论文部分内容阅读
摘要： 主要研究了串行无线通讯设备如何与西门子S7300PLC进行连接，实现成焊机组与飞焊车的无线通讯，以便完成飞焊车的三项联动功能。
关键词： 成焊机组；飞焊车； 无线通讯； PROFIBUSDP协议
中图分类号： TG445
Abstract： The essay mainly elaborated the function communication between serial port wireless communication devices and SIEMENS S7300PLC，which enables the wireless communication between final welding machine set and flying welding carriage.In that way the triple function of flying welding carriage could be realized.
Key words： final welding machine set，flying welding carriage，wireless communication，PROFIBUSDP protocol
1研究背景
螺旋埋弧焊成焊机组与飞焊车原设计采用拖缆滑轮方式，通过PROFIBUS总线、DP Coupler模块将两套独立的S7300系统建立联系，进行数据通讯。由于拖缆安装空间的限制，拖缆滑架比较单薄，经过一段时间的磨损拖缆滑架逐渐变形，致使滑轮经常卡死，通讯电缆被拉断，整个机组停机率上升，维护费用增加。另外，拖缆滑架上方安装有为飞焊车供电的滑触线，不方便进行检查维护，存在安全风险，如图1所示。无线通讯方式能很好地解决这个问题。另外，由于生产任务紧张，调试工作无法有效进行，飞焊车的联动功能没有实现，矫平机、飞焊车和递送机之间线速度难以有效匹配，钢板传送过程中存在冲击，影响对头焊质量。
2无线通讯工作原理
西门子S7300系统采用PROFIBUSDP协议，用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站（PLC）程序循环时间短。除周期性用户数据传输外，PROFIBUSDP还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和报警处理。但由于PROFIBUSDP协议不支持无线传输，因此，只能通过使用CP341 模块将协议转化为串行协议，此项目采用RS232串行协议。无线收发装置采用抗干扰能力强、接收灵敏度高、传输速度快的美国MDS数传电台，其信道编码前向纠错等功能大大保证了传输的稳定性和抗干扰性，结构如图2所示。
3.2参数设置
3.3程序编写
调用编程软件中提供的用于接收和发送的标准FB功能块FB7、FB8，并为其赋值：LADDR是CP341模块在硬件组态中的起始地址，DB_NO是发送或接收的数据存放的地址，DBB_NO是发送或接收的数据字节号，LEN是数据长度，REQ是发出请求的正跳沿信号，DONE是功能块发出的请求完成且无错误信号，ERROR是请求完成但有错误信号。由于接收和发送的FB功能块已经由厂家提供，因此，需要按照功能块的要求为其建立相应的DB块，用以存放接收和发送数据，如图3所示。
第一步，在成焊机组程序中建立数据块DB11、DB12作为数据发送和接受的存储块，建立数据块DB20、DB21作为FB7和FB8的背景数据块。将递送机的速度给定及其它指令导入DB11中，调用FB8发送功能块，并为各个参数赋值：REQ为M74.0（M74.0为自定义的定时器输出信号），LADDR为448，DB_NO为11，DBB_NO为0，LEN为4， DONE为M74.1，ERROR为M74.2。
第二步，在飞焊车程序中建立相应的数据块（同上），将数据存入DB12中，调用FB7接受功能块，并为各个参数赋值：EN_R为M76.0（M76.0为自定义的定时器输出信号），LADDR为352，DB_NO为12，DBB_NO为0。
第三步，将飞焊车程序DB12数据块中的接收到的递送速度数据导出，经过数制转换，存入中间变量MW78，以作为矫平机、夹送机和飞焊车在联动功能下的速度给定。4实现飞焊车三项联动功能
飞焊车的作用是保证原料连续供应，成焊机组不停机连续生产。成焊机组与飞焊车之间所要传输的数据是钢板的递送速度，主要是为了实现飞焊车三项联动功能。将飞焊车三项联动分别做成三个自动程序，速度关系如表1。
4.1联动1
5结论
基于串行无线通讯协议，选用合适的第三方串行无线通讯设备，与西门子S7-300PLC系统进行组合连接及参数匹配工作，圆满地解决了原通讯系统故障率居高不下的问题。自2010年8月投入使用至今，无线通讯系统一直运行良好，基本实现了零维护，极大地降低了维修成本，消除了安全隐患，为螺旋埋弧焊生产线安全平稳运行提供了保障。
关键词： 成焊机组；飞焊车； 无线通讯； PROFIBUSDP协议
中图分类号： TG445
Abstract： The essay mainly elaborated the function communication between serial port wireless communication devices and SIEMENS S7300PLC，which enables the wireless communication between final welding machine set and flying welding carriage.In that way the triple function of flying welding carriage could be realized.
Key words： final welding machine set，flying welding carriage，wireless communication，PROFIBUSDP protocol
1研究背景
螺旋埋弧焊成焊机组与飞焊车原设计采用拖缆滑轮方式，通过PROFIBUS总线、DP Coupler模块将两套独立的S7300系统建立联系，进行数据通讯。由于拖缆安装空间的限制，拖缆滑架比较单薄，经过一段时间的磨损拖缆滑架逐渐变形，致使滑轮经常卡死，通讯电缆被拉断，整个机组停机率上升，维护费用增加。另外，拖缆滑架上方安装有为飞焊车供电的滑触线，不方便进行检查维护，存在安全风险，如图1所示。无线通讯方式能很好地解决这个问题。另外，由于生产任务紧张，调试工作无法有效进行，飞焊车的联动功能没有实现，矫平机、飞焊车和递送机之间线速度难以有效匹配，钢板传送过程中存在冲击，影响对头焊质量。
2无线通讯工作原理
西门子S7300系统采用PROFIBUSDP协议，用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站（PLC）程序循环时间短。除周期性用户数据传输外，PROFIBUSDP还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和报警处理。但由于PROFIBUSDP协议不支持无线传输，因此，只能通过使用CP341 模块将协议转化为串行协议，此项目采用RS232串行协议。无线收发装置采用抗干扰能力强、接收灵敏度高、传输速度快的美国MDS数传电台，其信道编码前向纠错等功能大大保证了传输的稳定性和抗干扰性，结构如图2所示。
3.2参数设置
3.3程序编写
调用编程软件中提供的用于接收和发送的标准FB功能块FB7、FB8，并为其赋值：LADDR是CP341模块在硬件组态中的起始地址，DB_NO是发送或接收的数据存放的地址，DBB_NO是发送或接收的数据字节号，LEN是数据长度，REQ是发出请求的正跳沿信号，DONE是功能块发出的请求完成且无错误信号，ERROR是请求完成但有错误信号。由于接收和发送的FB功能块已经由厂家提供，因此，需要按照功能块的要求为其建立相应的DB块，用以存放接收和发送数据，如图3所示。
第一步，在成焊机组程序中建立数据块DB11、DB12作为数据发送和接受的存储块，建立数据块DB20、DB21作为FB7和FB8的背景数据块。将递送机的速度给定及其它指令导入DB11中，调用FB8发送功能块，并为各个参数赋值：REQ为M74.0（M74.0为自定义的定时器输出信号），LADDR为448，DB_NO为11，DBB_NO为0，LEN为4， DONE为M74.1，ERROR为M74.2。
第二步，在飞焊车程序中建立相应的数据块（同上），将数据存入DB12中，调用FB7接受功能块，并为各个参数赋值：EN_R为M76.0（M76.0为自定义的定时器输出信号），LADDR为352，DB_NO为12，DBB_NO为0。
第三步，将飞焊车程序DB12数据块中的接收到的递送速度数据导出，经过数制转换，存入中间变量MW78，以作为矫平机、夹送机和飞焊车在联动功能下的速度给定。4实现飞焊车三项联动功能
飞焊车的作用是保证原料连续供应，成焊机组不停机连续生产。成焊机组与飞焊车之间所要传输的数据是钢板的递送速度，主要是为了实现飞焊车三项联动功能。将飞焊车三项联动分别做成三个自动程序，速度关系如表1。
4.1联动1
5结论
基于串行无线通讯协议，选用合适的第三方串行无线通讯设备，与西门子S7-300PLC系统进行组合连接及参数匹配工作，圆满地解决了原通讯系统故障率居高不下的问题。自2010年8月投入使用至今，无线通讯系统一直运行良好，基本实现了零维护，极大地降低了维修成本，消除了安全隐患，为螺旋埋弧焊生产线安全平稳运行提供了保障。