基于PLC與組態王的生產進程數據庫系統設計

唐明媚，唐孝蓉

(1.北華航天工業學院，河北廊坊 065000;2.中國輕工集團技工學校，河北廊坊 065001)

PLC功能豐富，可應用于數據采集、開關量控制、模擬量控制、數字量控制等眾多場合。工業以及非工業的各個領域，如工業中的機械、冶金、化工，非工業中的電梯控制、小區的供水系統等都使用了PLC。

組態王是現在已經廣泛使用的計算機監控技術，它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發周期短等優點，也提供了可視化監控畫面，有利于實時現場監控。

1 問題的提出

某工廠生產箱體類零件，工人的工資以單價乘以數量計算。傳統方法中，數量往往通過人工獲取，有時會產生一些偏差和時間上的不及時。作者設計的系統能自動獲取加工數量以及每個零件在線加工的時間，并將其寫入數據庫進行保存，不僅確保了發放工資的及時準確，還可以為管理者監督生產過程，統計月進度、年進度等提供及時準確的數據。

2 解決方案

為了節約成本，利用工廠中原有的PLC設備。整個系統中，上位機以組態王6.5工控軟件作為設計平臺，下位機PLC為現場設備。上下位機之間通過PC/PPI電纜進行通訊。需在PLC I0.0端口連接一行程開關。當零件到位開始加工時，壓下行程開關SQ，加工完畢卸下零件時，行程開關復位。利用行程開關給PLC輸入點I0.0信號，利用這個信號記錄工件的加工開始時間和加工結束時間，以及已經加工的零件數量。

3 組態王程序設計

該系統僅占用PLC的一個輸入口，只需利用組態軟件編程而無需進行PLC編程。

(1)定義變量。選擇工程瀏覽器左側大綱項“數據庫數據詞典”，在變量屬性對話框中建立該系統的各個數據變量，分別建立加工標志、產品數量、時間一、時間二、加工開始時間、加工結束時間、DeviceID等7個變量。其中，加工標志為I/O離散類型，連接PLC的I0.0端口;產品數量為內存整數，為了防止連接數據庫時此數據清零，需將狀態選項的保存參數和保存數值選項打勾;時間一、時間二、加工開始時間、加工結束時間為內存字符串類型;DeviceID為內存整數，是函數SQLConnect()產生的連接號。

(2)創建表格模板table1，如圖1所示。

圖1 表格模板

(3)創建記錄體bind1，如圖2所示。

圖2 記錄體

(4)數據改變命令語言編程。如圖3所示:零件上線瞬間，此輸入口連接的行程開關被壓下，加工標志由0變為1，此時時間為加工開始時間;卸下零件，加工標志由1變為0，此時時間為加工結束時間，且產品數量增加1個，同時將該零件加工信息寫入數據庫。

圖3 數據改變命令語言

(5)建立數據庫并設置ODBC數據源。車間內的各種加工信息是工廠寶貴的信息資源，以往管理工作中，工廠采用Excel和Word來進行記錄和統計，在信息化的今天，如果能利用軟件，把這些數據實時寫入數據庫，不僅會提高工作效率，同時會使數據更加準確及時。Access是一種關系型數據庫管理系統，適宜中小型系統的開發，因為是Office的數據庫，所以Windows自帶數據源，數據源連接也很簡單，并且具有界面友好、開發簡單等特點，已得到廣泛應用。此系統采用Access作為數據庫。

首先建立數據庫mydb.mdb并存儲。再建立數據源，方法如下:在控制面板下選擇管理工具中的ODBC數據源，在用戶DSN選項卡上，單擊添加按鈕，選中Microsoft Access Driver，完成后填寫數據源名mine，按選擇按鈕選擇剛才建立的數據庫mydb.mdb，確定。

(6)建立畫面。

在組態王上建立“數據庫連接”、“創建數據庫表格”、“斷開數據庫”3個按鈕。分別做彈起時的動畫連接:

數據庫連接:

創建數據庫表格:

斷開數據庫:

(7)設置PC與PLC的通訊。S7-200CPU支持多種通信協議，PPI協議是S7-200CPU最基本的通信方式，PPI電纜可用于連接PC機的RS232接口和PLC的RS485接口，當數據從RS232傳送到RS485口時，PC/PPI電纜是發送模式，當數據從RS485傳送到RS232口時，PC/PPI電纜是接收模式。使用者只需通過組態王中的設備配置向導即可完成設備的安裝，需要注意組態王的設備地址要與PLC的PORT口設置一致，PLC默認地址為2。

4 系統操作及使用效果

需要統計數據時，按下“數據庫連接”及“創建數據庫表格”按鈕，需要斷開數據庫時，按下“斷開數據庫”按鈕。

數據庫中記錄的結果如圖4所示，系統能實時記錄產品的上下線時間，如實反映生產進程;代替人工進行統計，記錄數據更及時準確;通過生產統計，可得出準確的數據來核算成本，可對個人、班組以及車間不同階段的生產進行縱向對比，為管理者組織生產過程、監督生產進度以及決策等提供依據。

圖4 數據庫表格

【1】北京亞控科技發展有限公司.KingView組態王6.5使用手冊［M］.

【2】盧志俊.PPI協議的監控研究［D］.重慶:西南大學，2008.

【3】劉璐.基于PLC和組態王的煤礦地面生產控制系統研究［D］.淮南:安徽理工大學，2011.

【4】袁安富，蔣浩.基于PLC的工業機械手控制設計與組態監控［J］.制造業自動化，2011(18):86－89.