基于TP700的自動化生產線分揀監控系統設計*

張 強

(宜賓職業技術學院，四川 宜賓 644003)

0 引言

隨著工業自動化技術和水平的發展，物料自動化分揀監控技術已成為現代企業柔性自動化生產線中非常重要的環節。目前企業中的自動化生產線分揀，特別是在中小企業，存在準確度不高、操作性不強、可視性差和生產效率低等缺點，已經不能適應現代企業生產的要求。為此，本文設計了一種基于觸摸屏的自動化生產線分揀監控系統控制方案，可有效提高系統的穩定性和可操作性，提升企業生產效率。

1 系統方案設計

1.1 控制要求

本系統控制要求具體如下：①當傳感器檢測到下料處有物料，則對應氣缸動作，將物料送到傳送帶上；②當傳感器檢測到金屬物料時，則對應氣缸動作，將物料送到對應料箱；③當傳感器檢測到塑料物料時，則對應氣缸動作，將物料送到對應料箱；④當傳感器檢測到其他物料時，則對應氣缸動作，將不同顏色物料送到對應料箱；⑤傳送帶可以根據物料多少通過變頻器實現調速；⑥分揀系統通過觸摸屏實現有效監控。

1.2 系統框圖

自動化生產線分揀監控系統主要由控制器(PLC)、觸摸屏(HMI)、變頻器、傳感器、限位開關、電磁閥和氣缸等組成，其結構框圖如圖1 所示。

圖1 自動化生產線分揀監控系統結構框圖

2 系統硬件設計

2.1 PLC選型

SIMATIC S7-1200是西門子公司推出的基于TIA Portal的新一代控制器產品，具有模塊化、緊湊型的結構，以及可擴展性強、靈活度高的特點。通過全集成自動化TIA Portal軟件平臺，可實現控制系統快速開發和調試，為各種工藝任務提供有效的自動化解決方案，滿足不同自動化系統控制需求。S7-1200是目前工業化自動控制產品PLC的典型代表。本系統選用CPU1214C DC/DC/DC作為系統控制器。

2.2 觸摸屏選型

本系統選用的HMI是西門子觸摸屏TP700。TP700是西門子公司生產的新一代7英寸精智面板，具有功能強、集成性和兼容性優等特點，完全能夠滿足現場總線中復雜的交互式任務要求，其通過最高標準工業通信的通信接口(PROFINET)與PLC通信，實現全面的自動化解決方案。

3 系統程序設計

自動化生產線分揀監控系統程序設計流程如圖2所示。圖2中，SA為金屬材料檢測傳感器，SB為塑料檢測傳感器，SC為顏色檢測傳感器。

圖2 自動化生產線分揀監控系統程序設計流程

4 監控組態

本系統通過TIA Portal軟件進行組態。TIA Portal基于全球工業自動化發展，幾乎適用于所有自動化任務，用戶能快速、直觀地開發和調試自動化系統，具有高效性、完整性和應用性等特點。

(1) 在項目中，創建PLC項目，添加S7-1200的CPU、I/O等模塊，注意與PLC硬件型號一致，并設置相關參數，S7-1200PLC組態如圖3所示。

圖3 S7-1200PLC組態

(2) 在項目中，創建HMI項目，添加TP700觸摸屏，注意與HMI硬件型號一致，并設置相關參數，TP700觸摸屏組態如圖4所示。

圖4 TP700觸摸屏組態

(3) 點擊“設備和網絡”，分別組態S7-1200和TP700的通信參數，應保證PLC的IP地址和觸摸屏IP地址在同一網段下，并建立通信連接，S7-1200與TP700通信連接組態如圖5所示。

圖5 S7-1200與TP700通信連接組態

(4) 在HMI變量表中創建HMI變量，系統HMI變量如圖6所示。

圖6 HMI變量

(5) 組態過程畫面。過程畫面主要有主畫面和監控畫面，系統運行后首先進入主畫面，兩個畫面可相互切換，監控畫面如圖7所示。

圖7 監控畫面

5 結束語

本文介紹的自動化生產線分揀監控系統方案使用TIA Portal 作為系統集成自動化軟件，控制器選用西門子S7-1200PLC，HMI選用TP700觸摸屏。系統經過調試和實際運行，結果表明應用該系統可有效提升自動化生產線分揀的準確性和可操作性，進一步提高企業的生產效率。