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摘  要：介紹了PLC和研華工控機在烤漆房的使用，以及PLC的聯鎖控制及上位機監控的程序設計。 
關鍵字： PLC，烤漆房，工控機
1、烤漆房的控制系統控制要求
　　客車整車噴烤漆房由實體、送排風系統、控制系統、凈化系統、照明系統、安全消防系統、電動升降平臺、進出車輛大門、加熱系統等組成。進氣凈化采用不少于兩級的織物過濾，過濾精度大于10um，室內設壓力傳感器1個，采用美國進口產品，電路芯片采用菲利浦產品。具體控制要求如下：
　　（1）二條烤漆房配置二套控制柜和一個工控機監控系統。該套系統必須封閉在操作室內。
　　（2）每條生產線電控系統均采用PLC做控制中心，全線實行聯鎖控制，即：循環，排風系統不能正常工作時，自動關閉加熱系統，以及工作狀態選擇等功能。常規操作和選擇在控制柜和現場操作臺完成。
　　（3）控制系統具備延時功能，即：先行啟動循環，排風系統后，延時啟動加熱系統，關閉時相反。
　　（4）各主控制回路均設有過載，短路，失壓等保護系統，確保系統安全運行。并具有安全保護功能，當燃油加熱系統出現故障時，自動關閉加熱系統及全線設備。
　　（5）室內溫度采用數字顯示，< 套熱電偶控制溫度，通過數顯控制儀表調節燃燒工作狀態，達到自動控溫。
　　（6）PLC及工控機主要功能。設備各單元的啟動，停止，運行，故障及工作選擇狀態，均由PLC采集，按照工藝通過輸出單元控制并作聲光報警。工控機通過PLC接口進行數據傳送完成工藝流程動態顯示各設備的運行或故障監控，PLC 程序編制，參數設備及報表打印功能。脫開工控機系統，電氣控制同樣通過PLC完成各種流程的控制，并在柜體面板上采用組合信號燈觀察各設備的工作狀態。
　　（7）電器控制柜采用組合式及密封型結構，柜內設立排風及照明裝置。
　　（8）現場導線的敷設采用橋梁，電線管和繞管聯合布置，防暴場所均選用防暴電路，動力導線選用GG 系統四芯電纜，控制線選用HGGI 及HGGI9 屏蔽電纜。動力線路和控制線路敷設時用隔板分開。
　　（9）電動升降操作臺
　　在噴漆室內軌道兩側設置升降工作臺，通過平臺立柱上的防爆按鈕控制操作臺的升降。
2、烤漆房的控制系統總體結構及通訊參數配置
　　2.1總體結構
　　電氣系統設計主要是根招工藝及設備的要求，分析目前國內外涂裝線電控系統現狀，結合當今工業控制系統發展趨勢，本著高質快速、柔性化和低成本的要求，采用以計算機為主的集散型控制系統（DCS）電氣控制方案。利用計算機對生產過程進行集中監往、操作、管理和分散控制，有效地克服了以前油漆涂裝線電控系統由于采用大量分散的儀表控制的缺陷。上位機工控機采用1臺研華工控機IPC—610PIII;1G 256M 40G硬盤，組態軟件采用KINGVIEW6.02，PLC采用二臺三菱FX2N—128+16EX，溫控儀采用富士PXW9，實現對燃燒器大小火及上限停火。如圖1。系統具有很高的可靠性和冗余性。脫開工控機系統，電氣控制同樣通過PLC完成各種流程的控制。

　　2.2系統連接與FX2_485協議通訊參數配置
　　本協議支持與三菱FX2_485及其兼容的FX2系列PLC之間以485方式進行通訊，本協議可以采用串行通訊，使用您計算機中的串行口。支持上位機通過組態軟件與三菱的通訊模塊
　　232ADP、485BD 、485ADP之間的通訊。PLC通訊參數可以通過編程器設置，將D8120設置為：E080，具體表示的通訊參數如下：
　　協議：link數據：7校驗：無停止：1傳輸速率：9600
　　硬件：RS-485 數目檢查：YES 控制程序：Format4"
　　在D8121中設置地址，在組態王中定義的設備地址必須和此設置保值一致。
　　注意：從PLC資料中得知，設置后必須關PLC電源，再重新給PLC上電，設置才能生效。
3、程序的沒計
　　3.1 PLC程序總體設計
　　為了保證設備的運行可靠性及現場的控制和操作的方便性，每套分系統采用兩種方式運行：①自動運行方式：只要接通電源，選擇自動方式，系統就會先檢測設備的預備運行的各項件，如滿足條件，按下運行按鈕，設備就可自動運行。②手動運行方式，接通電源，選擇手動方式，系統就會先檢測設備的預備運行的各項條件，如滿足條件，操作人員可以有選擇地操作設備，這僅用于設備的檢查和應急生產使用。部分（噴裝室）加設各個聯動系統的檢測信號，作為聯動必須滿足的條件。③對于設備的報警情況，分設一級和二級的故障報警，并有不同的處理方法：一級故障：是一些比較簡單的故障，它不會對設備造成損害和人身安全的影響。空氣過濾器壓差大等，程序只對設備做聲音報警和故障位置的指示。二級故障）是能引起設備的損害和人身安全的故障，它會造成生產不能正常進行。如大型風機的故障、斷路器跳閘、火災和地震等故障，程序對設備作出立即停機和聲音報警及位置指示。
　　整個程序的自動噴漆和手動噴漆部分，自動烤漆和手動烤漆部分，通過CJ指令來分段，如圖2所示，大大減輕了編程的難度，使得噴漆、烤漆、自動、手動可分別編程，可以采用雙線圈輸出，解決了程序包容性問題，注意公共部分程序和分段程序的包容性，防止雙線圈輸出，否則出現不可預測的結果，通過CJ指令可實現任意分段，比采用MC、MCR實現自動和手動更具靈活性，并可以采用雙線圈輸出。自動噴漆動作過程如圖3。

　　為使系統調試方便，設有手動程序。手動方式是通過往制箱上的手動功能開關來進行的。每接通一個開關，執行一個相應的動作。當系統沒有處于自動運行和手動運行狀態時，按“總復位”按鈕。可使系統完全復位。
　　3.2 上位機監控程序
　　在上位機上實現工藝流程圖的實時監測、數據處理是通過可編程控制器操作站系統軟件和組態軟件來實現的。組態軟件主要對系統的構成進行定義，定義過程點參數、趨勢筆、趨勢組、流程圖、報表等，監控軟件由各種監視畫面和操作畫面組成，要包括總貌畫面、流程圖畫面、趨勢畫圃、報表管理以及趨勢打印、報表生成打印輸出、操作調整等。
　　上位機主要工藝參數分組曲線顯示，并存人上位磁盤中，工藝人員隨時調用打印，做工藝質量分析。同時還可將每班設備啟停時間、各工位啟停傳送時間進行記錄存盤。供生產管理人員隨時查詢打印停工臺時間和停工月報表。上位機的操作分操作員級和工程師兩級。正常生產時，由生產工人操作。

　　工藝流程畫面如圖4實現了對整個烤漆房的全面監控，界面形象生動，友好，具有較好的可靠性，在畫面上實現風機旋轉動畫，燃燒機燃燒動畫，當某設備發生故障，該設備將閃爍，并彈出實時報警畫面;在手動狀態，可以直接點擊該設備，便可啟停該設備，噴漆和烤漆時，通風的路徑及顏色將發生變化。烤漆房溫度除數字顯示外，采用溫度棒圖顯示。

　　圖4系統參數，顯示系統各設備的狀態，可設定參數，如烤漆時間;圖5歷史報警畫面顯示所有報警發生的時間，報警恢復、報警應答，報警的優先級，報警組，如果在運行階段，變量的數值或變化情況滿足已定義的報警條件、從報警條件恢復正常狀態、報警應答時均可以產生報警事件（報警發生、報警恢復、報警應答）。報警信息還可以用文件的形式進行歷史記錄或實時打印報警信息。用戶可以自定義報警信息的顯示格式、記錄格式和打印格式。同時可以利用命令語言實現對報警事件的復雜控制和靈活處理。
4、結束語
　　本系統已在青島四方車輛廠調試成功，且投入生產，從運行情況來看，電氣系統幾乎處于無故障工作，大大提高了生產率。此系統組態靈活，操作方便，具有抗干擾能力強，工作安全可靠，維修方便，與上位工控機聯系，接受工控機的控制和查詢，由工主控機完成對整條生產線的監控，實現了噴烤漆自動化。