利用软件PLC实现的柔性化控制系统

窦强，张驰

（大连豪森瑞德设备制造有限公司，辽宁 大连 116000）

工艺装备

利用软件PLC实现的柔性化控制系统

窦强，张驰

（大连豪森瑞德设备制造有限公司，辽宁 大连 116000）

软件PLC(SoftPLC，也称为软逻辑SoftLogic)是一种基于PC机开发结构的控制系统，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点，利用软件技术可以将标准的工业PC转换成全功能的PLC过程控制器。其中WinAC是西门子最新推出的基于PC的工业自动化控制系统兼具PC强大的计算功能数据处理能力和PLC逻辑测控与运行可靠性特点的软件PLC产品。文章介绍了软件PLC在宝马汽车发动机自动装配线系统的应用。

WinAC；柔性化；标准化；PC

CLC NO.:U463.6Document Code:BArticle ID:1671-7988 (2017)06-54-03

引言

WinAC是基于标准的Windows操作平台下的PLC控制器，梯形图编程，因此有独立而严格的时序。控制特别满足对于、精确、复杂计算及严格时间要求的控制任务。WinAC支持标准的WindowsNT下的OPC、ActiveX和DCOM技术。控制和通讯内核与标准的 WindowsNT任务的通讯由其内置的代理服务器完成，因此相比普通的PLC控制器功能更强。

1、控制系统架构

案例中应用的 PC是西门子的 PC677，操作系统是Windows 7 Professional的最新版本。软PLC-＞ WinAC RTX 2010 或者WinAC RTX-F 2010被安装在PC677里，使用的是PROFINET总线，在内部安装CP1616去支持总线。带选项ProAgent的WinCCflexible 2008作为现实系统。PDIAG和ProAgent被分别安装在Step7 和WinCCflex来实现错误诊断功能。

系统最多可以控制6个BST工位，每个BST工位是独立的模块范围。每个工位带着一个PC477做为显示功能。

图1

2、控制系统特点

A、控制系统以功能为划分，将各个功能形成模块化，在控制过程中可对需要的功能去配置，从而是系统具有高度模块化和柔性化；

B、系统的程序目前使用的是B3X标准，是以西门子的Step 7为基础，其中包含（LAD、STL、SCL、Graph、PDIAG、OPC、WINCC Flex、PROAGEN、WINAC RTX、VBA等工具）这些通用主流工具，这些工具能使Step 7去实现功能更合理，更可靠，更方便。SCL 这种语言在机构上类似VB语言，这样能实现一些复杂的功能，例如数据库查询、动态料架等，实现起来比STL更加方便、快捷。Graph 是一个类似于流程图的编程语言，是机床的动作流程更直观、便捷，通俗易懂。PDIAG (PLC 侧)和PROAGEN (WINCC 侧)组合起来，实现机床报警以及动作流程等功能，这样使标准更加统一，报警内容统一，不发生遗漏。VBA 集成在WINCC Flex里，这样可以使WINCC Flex 更加灵活的去与PLC进行信号交互，在WINCC Flex可以进行简单的运算，减轻了PLC侧的负担。

3、程序模块的范围

通用的范围：

001 – 199: Diagnostics 诊断

200 – 246: 通讯模块

247 – 299: 视觉以及特殊的镜像

300 – 399: 基本模块，包括报警、操作模式、基本功能

400 - 499: IPS-C/IPS-T/IPM

500 – 699: 不同功能的标准模块 (马达，料架，气缸，P2L，扫描枪等.)

700 – 799: 西门子标准模块

800 – 899: 特殊模块

BST 相关范围：（= BST NO. *1000），也就是说BST1的范围是1000-1999；BST2的范围是2000-2999；以此类推。BST根据以下原则：

x000 – x099: 视觉以及特殊的镜像和标准功能块

x100 – x899: 标准的进程和功能块

x999: 特殊功能-＞ 所有的特殊功能都在这里被调用。

4、PDiag编辑动作模块

PDiag的调整行如下图。

图2

编辑PDIAG/PROAGENT。

图3

5、GRAPH

所有自动、半自动机床，使用GRAPH编辑整个机床的动作循环，这样使动作编辑更加简单方便，这里关于GRAPH就不赘述了。

图4

6、HMI 界面简介

系统PC界面最大的特点是：标准化程度高，工艺更改操作简单，可视化强。在系统中，多种功能是可以配置的，例如工位读写头，放行按钮，扫描枪，挡料器等等大量内容都是可以配置的。

1）工位激活画面

图5

这个可以通过HMI的按钮来激活不同的功能，同时也可以激活屏蔽每个工位，更改工位号等都是通过界面实现的。这样操作方便快捷。2）工位配置画面

图6

这个界面可以激活，挡料、预挡料、读写头、放行按钮、扫描枪、料架等主要的工位功能。更改这些而不需要编程，只需要高级用户登录，点下按钮即可。

7、结语

目前，在欧美等西方国家都把软件PLC作为一个重点对象进行研究，使用软件PLC进行设备控制，PC和HMI可以共用，节省设备空间和硬件成本，可以提升控制程序的数据处理能力、方便进行存储，使设备控制与数据处理可以无缝衔接，减少中间通讯环节，大大提升设备运行效能。

[1] WinAC使用手册.SIEMENS.

[2] WinCC使用手册.SIEMENS.

[3] Windows Automation Center WinAC Time Synchronization.2010.

[4] Windows Automation Center RTX.2010.

Flexible control system realized by software PLC

Dou Qiang, Zhang Chi
( Dalian howson rhett equipment manufacturing co., LTD., Liaoning Dalian 116000 )

The software of PLC (SoftPLC, also known as soft SoftLogic) is a kind of control system structure based on PC, it has the characteristics of hard PLC in function, reliability, speed, troubleshooting and other aspects of the use of software technology can be a standard industrial PC conversion function of the PLC process controller. Which WinAC is SIEMENS's latest PC based industrial automation control system with PC powerful computing capabilities data processing capabilities and PLC logic measurement and control and operational reliability characteristics of software PLC products. This paper introduces the application of software PLC in BMW auto assembly line system.

WinAC; Flexible; Standardization; PC

U463.6

B

1671-7988 (2017)06-54-03

窦强，就职于大连豪森瑞德设备制造有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.016