[簡(jiǎn)介]該文詳細(xì)介紹了基于WINCC的SIMATICPH1網(wǎng)組態(tài)通訊及后期開(kāi)發(fā)應(yīng)用的策略、方案與實(shí)效，并結(jié)合江蘇省煙草企業(yè)技術(shù)改造的需要,應(yīng)用WINCC直接對(duì)原先老設(shè)備(S5系列)組網(wǎng)通訊(H1網(wǎng)),使其質(zhì)量監(jiān)控躍上一個(gè)新的臺(tái)階。


一、引言

隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程控制所需的監(jiān)視和控制的信息顯著增加，推廣應(yīng)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制技術(shù)及系統(tǒng)是提高企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平和產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要手段。這也是我國(guó)"十五"期間重點(diǎn)開(kāi)展工作的一個(gè)方面。

煙草行業(yè)通過(guò)八五、九五期間的高速發(fā)展，已成為一個(gè)自動(dòng)化程度相對(duì)較高的行業(yè)。僅就江蘇省煙草企業(yè)的煙絲制造車(chē)間來(lái)說(shuō)，所有生產(chǎn)線全部采用PLC自動(dòng)控制（其中Siemens的占有率高達(dá)90%以上）。但是，由于八五初期技術(shù)條件的限制，各廠的制絲線（已制作成三維動(dòng)畫(huà)，可現(xiàn)場(chǎng)播放）大多采用S5系列的PLC單機(jī)控制，未能聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控（除個(gè)別廠后加設(shè)了L1網(wǎng)）。為了使其質(zhì)量監(jiān)控躍上一個(gè)新的臺(tái)階，各廠都將在近二年內(nèi)全面更新PLC并直接組網(wǎng)。作為過(guò)渡時(shí)期的技術(shù)儲(chǔ)備和工廠技術(shù)人員的培訓(xùn)，以及作為國(guó)家高科技發(fā)展計(jì)劃((863計(jì)劃)質(zhì)量控制項(xiàng)目的試驗(yàn)工廠，作者在國(guó)家高科技發(fā)展計(jì)劃((863計(jì)劃)和淮陰卷煙廠的資助下，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了淮陰卷煙廠制絲車(chē)間H1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將現(xiàn)有制絲老設(shè)備（由S5控制）通過(guò)WINCC組成H1網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，以提高生產(chǎn)質(zhì)量。

二、系統(tǒng)需求

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，上層可與全廠的CIMS網(wǎng)絡(luò)通訊，下層可與制絲線上的設(shè)備控制單元連接，并具有擴(kuò)展功能。網(wǎng)絡(luò)通訊可靠，速度達(dá)10Mbit/秒以上。

網(wǎng)絡(luò)采用分布式控制結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)局部出現(xiàn)故障時(shí)，各下位機(jī)仍能正常工作。

功能上應(yīng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、集中監(jiān)視、故障報(bào)警和應(yīng)急處理等功能，可協(xié)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)線各設(shè)備正常工作。操作顯示界面友好，操作簡(jiǎn)便。

數(shù)據(jù)存貯安全可靠,具有實(shí)時(shí)更新、統(tǒng)計(jì)查詢(xún)和數(shù)據(jù)分析功能。

可為后期開(kāi)發(fā)的煙絲質(zhì)量控制專(zhuān)家系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口和歷史數(shù)據(jù)。
三、制絲線H1網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)
隨著控制技術(shù)從點(diǎn)到線，又從線到面的一步一步發(fā)展，PLC的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到迅速發(fā)展。SIEMENS公司在其SIMATICOS5U系列的可編程控制器上開(kāi)發(fā)了多種不同等級(jí)的通信功能，以實(shí)現(xiàn)與智能外設(shè)或可編程控制器等產(chǎn)品的通信,乃至形成由可編程控制器構(gòu)成的工業(yè)控制局部網(wǎng)絡(luò)。


本項(xiàng)目采用H1總線網(wǎng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。系統(tǒng)主要由三部分組成：A.分散的過(guò)程控制部分,它們由具體設(shè)備與測(cè)量控制儀器以及PLC等控制器組成，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，它們可以自行正常運(yùn)行；B.集中的段控和總控部分，它們通過(guò)H1網(wǎng)將若干條生產(chǎn)線或車(chē)間的全部設(shè)備連為一體，以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控和故障報(bào)警。C.質(zhì)量管理與通訊部分，它們由后期開(kāi)發(fā)的質(zhì)量監(jiān)控軟件與通訊模塊組成，以實(shí)現(xiàn)與全廠的CIMS網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃分配與產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、遠(yuǎn)程煙絲質(zhì)量的控制、香煙配方專(zhuān)家系統(tǒng)的遠(yuǎn)程指導(dǎo)等。（系統(tǒng)框架見(jiàn)圖2）


選擇H1總線網(wǎng)的主要理由如下:

隨著工業(yè)上發(fā)展的需要，原有的SINECJL1局部網(wǎng)的傳輸速度已不能適應(yīng)需要。SINECPH1網(wǎng)采用以太網(wǎng)通訊，傳輸速率達(dá)10M位/秒。H1網(wǎng)為過(guò)程自動(dòng)化提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的通信工具，除了可與SIMATICJS5系列可編程控制器相連外，還能與SICOMP（自動(dòng)控制用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）、SINUMERIC（數(shù)控系統(tǒng)）和SIROTEC（機(jī)器人）等自動(dòng)化系統(tǒng)連網(wǎng)通信，兼容PC機(jī)和系其它系統(tǒng)也能借助接口組件與SINEC H1連接。

與傳統(tǒng)星形結(jié)構(gòu)相比，總線型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體現(xiàn)了很大的優(yōu)越性，特別是在連接大而復(fù)雜的通信系統(tǒng)時(shí)，更具有以下特點(diǎn)：A.低成本電纜,系統(tǒng)中各站點(diǎn)之間通信僅使用一條公共數(shù)據(jù)總線即可。B.易擴(kuò)展，要擴(kuò)展站點(diǎn)不需要增加硬件接口就可以掛到總線網(wǎng)。C.站點(diǎn)間通信自由，在總線網(wǎng)系統(tǒng)中，站點(diǎn)之間可以相互自由通信。
四、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
SIEMENS公司的WINCC是一個(gè)較為實(shí)用且與SIMATIC產(chǎn)品無(wú)縫連接的組態(tài)軟件，其界面友好，功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)控制界面設(shè)計(jì)、硬件組態(tài)、標(biāo)簽歸檔、報(bào)警歸檔、打印歸檔與用戶管理。作者選用WINCC作為組態(tài)軟件，在調(diào)試過(guò)程中解決了S5－115U系列PLC用WINCC組態(tài)的特殊性，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的功能。實(shí)現(xiàn)的主要系統(tǒng)功能圖片見(jiàn)圖3。


五、小結(jié)

從上述介紹可以看出，應(yīng)用WINCC可以直接對(duì)原先老設(shè)備(S5系列)組網(wǎng)通訊(H1網(wǎng)),并為二次開(kāi)發(fā)留有接口，使其質(zhì)量監(jiān)控躍上一個(gè)新的臺(tái)階。