全自动拉边机控制网络系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种全自动拉边机控制网络系统，包括PLC、编码器、旋转变频器、上位机和现场触摸屏五部分，PLC、编码器、旋转变频器、上位机和现场触摸屏基于工业以太网技术的PROFINET组成网络。本发明极大地减少了数据在通讯站中的处理时间，完全满足了传感器和执行器设备之间的数据交换对响应时间的要求；便于管理和维护，极大的降低了调试和维护中的成本，并且很好的保证了整个系统的安全。
【专利说明】
全自动拉边机控制网络系统
[0001 ] 技术领域:
本发明涉及玻璃生产机械的控制系统领域，具体的是一种全自动拉边机控制网络系统。
[0002]【背景技术】:
通常的玻璃拉边机控制网络系统使用过程中，通讯总线Profibus DP将PLC(PLC)、编码器、旋转变频器、上位机和现场触摸屏五部分组成网络实现控制，而Profibus DP总线最高通讯速率只能达12Mbit/s，这与速率能达到百兆甚至千兆的以太网是无法比拟的，当系统中拉边机超过十对时，用户能明显感到网络的延时;再者主流支持DP网络的西门子300系列PLC将停产，改由主流支持以太网的1500系列PLC取代，此时再要组成DP网络必须添加相应的信号转换模块，从而增加成本。因此，无论从网络性能，还是经济性考虑一种新型拉边机控制网络系统非常重要。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供了一种全自动拉边机控制网络系统。
[0004]本发明采用的技术方案为:
全自动拉边机控制网络系统，包括PLC、编码器、旋转变频器、上位机和现场触摸屏五部分，其特征在于:
所述PLC、编码器、旋转变频器、上位机和现场触摸屏基于工业以太网技术的PROFINET组成网络，
其中，PLC与其他PLC、现场触摸屏、上位机进行通讯，读写对应的参数和指令，并周期地读取编码器和1模块的输入信息，在程序运算后通过1模块向各动作电机发出动作信号，实现岁整个网络进行硬件组态，定义编码器、旋转变频器、现场触摸屏的名称及其IP地址，从而通过PROFINET总线的读、写程序来监控现场各个设备；
编码器采用带PROFINET 1的P+F绝对值编码器，其通过PROFINET实时与PLC通讯，将位置变化传送给PLC，记录其位置的变化；
旋转变频器采用西门子G120_CU240E_PN变频器，其起停信号由端子输入，其输出频率由PLC通过PROFINET对其实际值和设定值进行读写；
上位机采用SIMATIC IPC3000 SMART、操作系统WIN7专业版SPl，监控平台采用WINCC7.3，上位机通过PROFINET与所有PLC通信，实现对所有拉边机的监控；
现场触摸屏采用西门子KTP400 Basic color PN触摸屏，通过PROFINET与PLC通信，显示拉边机拉边杆的位置、角度、深度和拉边头的速度等数据，并在屏上对这些数据进行设定和编码器清零。
[0005]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
本发明极大地减少了数据在通讯站中的处理时间，完全满足了传感器和执行器设备之间的数据交换对响应时间的要求;使用这些IT标准服务加强对整个网络的管理和维护，极大的降低了调试和维护中的成本，并且PROFINET集成了PROFISafe行规，实现了IEC61508中规定的SIL3等级的故障安全，很好的保证了整个系统的安全。
[0006]【附图说明】:
图1为本发明的网络拓扑示意图。
[0007]【具体实施方式】:
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步详细说明:
全自动拉边机控制网络系统，包括PLC、编码器、旋转变频器、上位机和现场触摸屏五部分，PLC、编码器、旋转变频器、上位机和现场触摸屏基于工业以太网技术的PROFINET组成网络，其中:
PLC:玻璃拉边机控制网络系统选用的西门子s7-l500 PLC，在网络中做为整个系统的核心，它负责和其它PLC以及现场触摸屏、上位机进行通讯，来读写对应的参数和指令;并周期地读取编码器和1模块的输入信息，在程序运算后通过1模块向各动作电机发出动作信号。在PLC中，对本系统的整个网络进行硬件组态，定义编码器、变频器、现场触摸屏的名称及其IP地址，从而通过PROFINET总线的读、写程序来监控现场各个设备；
编码器:采用带PROFINET 1的P+F绝对值编码器，其不仅能通过PROFINET实时与PLC通讯，将位置变化传送给PLC，并在清零后，即使掉电的情况下，都能够记录其位置的变化，从而保证玻璃拉边机即使在断电维修时，其最初设置的零位依然有效；
旋转变频器:采用西门子Gl 20_CU240E_PN变频器，其起停信号由端子输入，其输出频率由PLC通过PROFINET对其实际值和设定值进行读写。这样就可以做到既能通过PLC控制变频器转速，又可以在PLC意外停机或断网时保证变频器保持原设定转速，从而保证生产安全；现场触摸屏:采用西门子KTP400 Basic color PN触摸屏，它通过PROFINET与PLC通信，不仅可以现场显示拉边机拉边杆的位置、角度、深度和拉边头的速度等数据，并可以在需要时在屏上对这些数据进行设定和编码器清零；
上位机:上位机采用SMATIC IPC3000 SMART，操作系统WIN7专业版SPl，监控平台采用WINCC7.3。上位机通过PROFINET与所有PLC通信，实现对所有拉边机的监控。
[0008]本发明使用PROFINET做为工业总线，组成一个小型工业网络，不仅能够得到百兆甚至千兆的网络速度，满足用户越来越高的响应要求，并且对于基于TCP/IP的工业以太网技术来说，使用标准通信栈来处理过程数据包，由于需要很可观的时间，因此，PROFINET提供了一个优化的、基于以太网第二层(Layer 2)的实时通讯通道，通过该实时通道，极大地减少了数据在通讯站中的处理时间，因此，PROFINET获得了等同、甚至超过传统现场总线系统的实时性能。对于传感器(编码器)和执行器(PLC)设备之间的数据交换，本系统完全满足其对响应时间的要求。
[0009]本发明以监控八对拉边机为例，其网络拓扑采用星型拓扑结构，如图所示，该玻璃拉边机控制网络系统PLC采用的西门子CPU 1511-1 PN，I/0模块采用ET200SP IM 155-6 PNST，编码器采用P+F绝对值编码器EVM58N-011PNR0BN-1213，它们都有两个网络插口，因此系统的网络连线全部采用标准网线如图直连;交换机I至交换机8采用普通单层5 口或8 口工业交换机；因系统中48个实时设备(编码器)占用PLC扫描时间会造成网络堵塞，因此交换机O采用16 口两层交换机将每对拉边机之间进行网络隔离。对网络中其它设备的设置如下所述:
1、IP地址设置: 以第一对拉边机为例设置各设备的IP地址，PLCl为I 92.168.0.1，ET200为192.168.0.10，现场触摸屏I为192.168.0.11，现场触摸屏2为192.168.0.12，G120变频器为192.168.0.13，编码器 I 为 192.168.0.14，编码器2为 192.168.0.15，编码器3为192.168.0.16，编码器4为 192.168.0.17，编码器5为 192.168.0.18，编码器6为192.168.0.19。第二对拉边机的PLC2为 192.168.0.2，ET200为 192.168.0.20等等，逐次类推。PLCO 的 IP 地址设置为 192.168.0.200，它的ET200为192.168.0.201；
2、输入输出信号设计:
每对拉边机的现场动作逻辑信号通过各自的ET200的输入模块输入到PLC，PLC运算后对各执行机构的关停信号通过ET200的输出模块输出；中控室操作台的动作指令通过PLCO的ET200的输入模块输入到PLC0，再由PLCO采用PUT/GET指令传送给每对拉边机的PLC，从而实现操作每对拉边机；
3、上位机网络设置:
上位机采用普通网卡，IP地址设置为192.168.0.222，由于其需要与所有PLC通信，其网线必须插在交换机O的上位口；在系统控制面板的PG/PC设置中将WINCC对应的链接指向对应的网卡，即可实现上位机与每对拉边机进行通讯。
[0010]上述实施例仅为本发明的较佳的实施方式，除此之外，本发明还可以有其他实现方式。需要说明的是，在没有脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的改进和修饰均应落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.全自动拉边机控制网络系统，包括PLC、编码器、旋转变频器、上位机和现场触摸屏五部分，其特征在于: 所述PLC、编码器、旋转变频器、上位机和现场触摸屏基于工业以太网技术的PROFINET组成网络， 其中，PLC与其他PLC、现场触摸屏、上位机进行通讯，读写对应的参数和指令，并周期地读取编码器和1模块的输入信息，在程序运算后通过1模块向各动作电机发出动作信号，实现岁整个网络进行硬件组态，定义编码器、旋转变频器、现场触摸屏的名称及其IP地址，从而通过PROFINET总线的读、写程序来监控现场各个设备； 编码器采用带PROFINET 1的P+F绝对值编码器，其通过PROFINET实时与PLC通讯，将位置变化传送给PLC，记录其位置的变化； 旋转变频器采用西门子G120_CU240E_PN变频器，其起停信号由端子输入，其输出频率由PLC通过PROFINET对其实际值和设定值进行读写； 上位机采用SIMATIC IPC3000 SMART、操作系统WIN7专业版SPl，监控平台采用WINCC7.3，上位机通过PROFINET与所有PLC通信，实现对所有拉边机的监控； 现场触摸屏采用西门子KTP400 Basic color PN触摸屏，通过PROFINET与PLC通信，显示拉边机拉边杆的位置、角度、深度和拉边头的速度等数据，并在屏上对这些数据进行设定和编码器清零。
【文档编号】G05B19/418GK105867343SQ201610450342
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】邢宝山, 李学武, 郑纤秀, 卢佩庆, 陶洪洋, 王家刚, 许新林, 王亮, 袁希亮, 王松, 耿职, 蔡俊, 张德三
【申请人】蚌埠凯盛工程技术有限公司