基于制丝车间工控平台LED屏控制系统的设计

基于制丝车间工控平台 LED屏控制系统的设计

黄鸿远，韦 波，赵晓雷，韩庆民，覃梁谊，何清 ，邓立强

广西中烟工业有限责任公司柳州卷烟厂，广西 柳州， 545005

【摘　要】针对制丝车间生产现场LED屏分布范围广以至于不便控制的缺陷问题，设计了一套基于制丝车间工控平台LED屏控制系统。目前，制丝线的过程控制基本上采用中央控制系统进行集中控制，该LED屏控制系统基于制丝车间中央控制系统，对现场的LED屏集中控制。该系统的设计实施大大降低了操作人员的劳动强度，也提高了生产信息可视化的效率。

【关键词】LED屏；控制系统；IFIX；工控平台；SIMATIC S7-1500；IGS

1 引 言

LED屏在制丝车间中应用分布范围广，其中在叶片段、梗段、掺配间和储丝房等11处安装LED屏，LED屏在车间中主要用途是：显示当前该工段工位物料的生产批次、牌号和生产物料储存时间等，给操作人员更直观了解当前的生产信息。而目前制丝LED屏不能远程集中控制，必须到现场打开主电柜，合断电柜内的空开操作，每次给LED屏上电，消耗时间和人力，给人工操作带来不便。为此，针对出现的问题，设计了一套基于制丝车间工控平台LED屏控制系统。

目前，制丝车间工控平台是采用上位监控软件IFIX5.9与SIMATIC S7-1500 PLC进行通讯的方式，两者通过第三方IGS驱动客服端建立新的驱动纽带，采用工业以太网环网的网络模式把生产现场各个生产工段的PLC连接，而IGS客户端从以太网环网下的各个工段下位PLC中读取存储数据及控制设备。介于此工控平台制丝车间LED屏集中控制的方法可行。

2 通讯理论简介

IFIX是GE FANUC 自动化软件产品家族中的HMI/SCADA最重要的自动化监控组态软件，IFIX的SCADA部分提供了监视管理和报警功能，能实现数据的绝对集成和实现真正的分布式网络结构。IFIX的HMI部分是监视控制生产过程的窗口，为操作人员提供熟悉的画面。IFIX被广泛应用于各个生产制造行业。

SIMATIC S7-1500 PLC是西门子PLC系列的创新产品，它在性价比，运行能力，通讯功能，扩展性能 ，响应速度，显示功能等方面，相比西门子PLCS7-300系列，西门子PLC S7-400系列都有了大幅提升,从而为用户在自动化控制系统的配置中提供了更加优秀的解决方案。同时也提供了更为完善的自动化控制系统解决方案 。

IGS作为一款服务器应用在客户端的软件，实现工业设备与系统数据之间的精准通讯，其灵活设置和快速响应的特点，可满足大部分设备的通讯要求。

3 基于制丝车间工控平台LED屏控制系统的设计

3.1 底层控制硬件设计

本系统底层硬件控制是基于SIMATIC S7-1500 PLC对接触器的控制，实现对LED屏电源供电通断控制，具体控制原理如下图：

图1 LED屏电源通断控制原理图

3.2 LED屏控制系统底层控制程序设计

LED屏控制系统底层控制程序使用TIA Portal V15软件对相应工位的PLC进行程序修改，PLC输出模块控制接触器线圈的吸合，如下图：

图2 LED屏底层控制程序图

3.3 LED屏控制系统基于底层网络结构

LED屏控制系统基于现场环形拓扑底层网络控制结构，把现场生产工位叶片段、梗段、掺配间和储丝房等11处LED屏进行连接，利用光纤作为通信介质，将大大提高网络的速度和加强抗干扰的能力，网络结构图如下：

图3 LED屏控制系统现场的网络结构

3.4 IGS服务器建立的通讯驱动

IGS服务器读取下位机PLC数据，通过指定IP地址为下位机PLC和上位机IFIX建立通讯通道，每个通道都设定了连接方式，IGS服务器为制丝生产现场各个工位PLC与上位建立了通讯通道，便于各工位数据的传输监控，为LED屏控制系统提供数据通讯驱动，如下图：

图4 生产现场IGS通讯驱动

3.5 IFIX上位机建立数据库

在IFIX5.9数据管理器与IGS通讯驱动建立链接标签，选择驱动的I/O驱动器IGS Industrial Gateway Server 7.62及PLC中的I/O地址，为便于记忆不同的工位的LED屏控制以本工位的PLC数据块的开头命名（例：ZS402），具体如下图：

图5 IFIX数据库驱动

3.6 LED屏在IFIX上位机控制画面的建立

在上位机IFIX5.9中控监控画面中，新增加LED屏控制系统的监控界面，便于在一个监控屏幕中实现多地LED屏的控制，同时要对每个工位LED屏控制动画画面编辑，数据源要和IGS驱动中的标签名一一对应，如下图：

图6 LED屏在IFIX中的监控画面

4 系统应用的效果验证

为了验证LED屏控制系统设计的可靠性， 对现场每个工位的LED屏进行开关测试，系统的测试效果能准确开关每个工位的LED屏，准确度达到了100%。

5 结语

本论文讲述的制丝车间LED屏控制系统设计过程，系统的设计是基于制丝车间工控平台，该系统的设计实施大大降低了操作人员的劳动强度，实现了生产现场LED显示屏的集中控制，也提高了生产信息可视化的效率，符合自动控制理念，触类旁通生产现场今后如需增加控制系统也可以使用本文提到的改进流程，在行业内有较高的推广价值。

[参 考 文 献]

[1] 杨金彭. 基于IGS的Micro850PLC与IFIX通讯技术研究[J]. 通讯与网络, 2020, 71-72.

[2] 李荣进. 基于PLC和iFIX的带式输送机集控系统设计[J]. 煤炭工程. 2020,52(11).