基于PROFIBUS总线的涡轮增压器生产线数据采集系统的设计

数大于4的条码放到相应的DB块中。

3.4 从站(Slave A，B)

从站A包括2个EM277带CPU226和1个IM153-2带CP340。CPU226主要完成生产数据的采集并监制专机检测设备的运行;CP340从条码枪读入条码。

从站B包括12个西门子TP270-10触摸屏。为数据采集、数据存入、下线处理和故障消息组态友好的人机交互界面，尽可能减少操作人员的软故障,及时向操作工反映通讯故障。

4 软件组态

STEP7组态：网络配置分为软件配置和硬件配置两部分,软件部分通过STEP7编程软件对S7-400 CPU412-2DP进行配置包括通讯速率,子站数量及站地址等。当软件配置完成后,各接入的监控信号在CPU中的对应地址将会自动生成。硬件配置主要是将ET200M子站的接口模块IM153-2上的地址拨码开关设置成与软件设置相同。因为是用CP340做从站读入条码枪的条码,因此CP340必须选择ASCII协议,还必须对此协议的起始终止位和奇偶较验等参数进行设置，并对CP340进行驱动程序下载。硬件组态如图2所示。

图2 硬件组态

在目前绝大多数的应用中，WinCC和PROTOOL都是作为生产过程的监控系统，完成数据记录并生成历史曲线，组态监控界面，生成报警信息等，而不参与生产过程的管理和数据的处理。但实际上，企业除了关心生产过程中的实时信息外，更希望能将这些信息有机的存储起来，在日后的产品追溯和产品研发中发挥更大的作用，本项目正好体现了这一点。

WinCC组态：这是整个系统的关键之一。本系统所有人机交互的信息都由WinCC来处理，包括：生产任务的下达、工艺参数的下达、生产任务的结束、数据存入、下线和数据覆盖等操作，这些都与整个生产过程紧密相关。WinCC自带的变量记录能够周期地记录每个标签实时数据，并将这些数据存放在各自的标签数据表内，各个标签对应的数据表是相对独立的;而项目要求将与一个产品相关的所有数据存放在一个产品数据表内，而且只需要测量点的数据，显然变量记录这个功能不能满足这个要求。但WinCC提供的全局脚本为我们提供了实现的工具。通过编写动作脚本直接与产品数据库进行数据交流，可将一组相关数据存入到产品数据表里。动作模块里的脚本是定时执行的，每段脚本都有各自的定时器。如果用时钟定时器作为触发脚本的定时器，则数据库里数据永远是当前的数据，而不是检测点的数据。在这里我们采用变量定时器来模仿按钮点击事件，即使用二进制变量，在变量变化且在上升沿时(变量=1)时执行脚本，同时在脚本结束时将该变量复位;这个变量的置位分散在各个触膜屏上。采集数据的存入动作程序流程图如图3所示。

图3 存入动作的程序流程图

PROTOOL组态：触摸屏TP270-10是与操作工人直接交互的人机界面，所有指令都由触摸屏发送，它与DP网络是通过DP接口相连的。考虑到数据存贮的复杂性，将人机界面分为五个界面：存入界面、托盘确认界面、覆盖界面、下线处理界面和通信故障显界面。存入界面：主界面，以高亮度的方式显示托盘号和正在执行的操作，主要包括生产任务、工艺参数、检测状态、检测数据和检测结果等信息，还包括存入和下线等指令的发送;托盘确认界面：存入界面中有30个托盘号，为了防止操作工人在长期疲劳工作的情况下错选托盘，而导致其它增压器的产品信息丢失同时自己的产品信息也不完整，托盘确认界面显十分得重要;覆盖界面：受到产品构造的影响，同一个产品可能在同一工位不同相对位置检测的数据不一致而导致数据重复存入—覆盖;下线处理界面：当专机检测设备检测的数据不合格时，将该产品作下线处理，同时删除数据库中对应的记录;通信故障界面：显示上电后，各个数据采集点的通信状况，当有通信的故障时，触摸屏将以系统消息的方式通知操作工人。整机泄漏工位的主界面如图4所示。

图4 整机泄漏

LED显示系统：通过串口与数据服务器相连，以四种实时统计方式统计产品产量，包括：本月统计、本周统计、本日统计和工单统计;同时可以自定义显示信息。

5 系统特点

* 通过开放式互联,实现了从生产执行系统(MES)和企业资源规划 (ERP)的完全集成自动化(TIA)，对IT开放(OPC,ActivX,COM/DCOM,ODBC/SQL,API)

* 在多功能平台上实现可视化(protool/pro)

* 模块化,使系统具有前瞻性和可扩展性

* 分步式智能I/O

* 统一集成的数据库,易于实现对数据的维护和备份

* 基于对生产全过程的集中操作和监控.

6 结束语

该系统至今已经在现场稳定、可靠地运行了半年，极大地提高了劳动生产率，有效地解决了生产中的很多问题，如减少了生产过程中的突发故障，缩短了生产准备时间和抢修时间，减少了工人的劳动强度，同时为研发工作人员的研发工作