關(guān)于物料監(jiān)控的INTERBUS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
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隨著物流管理技術(shù)的迅猛發(fā)展，物流管理理念很快進(jìn)入汽車制造行業(yè)。對于一個汽車制造企業(yè)如何高效而有序地組織各個生產(chǎn)車間，各工位材料并及時送到指定地點十分重要。近年來國際上流行的汽車生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)就是專門用于現(xiàn)代化生產(chǎn)現(xiàn)場對流量、物料、質(zhì)量、設(shè)備測量和監(jiān)控的信息系統(tǒng)，是一個柔性的自動化控制管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以使物流通暢及時，實現(xiàn)倉庫最小庫存，而且可以使管理者及時了解整個企業(yè)的生產(chǎn)和物流狀況，從而為企業(yè)管理層決策提供依據(jù)。
汽車生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)要求信息傳輸和控制系統(tǒng)具有反應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好、可擴(kuò)充性強、可維護(hù)性好等功能，采用INTERBUS現(xiàn)場總線技術(shù)能滿足以上要求。INTERBUS現(xiàn)場總線是德國Phoenix Contact公司1990年推出，主要應(yīng)用于汽車行業(yè)、煙草行業(yè)、過程自動化等行業(yè)。IN―TERBUS總線是面向I／O的國際標(biāo)準(zhǔn)總線，其恒定的2M的傳輸速率，集總幀的數(shù)據(jù)傳輸方式，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，使得控制系統(tǒng)與現(xiàn)場I／O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換具有很高的實時性，是國際上公認(rèn)的高速總線。INTERBUS具有強大的總線組態(tài)、監(jiān)控、故障診斷功能，所以INTERBUS總線控制系統(tǒng)具有良好的維護(hù)性和極高的可靠性。因此，INTERBUS總線在汽車生產(chǎn)物流系統(tǒng)中有獨特的優(yōu)勢和吸引力。
2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
控制系統(tǒng)硬件由管理層、控制層和現(xiàn)場層3部分組成。管理層為一工控機（上位機），作為人機界面，工控機通過組態(tài)王軟件與控制層交換數(shù)據(jù)?？刂茖佑蒔HOENIX CONTACT公司的現(xiàn)場總線控制板IBS ISA FC／I―T構(gòu)成，它直接插在工控機主板的ISA插槽上，可以實現(xiàn)對設(shè)備層進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、程序控制以及與管理層進(jìn)行信息交換。現(xiàn)場層由呼叫應(yīng)答系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)組成。呼叫應(yīng)答系統(tǒng)采用PHOENIX CONTACT公司的總線耦合器BK模塊IBS IL 24BK―T／U、數(shù)字輸入輸出DIO模塊IBIL 24 DO 16和IB IL 24 DI 16、串行通信模塊IBIL RS232、現(xiàn)場FLS模塊FLS IB M12 DIO 8／8M12和按鈕組成；顯示系統(tǒng)由LED顯示屏、燈箱構(gòu)成。整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。根據(jù)IN_TERBUS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，除了總線控制板上有集中診斷顯示外，每個分散在系統(tǒng)中的模塊上也有相應(yīng)的系統(tǒng)運行狀況的顯示，通過診斷顯示的內(nèi)容，操作人員不借助于任何其它的工具就可得到INTERBUS系統(tǒng)的狀態(tài)。因此，整個INTERBUS總線系統(tǒng)具有良好的系統(tǒng)維護(hù)性。
3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
控制系統(tǒng)編程軟件采用符合IEC1131―3標(biāo)準(zhǔn)的PCWORX軟件，包括組態(tài)軟件SYSTEM WORX，編程軟件PROGAM WORX?？刂瞥绦虿捎脤哟问浇Y(jié)構(gòu)和模塊化編程思想，下層模塊被上層模塊調(diào)用，通過設(shè)計每層的基本功能模塊，在最高層實現(xiàn)控制、串行通信和在線診斷功能。下面介紹通信模塊、主控功能模塊和在線診斷模塊。
3．1 通信模塊
通信模塊采用PCWORX提供的結(jié)構(gòu)文本語言編程，負(fù)責(zé)向外圍設(shè)備顯示屏發(fā)送信息。通信模塊主要調(diào)用了PCWORX提供的外圍設(shè)備通訊功能塊：PCP_CONNECT（通信連接）、PCP_WRITE（輸出到外圍設(shè)備）和STRING_TO_BUF（字符串傳輸?shù)骄彌_區(qū)）。由于向外圍設(shè)備發(fā)送的信息比較長，需要顯示的字符串加上開頭的識別碼共50個字節(jié)，為防止后面的數(shù)據(jù)覆蓋前面的數(shù)據(jù)，保證發(fā)送數(shù)據(jù)的可靠性，我們調(diào)用了PC_WORX提供的STRING_TO_BUF功能塊，先將識別碼和將要顯示的字符串依次寫入一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，組合成一條50個字節(jié)的字符串，再調(diào)用PCP_WRITE功能塊將信息發(fā)送到外圍設(shè)備。部分程序代碼如下：
（*R_TRIG*）
R_TRIG_1（CLK：＝IN_ON）；
QR：＝R_TRIG_1.Q；
（*STRING_TO_BUF*）
3．2 主控功能模塊
主控功能模塊采用梯形圖編程，使用PC_WORX內(nèi)部功能模塊TON（延時導(dǎo)通模塊），R_TRIG（上升沿觸發(fā)模塊），F(xiàn)_TRIG（下降沿觸發(fā)模塊），GE（比較模塊），CTU（計數(shù)模塊）。AND和OR實現(xiàn)如下功能：根據(jù)生產(chǎn)要求，當(dāng)生產(chǎn)線上需要投送某物料時，生產(chǎn)工人按下對應(yīng)工位上的控制按鈕，總線控制器根據(jù)接收的過程數(shù)據(jù)信息，通過一種基于INTERBUS現(xiàn)場總線的通信模塊，發(fā)送該物料的名稱、工位號、數(shù)量等信息到LED大屏幕顯示屏，同時啟動音樂鈴聲并點亮工位和燈箱上對應(yīng)該物料的指示燈。倉庫工作人員得到信息后，按下燈箱指示燈下面對應(yīng)的按鈕應(yīng)答，則燈箱上對應(yīng)該物料的指示燈熄滅，表示信息確認(rèn)已開始投料?？偩€控制器根據(jù)確認(rèn)的信息，將工位按鈕上方的指示燈由常亮轉(zhuǎn)為閃亮狀態(tài)，表示該物料正在投送中。當(dāng)物料到達(dá)呼叫的工位后，操作人員恢復(fù)按鈕斷開狀態(tài)，指示燈熄滅，表示該物料配送過程結(jié)束。
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