施耐德自动化控制系统在缸体加工线物流滚道上的应用

摘要：文章以施耐德自动化控制系统在一个中法合资汽车公司缸体加工线物流滚道上的成功应用为例，介绍了施耐德Premium系列PLC、Fipio现场总线、Advantys远程I/O模块和XBT GT系列显示屏的特点和实际应用。

关键词：PLC；Fipio总线；A远程I/O模块；自动化控制系统；缸体加工线物流滚道 文献标识码：A

中图分类号：TH165 文章编号：1009-2374（2015）22-0050-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.025

1 概述

众所周知，施耐德的低压产品，如空气开关、接触器、按钮及显示灯等，在工业控制中使用非常广泛，而其自动化控制产品的使用相对来说则稍逊一筹。笔者有幸参与了一个中法合资汽车公司缸体加工线物流滚道的电气控制设计工作，控制部分使用了一整套施耐德的自动化控制系统，包括PLC（可编程控制器）、现场总线、远程I/0模块和人机界面显示屏等都是施耐德的自动化产品，其成功的应用对相同系统的应用有一定的参考意义。

2 系统介绍

2.1 Premium系列PLC

Premium系列PLC是一款定位在Micro系列之上，与Quantum系列处于同一层次，具有高度分布式结构和集成了众多智能功能的控制器系列。Premium系列PLC最大控制可达2048个离散量I/O点，最大可扩展到16个机架，同时具有完全开放的网络通讯，支持如TCP/IP Ethernet、Modbus Plus、Fipio、Profibus-DP等大多数的网络和总线，最大可接127个Fipio设备。

2.2 Fipio总线

Fipio总线是施耐德的现场总线，其与FIP和WORLDFIP标准完全兼容，可以应用于Premium系列PLC。Fipio

总线上可接最大128个站，具有最大15千米的通讯长度。

2.3 Advantys远程I/O模块

Advantys远程I/O模块是Premium系列远程I/O模块的一种，可以作为主站PLC的从站挂在Fipio现场总线上。每一从站由网络接口模块、电源模块和输入输出模块组成。

Fipio总线和Advantys远程I/O模块的应用，可以使设备的传感器和执行元件的控制信号就近接入到附近的远程I/O模块上，然后通过Fipio总线与主站PLC进行通讯。这种控制方式也就是分布式控制方式，现场大量的输入输出控制线只需接在附近的远程I/O模块从站上，然后通过一根总线电缆将信号接入主站PLC中，可以节省大量的接线工作，同时减少了设备的故障点，并使设备维护更加简捷。

3 实际应用

3.1 项目概述

该缸体加工线由19台加工中心和5台数控专机组成，全线工件采用托盘输送，具体的平面布置图见图1：

线物流滚道是OP10至OP140的辅机部分，由全线上料、下料、工件分流合流和托盘输送等部分组成，由大量的滚道电机、停止器气缸、转位气缸和提升气缸等组成。托盘在线头上层滚道装载缸体，通过物流滚道将缸体流动至线上各加工工位进行加工，在线为实现缸体和托盘的分离，分离后的空托盘通过下层滚道流动至线头再次进行缸体装载，全线共计托盘60余件，全自动循环使用。各部分穿插在长约80米的线上各加工单元之间，在电气控制上采用分布式控制。按各部分在线上的分布位置，将物流滚道分为6部分，电气控制上也分为6个从站，由主站PLC通过现场总线对各从站进行控制。

3.2 控制系统硬件配置

系统由PLC、Advantys远程I/O模块和人机界面组成，系统硬件配置图见图2：

3.2.1 PLC。主站PLC为TSX P57 253，带有两个终端口和一个FIPIO接口：TER接口为编程口，用于程序的下载、上传及调试；AUX接口为一外设口，用来连接显示屏；FIPIO接口连接FIPIO总线，CPU通过这个接口成为FIPIO总线管理器并对从站进行控制。

主站PLC安装在主电柜中，配置一个本地输入模块和一个本地输出模块。输入模块和输出模块中只接入主电柜操作面板的按钮和指示灯的控制信号。

3.2.2 Advantys远程I/O模块。从站为Advantys远程I/O模块。每个站由网络接口模块、电源模块、输入输出模块及底板等构成，并由网络接口模块（STB NFP2212）的9针D型母接头经FIPIO总线与主站CPU进行通讯。

从站模块安装在各个从站的操作盒中，接入各自附近的控制信号。接近开关、面板按钮、电机空气开关和接触器辅助触点等信号接入输入模块，气缸阀、电机接触器的控制由输出模块控制。

3.2.3 人机界面显示屏。显示屏为XBT GT2220，彩色，5.7″触摸屏，通过电缆XBT Z9780与CPU的AUX接口连接，与CPU进行通讯。

3.3 软件程序

3.3.1 控制程序。物流滚道的控制程序全部用梯形图编写，物流控制考虑大量的联锁信号，程序逻辑性强。编程软件为PL7 PRO 4.4版。整个程序由10段程序组成，各段程序管理各自的控制对象。这样做有利于程序的编写，增强程序的可操作性和可读性。从st_1到st_6即分别为六个从站的控制程序；power_on为上电程序；line_signal为全线信号管理；display是为编辑显示画面而编的一段程序。

3.3.2 显示画面编辑。显示画面使用Vijeo-Designer v4.6软件进行组态编辑。

画面内容包含了全线状态画面、报警显示画面和机床状态画面等，通过显示画面可以很快捷地掌握物流滚道的运转状态。

4 结语

物流滚道已在该汽车公司使用了多年，设备非常稳定。施耐德的Premium PLC、Fipio总线、远程I/O模块和显示屏在物流滚道上的成功应用，对相同系统的应用具有较大的参考意义。

参考文献

[1] 施耐德电气.Fipio reference manual[S].

[2] 施耐德电气.Advantys STB Fipio Network Interface Appliacations Guide [S].

[3] 施耐德电气.Advantys STB Hardware Components Reference Guide[S].

[4] 施耐德电气.vijeo-designer使用说明书[S].

作者简介：张春庆（1983-），男，湖北红安人，东风本田汽车有限公司中级工程师，研究方向：机床自动化控制。

（责任编辑：陈 倩）