边春元,任双艳,满永奎等.S7-300/400PLC有用开发指南.北京:机械工业出版社,2007.1:215-220.[15]刘锴,周海.深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004:145-152.[16]王永华.现代电气操纵及PLC应用技术.北京:北京航空航天大学出版社,2008.2:300-305.[17]秦益霖.西门子S7-300PLC应用技术[M].北京:电子工业出版社,2007:153-163.[18]张运刚,宋小春,郭武强.从入门到精通—西门子S7-300/400PLC技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2007:166-174.[19]廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社,2005:145-162.附录附录1（1）OB1中的程序：(2)OB35中的程序：附录2(1)FC1中的程序(2)FC2中的程序：数据的读取Network1：地址读入L#LADDR//将LADDR的指针装入累加器1中L8//将累加器1中的内容装入累加器2中，将8放入累加器1中*D//将累加器2中的内容和累加器1中的相乘，结果存放在累加器1中TMD20//将累加器1中的内容传送到MD20中L#NUM//将NUM的指针装入累加器1中TMW24//将累加器1低字中的内容传送到MW24中