張 強

(宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 宜賓 644003)

0 引言

隨著工業(yè)自動化技術(shù)和水平的發(fā)展，物料自動化分揀監(jiān)控技術(shù)已成為現(xiàn)代企業(yè)柔性自動化生產(chǎn)線中非常重要的環(huán)節(jié)。目前企業(yè)中的自動化生產(chǎn)線分揀，特別是在中小企業(yè)，存在準確度不高、操作性不強、可視性差和生產(chǎn)效率低等缺點，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的要求。為此，本文設(shè)計了一種基于觸摸屏的自動化生產(chǎn)線分揀監(jiān)控系統(tǒng)控制方案，可有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可操作性，提升企業(yè)生產(chǎn)效率。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計

1.1 控制要求

本系統(tǒng)控制要求具體如下：①當傳感器檢測到下料處有物料，則對應(yīng)氣缸動作，將物料送到傳送帶上；②當傳感器檢測到金屬物料時，則對應(yīng)氣缸動作，將物料送到對應(yīng)料箱；③當傳感器檢測到塑料物料時，則對應(yīng)氣缸動作，將物料送到對應(yīng)料箱；④當傳感器檢測到其他物料時，則對應(yīng)氣缸動作，將不同顏色物料送到對應(yīng)料箱；⑤傳送帶可以根據(jù)物料多少通過變頻器實現(xiàn)調(diào)速；⑥分揀系統(tǒng)通過觸摸屏實現(xiàn)有效監(jiān)控。

1.2 系統(tǒng)框圖

自動化生產(chǎn)線分揀監(jiān)控系統(tǒng)主要由控制器(PLC)、觸摸屏(HMI)、變頻器、傳感器、限位開關(guān)、電磁閥和氣缸等組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。

圖1 自動化生產(chǎn)線分揀監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 PLC選型

SIMATIC S7-1200是西門子公司推出的基于TIA Portal的新一代控制器產(chǎn)品，具有模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，以及可擴展性強、靈活度高的特點。通過全集成自動化TIA Portal軟件平臺，可實現(xiàn)控制系統(tǒng)快速開發(fā)和調(diào)試，為各種工藝任務(wù)提供有效的自動化解決方案，滿足不同自動化系統(tǒng)控制需求。S7-1200是目前工業(yè)化自動控制產(chǎn)品PLC的典型代表。本系統(tǒng)選用CPU1214C DC/DC/DC作為系統(tǒng)控制器。

2.2 觸摸屏選型

本系統(tǒng)選用的HMI是西門子觸摸屏TP700。TP700是西門子公司生產(chǎn)的新一代7英寸精智面板，具有功能強、集成性和兼容性優(yōu)等特點，完全能夠滿足現(xiàn)場總線中復(fù)雜的交互式任務(wù)要求，其通過最高標準工業(yè)通信的通信接口(PROFINET)與PLC通信，實現(xiàn)全面的自動化解決方案。

3 系統(tǒng)程序設(shè)計

自動化生產(chǎn)線分揀監(jiān)控系統(tǒng)程序設(shè)計流程如圖2所示。圖2中，SA為金屬材料檢測傳感器，SB為塑料檢測傳感器，SC為顏色檢測傳感器。

圖2 自動化生產(chǎn)線分揀監(jiān)控系統(tǒng)程序設(shè)計流程

4 監(jiān)控組態(tài)

本系統(tǒng)通過TIA Portal軟件進行組態(tài)。TIA Portal基于全球工業(yè)自動化發(fā)展，幾乎適用于所有自動化任務(wù)，用戶能快速、直觀地開發(fā)和調(diào)試自動化系統(tǒng)，具有高效性、完整性和應(yīng)用性等特點。

(1) 在項目中，創(chuàng)建PLC項目，添加S7-1200的CPU、I/O等模塊，注意與PLC硬件型號一致，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)，S7-1200PLC組態(tài)如圖3所示。

圖3 S7-1200PLC組態(tài)

(2) 在項目中，創(chuàng)建HMI項目，添加TP700觸摸屏，注意與HMI硬件型號一致，并設(shè)置相關(guān)參數(shù)，TP700觸摸屏組態(tài)如圖4所示。

圖4 TP700觸摸屏組態(tài)

(3) 點擊“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”，分別組態(tài)S7-1200和TP700的通信參數(shù)，應(yīng)保證PLC的IP地址和觸摸屏IP地址在同一網(wǎng)段下，并建立通信連接，S7-1200與TP700通信連接組態(tài)如圖5所示。

圖5 S7-1200與TP700通信連接組態(tài)

(4) 在HMI變量表中創(chuàng)建HMI變量，系統(tǒng)HMI變量如圖6所示。

圖6 HMI變量

(5) 組態(tài)過程畫面。過程畫面主要有主畫面和監(jiān)控畫面，系統(tǒng)運行后首先進入主畫面，兩個畫面可相互切換，監(jiān)控畫面如圖7所示。

圖7 監(jiān)控畫面

5 結(jié)束語

本文介紹的自動化生產(chǎn)線分揀監(jiān)控系統(tǒng)方案使用TIA Portal 作為系統(tǒng)集成自動化軟件，控制器選用西門子S7-1200PLC，HMI選用TP700觸摸屏。系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試和實際運行，結(jié)果表明應(yīng)用該系統(tǒng)可有效提升自動化生產(chǎn)線分揀的準確性和可操作性，進一步提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。