基于西門子1500 與組態(tài)王的沖壓自動線一鍵換模實現(xiàn)

佘志遠，馬國嵩，肖萬彪，王建鵬，郭金山，詹俊勇

（揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225000）

0 引言

隨著工業(yè)自動化進程的加快，沖壓行業(yè)對于自動化換模的需求進一步提升，這就意味著需要更多的數(shù)據(jù)工具來支持對應(yīng)生產(chǎn)需求。

對于多種產(chǎn)品需要生產(chǎn)的自動線而言，準確且省時的換模可以大大提高生產(chǎn)的效率，減少人工的參與，一方面節(jié)省了時間，另一方面則增加了準確率，實現(xiàn)生產(chǎn)中事半功倍的效果。

該案例主要是以西門子S7-1500、組態(tài)王7.5 以及數(shù)據(jù)庫，來簡單介紹如何通過三者結(jié)合，在Portal和組態(tài)王中將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取，并自由組合來實現(xiàn)一鍵換模的功能。

1 通信設(shè)置

實現(xiàn)模具庫的自由組合切換這一功能，需要三方進行通信配合，這其中用到的主要是主站PLC 與從站PLC 之間的PN 通信，以及主站PLC 與組態(tài)之間的TCP 通信。

PLC 之間的通信，只需要在進行硬件設(shè)備組態(tài)時，將壓力機PLC 與主站PLC 之間通過圖1 中GSD文件的形式設(shè)置對應(yīng)的字節(jié)傳輸區(qū)域以及IP 網(wǎng)段后，進行PN 組態(tài)即可。

圖1 主從站PLC 數(shù)據(jù)傳輸形式

PLC 與第三方上位軟件（以組態(tài)王為例）進行通信，則需要借助TCP/IP 通信協(xié)議來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連接與傳輸。如圖2 在組態(tài)王中設(shè)置主站PLC 對應(yīng)IP 地址以及標志位，實現(xiàn)與主站CPU 的連接。

圖2 組態(tài)王與主站CPU 的連接

2 程序規(guī)劃與設(shè)計

2.1 PLC 程序變量規(guī)劃

對于主站PLC 側(cè)而言，主要需要實現(xiàn)將換模數(shù)據(jù)通過PN 通信的方式，從上位機獲取數(shù)據(jù)，再下發(fā)到機床側(cè)從站PLC 中即可。其中主要包括電機轉(zhuǎn)速、模高、模具號等。如圖3 所示。

圖3 主站PLC 從上位機獲取的變量

2.2 上位組態(tài)王側(cè)變量規(guī)劃

對于組態(tài)王來說，本項目屬于執(zhí)行單元，主要負責數(shù)據(jù)的讀取與寫入，在配合Access 數(shù)據(jù)庫的情況下，將數(shù)據(jù)從上位機寫入主站PLC，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自由組合進而實現(xiàn)自由組合換模。

其中需要包含的變量包括組態(tài)王本身轉(zhuǎn)換用到的內(nèi)存變量、傳輸給PLC 的I/O 型變量（電機轉(zhuǎn)速、模高、模具號），如圖4 所示。

圖4 上位機軟件中的變量

2.3 數(shù)據(jù)庫Access 結(jié)構(gòu)變量設(shè)計

數(shù)據(jù)庫主要用來對不同模具號對應(yīng)的模具參數(shù)進行存儲，供上位機調(diào)用來實現(xiàn)自由組合，其設(shè)計結(jié)構(gòu)與主站PLC 變量為一一對應(yīng)關(guān)系，如圖5 所示。

圖5 數(shù)據(jù)庫變量

3 程序功能實現(xiàn)

3.1 上位機讀取數(shù)據(jù)

通過在上位機輸入框內(nèi)輸入不同模具號，來查詢數(shù)據(jù)庫內(nèi)模具具體參數(shù)，然后保存在上位機內(nèi)部數(shù)據(jù)緩存區(qū)內(nèi)。如圖6 所示。

圖6 上位機讀取數(shù)據(jù)庫模具參數(shù)

3.2 上位機轉(zhuǎn)存下發(fā)

通過上位機讀取相應(yīng)參數(shù)后，進行轉(zhuǎn)存到主站PLC，主站PLC 根據(jù)對應(yīng)地址做好數(shù)據(jù)下發(fā)準備。如圖7 所示。

圖7 主站PLC 下發(fā)數(shù)據(jù)

4 系統(tǒng)運行流程

自動換模系統(tǒng)主要依靠上位機中的數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進行存儲，之后上位機通過不同型號的模具數(shù)據(jù)調(diào)取并下發(fā)給PLC，從而實現(xiàn)下位機器接收數(shù)據(jù)并實現(xiàn)目標換模動作的一套流程。如圖8 所示。

圖8 系統(tǒng)運行流程圖

5 總結(jié)

利用上位機進行數(shù)據(jù)存儲操作來實現(xiàn)換模數(shù)據(jù)的讀取下發(fā)等動作，在一定程度上可以避免換模數(shù)據(jù)的錯發(fā)、漏發(fā)、誤操作等，同時也大大提高了生產(chǎn)線效率，產(chǎn)線運行更加高效快捷。