Spirent Abacus2 SC2 Module for Voice Over IP

Agilent HP 5246L Frequency Counter Service Manual

Agilent HP 4332A LCR Meter Operating Service Manual

四、 控制系统的主要技术环节与自动化的实现

1、总线通讯

PROFIBUS-DP 是主从结构的工业现场总线，其最大站点可达126 个，最大通讯速率12M。WinAC 与S7-200 从站之间的通信是通过开辟通信缓冲区进行的。在WinAC 软PLC 中，定义一块I/O 区域为与从站交换数据的缓冲区，而在S7-200PLC中，则定义V 区域为与主站交换数据的缓冲区。数据缓冲区的大小可以选择，但每个从站的数据缓冲区最大为32 个字节的输入和32 个字节的输出。

2、需交换的数据量超过可定义缓冲区的最大限制
系统中每个从站PLC 与主站PLC 之间有许多数据交换，而5 个从站之间的交换数据也是通过主站进行的，因此，各32 个字节的输入/输出缓冲区远远不能满足整个系统的需求。为了解决这个问题，我们对系统的通讯数据进行了研究和分类，一类是温度、液位等模拟量数据共有54 个之多，每个数据需两个字节，共需108个字节，但这类数据的实时性要求不高。另一类是泵阀的状态和驱动信号、中间位等，这类信号的实时性要求高，数量也不少，但由于是开关量，因此其所占的字节数并不多。对前一类数据，采用循环发送、定时读取刷新的方式，输入/输出缓冲区只用了4 个字节。而对于后一类字节所占不多的数据，采用数据缓冲区直接传输的方式，以保证信号刷新的实时性。

3、WinLC 组态及编程

用STEP 编程软件组态软PLC 主站和EM277 从站配置，并对主机编程。该程序主要是处理主站上的人机界面WinCC 与实时控制的从站PLC 之间的数据信息交换、报警事件的处理、三个调配系统从站之间的协调运行与互锁、原料系统从站与调配系统从站之间的运行协调、CIP 清洗系统从站与另外四个从站之间的协调运行和一些数据及状态的共享等等，图2 为WinLC 主机配置组态。

图2 WinLC 主机配置组态

4、上位机WinCC

组态用WinCC 组态软件设计友好的用户界面和监控画面，通过WinLC 主机，向Profibus-DP 上的EM277 从站(S7-200PLC)发送命令，同时读取从站PLC 的设备的运行状态、模拟量采样数据和报警信息等。根据这些实时数据，系统在屏幕上动态显示整个调配系统装置的运行情况，包括流量、罐内液位、温度、酸碱的电导和泵阀的开/关状态等。一旦发现故障报警信息，系统即显示明显的警示画面，通过WinLC主机向各从站PLC 发出停机命令，保存并记录下故障发生的时间、方位和原因等原始数据。程序还可以根据用户要求保存所需要的历史数据，定时、实时（如故障信息）或按操作键打印所需的数据和信息。图3 是用WinCC 组态软件设计的果蔬饮品调配系统的用户监控画面。

5、从站PLC 程序

用STEP7 Micro/WIN 软件设计从站PLC（S7-200 系列）程序。5 个从站中3个调配系统从站程序相同。由于采用Profibus-DP 总线结构，因此从站PLC 程序无须考虑与主站的通信问题，只需在已指定的输入/输出缓冲区中交换数据即可。同时，该从站PLC 还可以脱离主站而单独运行。因此从站有下列单独编程的程序：调配工作程序：该程序由辅料罐自动运行程序、调配罐自动运行程序、手动操作程序、初始化子程序、模拟量处理子程序、总线数据交换子程序和状态及故障检测程序等组成。
原料系统工作程序：该程序由热水系统自动运行程序、糖浆罐自动运行程序、果汁罐自动运行程序、手动操作程序、初始化子程序、模拟量处理子程序、总线数据交换子程序和状态及故障检测程序等组成。
CIP 清洗工作程序：该程序由清洗准备程序、“碱洗=>消毒水洗”程序、“酸洗=>消毒水洗”程序、“碱洗=>酸洗=>消毒水洗”程序、“消毒水洗”程序、手动操作程序、初始化子程序、模拟量处理子程序、总线数据交换子程序、状态及故障检测程序和PID 调节中断子程序等组成。
6、系统的灵活性和可靠性

系统的设计使从站PLC 具有较大的独立性，调配系统和CIP 清洗系统可以作为两个完全独立的系统互不依赖地运行。三个调配从站之间关系也是独立的。用户可以根据需要在总线上方便地增加或减少一个或数个调配从站，也可以将CIP 清洗系统用到其他设备的CIP 清洗中去。万一总线上主站或某个从站发生故障，其他从站还能工作。

7、系统功能的扩展

系统可以与其他应用程序连接，也可以实现数据共享。从站数量可以扩展，从站PLC 的模块亦可以根据要求扩展。甚至还可以扩展一些新的功能：如设计配方的功能，自动生成产品的配方，实现从配料、进料到调配、出料的全自动运行。

五、结束语

该系统是根据果蔬饮品调配工艺的特点，利用WinAC 可替代硬件作为主站这一特性，使用S7-200 系列的PLC 作为从站，采用Profibus 现场总线，配以功能强大的WinCC 作人机界面。该系统技术先进、设计合理、灵活靠、性价比高，便于推广和应用。

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