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| 基于VB與PLC的工業(yè)數(shù)據(jù)配料系統(tǒng) | 2020-01-15 |
| 摘要：針對現(xiàn)代工業(yè)行業(yè)廣泛應(yīng)用的稱重配料系統(tǒng)管理問題，提出了一種新的自動配料系統(tǒng)開發(fā)模式，采用Mi¬crosoft公司的高級計算機語言VB6.0與常用數(shù)據(jù)庫自動配料系統(tǒng)Access2000開發(fā)稱重數(shù)據(jù)配料系統(tǒng)，結(jié)合SI-EMENS公司工業(yè)控制器PLC,通過計算機COM口串行通信方式組成工業(yè)控制自動配料系統(tǒng)。該自動配料系統(tǒng)在計算機上不僅可實現(xiàn)稱重數(shù)值的記錄、保存、查詢和歸檔等管理功能，還可以進行工業(yè)工藝流程控制。本文重點介紹VB數(shù)據(jù)庫程序及VB與PLC通信程序的開發(fā)過程。 對于自動化生產(chǎn)線中的自動稱重配料系統(tǒng)或者單臺自動稱重設(shè)備，傳的自動配料系統(tǒng)控制方法為PLC與RS485口直接通訊或者采用模擬量輸入、輸出模塊組態(tài)自動配料系統(tǒng)，這樣的自動配料系統(tǒng)不僅成本高，而且編程調(diào)試比較復(fù)雜，人機交互界面較差。基于此問題，我們開發(fā)了一種經(jīng)濟型自動稱重配料系統(tǒng)，主要控制界面由面向?qū)ο蟾呒壵Z言VB6.0與數(shù)據(jù)庫自動配料系統(tǒng)Access2000開發(fā)完成，而工業(yè)控制器PLC執(zhí)行生產(chǎn)工藝控制，VB程序可編譯成獨立執(zhí)行EXE文件或者SETUP安裝文件，便于使用和移植。為了便于介紹，本文以單臺稱重設(shè)備為例介紹該自動配料系統(tǒng)的開發(fā)方法。 1自動配料系統(tǒng)主要任務(wù)及構(gòu)成 1.1自動配料系統(tǒng)主要任務(wù) 當(dāng)設(shè)備接收到需執(zhí)行稱重任務(wù)信號時，稱重裝置開始執(zhí)行稱重動作，稱重信息通過數(shù)據(jù)采集卡或者計算機COM1口被接收，然后通過VB程序?qū)⒃摂?shù)值寫入用戶預(yù)定義的數(shù)據(jù)庫中，程序可以將該數(shù)據(jù)自動添加到數(shù)據(jù)庫中去，數(shù)據(jù)庫可提供添加、查找、刪除和打印等管理功能，方便用戶操作管理數(shù)據(jù)。 1.2自動配料系統(tǒng)構(gòu)成 稱重通訊及配料系統(tǒng)由稱重機械自動配料系統(tǒng)和控制及配料系統(tǒng)組成。稱重機械自動配料系統(tǒng)主要由支撐架、升降氣缸、電子稱和稱臺支架等組成；控制及配料系統(tǒng)主要由工業(yè)計算機、PLC、電子稱重傳感器和中間繼電器等組成，軟件自動配料系統(tǒng)釆用Microsoft公司的VB6.0和Access2000,SIEMENS公司的STEP7V5.4。如果存在多臺電子稱，可通過網(wǎng)絡(luò)集線器組建EN-THERNET進行485通信網(wǎng)絡(luò)擴展，本文以單臺電子稱232通信方式為例介紹自動配料系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，如圖1所示。 工作控制計算機 圖1控制自動配料系統(tǒng)構(gòu)成原理圖 .2VB程序開發(fā) 經(jīng)濟型電子稱的數(shù)據(jù)傳輸主要是串口通信，即電子稱的輸出信號可以通過RS232口輸出，該通信協(xié)議正匹配工業(yè)計算機的COM口，對于獲取COM通信處理，我們使用VB中成熟的非標(biāo)準(zhǔn)控件MSComm,它具有事件驅(qū)動和査詢2種通信方式。由于需要在程序事件發(fā)生時主控程序會被告知，因此采用事件驅(qū)動的通信處理方法，對該控件對象的部分屬性依據(jù)電子稱的實際通訊需求進行賦值處理,就可以實現(xiàn)計算機與電子稱的通訊連接。程序操作界面簡單設(shè)置為登陸窗口，主要控制窗口及報表打印窗口，依據(jù)實際需要可進行窗口擴展。 為此,設(shè)計串口通信程序，MSComm通信程序舉例說明如下： PrivateSubForm_Load()，在窗體加載事件中執(zhí)行如下代碼 WithMSComml .CommP°rt=l，設(shè)置串行口為COM1 .Settings="1200,n,7,1”，設(shè)置波特率為1200,無奇偶校驗，7位數(shù)據(jù)位，1位停止位 .InputMode—comlnputModeText'設(shè)置數(shù)據(jù)接收為字符串方式 .InputLen=0，讀取緩沖區(qū)的所有內(nèi)容 .RThreshold-1'每接收到1個字節(jié)就觸發(fā)一次On-Comm事件 .PortOpen=True,打開串口 EndWith 3Access2000數(shù)據(jù)庫開發(fā) 3.1數(shù)據(jù)庫功能與技術(shù)要求 數(shù)據(jù)庫自動配料系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加、刪除、査找和顯示等功能，數(shù)據(jù)表字段顯示日期時間、型號和質(zhì)量等信息。數(shù)據(jù)庫軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。 3.2數(shù)據(jù)庫開發(fā)過程 首先要在Access中創(chuàng)建一個新的數(shù)據(jù)庫，命名為“BB”(可任意命名)，然后創(chuàng)建ODBC數(shù)據(jù)源，打開“ODBC數(shù)據(jù)源管理器”，單擊“添加按鈕”，在彈出的對話框中選擇MicrosoftAccessDriver(*.mdb),單擊“完成”按鈕，接下來設(shè)置數(shù)據(jù)源名為“AB”,選擇數(shù)據(jù)源鏈接的數(shù)據(jù)庫，單擊“確定"按鈕就完成了創(chuàng)建。 在VB程序中，用ActiveX數(shù)據(jù)對象(簡稱ADO控件)鏈接數(shù)據(jù)庫。ADO技術(shù)是Mircrosoft公司開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序面向?qū)ο蟮男陆涌?，ADO技術(shù)可以訪問包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的所有文件自動配料系統(tǒng)，使應(yīng)用程序具有較好的靈活性和通用性，ADO中最主要的3個對象是Con¬nectionCommand和RecordsetoConnection對象主要用于設(shè)置訪問數(shù)據(jù)源所需的鏈接;Command對象主要用于設(shè)置訪問數(shù)據(jù)源所需的命令；Recordset對象主要用來存放從結(jié)果中取回的記錄，它可以瀏覽記錄，增加、修改、刪除記錄,并可將已經(jīng)修改的記錄回傳給數(shù)據(jù)源。采用使用代碼的方法來實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的鏈接。在窗體的FORMLOAD事件中輸入如下主要代碼。 當(dāng)VB程序成功接收到稱重數(shù)據(jù)時，可自動寫入用戶的數(shù)據(jù)庫中，用戶也可以在數(shù)據(jù)處理使用后再寫入數(shù)據(jù)庫中。 4PLC程序開發(fā) PLC程序開發(fā)應(yīng)以實際工藝流程和工藝技術(shù)指標(biāo)為條件,簡單介紹一種自動稱重工藝流程。當(dāng)PLC接收到稱重裝置執(zhí)行信號時，稱重氣缸升起,電子稱執(zhí)行稱重，數(shù)據(jù)傳送，稱重完畢，稱重氣缸下降，等待下一次稱量。此外PLC程序開發(fā)簡單，讀者可自行開發(fā)設(shè)計，還可以根據(jù)生產(chǎn)實際需要開發(fā)HMI界面等功能。 5VR程序與PLC程序的關(guān)聯(lián)實現(xiàn) 5.1VB與PLC獨立控制 如果稱重配料系統(tǒng)是開環(huán)控制類型，則VB程序只需記錄數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中即可，無須反饋給PLC指令。也就是說VB和PLC控制是分別獨立的控制自動配料系統(tǒng)，各行其責(zé)，它們之間無須進行通信處理。 5.2VB與PLC聯(lián)合控制 如果稱重配料系統(tǒng)是閉環(huán)控制類型，則VB成功接收數(shù)據(jù)后需要向PLC發(fā)送指令，以驅(qū)動PLC內(nèi)部程序，此時需要上位機PC與下位機PLC實現(xiàn)通信連接。繼續(xù)使用前文介紹過的MSComm控件來實現(xiàn)VB與PLC的通信。計算機與西門子PLC進行通信時必須遵守西門子PLC300的PPI(PointtoPoint)協(xié)議,該通訊協(xié)議采用主從式的通訊方式，一次讀寫操作的步驟為： 1)PLC設(shè)備要求發(fā)送數(shù)據(jù)時，計算機會發(fā)送一組帶有前導(dǎo)碼的字符串。在前導(dǎo)碼之后便是站號，站號之后便是要設(shè)備解讀的命令或數(shù)據(jù)； 2)當(dāng)PLC設(shè)備收到要求字符串并經(jīng)過判讀確定后，便會送出計算機所要求的數(shù)據(jù)。同時,數(shù)據(jù)被送出時會在數(shù)據(jù)之前加上前導(dǎo)碼與站號，計算機也以此前號碼與站號辨別數(shù)據(jù)來自何處； 3)計算機端收到設(shè)備發(fā)送回來的字符串即進行解讀檢査的操作。當(dāng)檢查完成后，便再送出一個確定的字符串給設(shè)備，用以說明計算機端已成功接收到字符串；而若發(fā)送失敗，計算機也會在所送的字符串中要求設(shè)備重新發(fā)送數(shù)據(jù)。 通過以上步驟我們可以看出，計算機和PLC通過收發(fā)2次數(shù)據(jù)，才完成1次數(shù)據(jù)的讀寫。數(shù)據(jù)通信字符串流動情況如圖3所示。 庫配料系統(tǒng)與PLC控制自動配料系統(tǒng)相組合，方便地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)通訊功能和生產(chǎn)工藝要求。這種稱重配料系統(tǒng)具有開發(fā)成本低廉、難度低和可操作性強的特點。通過實際生產(chǎn)表明，該自動配料系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，并且可以根據(jù)實際需求進行程序升級和功能擴展，因此該自動配料系統(tǒng)模式適用于多種形式的稱重場合，值得推廣應(yīng)用。 | |
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