光纤预制棒熔缩机PLC模糊控制系统的开发
|
摘要
光纤预制棒熔缩机PLC控制系统是长飞光纤光缆有限公司正在工业现场使用的
一套生产设备。该系统采用的是荷兰飞利浦公司P8系统。由于长期以来，外方技术
保密，不提供P8的开发装置和源程序，因此，长飞光纤光缆有限公司提出与武汉工
业大学合作，要求在联系生产实际的基础上，消化吸收国外先进技术，了解该系统，
开发出符合生产工艺要求的控制系统。
本文主要做了以下几方面工作：
首先，在了解光纤预制棒熔缩机工艺的基础上，剖析了长飞光纤光缆有限公司
的光纤预制棒熔缩机的软、硬件的特性，在国内首次组装了P8及开发系统，设计出
光纤预制棒熔缩机的硬件系统，并作了调试。
考虑到熔缩技术要求控制系统高度自动化和可靠性，整个控制系统采用人机接
口CRT（带智能CPU）；键盘，PLC-P8控制系统，电机驱动器，保护板及相应的控制
电路。
PLC-P8系统以开放的结构，合理透明的网络为基础，是一个高自动化和高可
靠性系统。用P8系统完成数据的采集、处理及控制，并通过其通信模块与CRT相连，
实现人机对话。
其次，系统软件平台是PDS7，根据熔缩工艺要求，我们编制了自动熔缩、初始
化、错误报警等程序，并通过P8系统的调试。藉助于开发系统PDS7，我们在软件
设计中，把特殊任务从主循环任务分离出来，使软件设计简捷明了，大大提高系统
运行速度。此软件具有设计、编程、调试于一体的高性能。设计中主循环任务采用
SFC编程，特殊任务采用TL或ST语言编程。
最后，在P8系统上，提出了应用模糊控制理论，对模管进气端（GS）和出气端
（PS）的压力差进行控制。绘制了模糊控制系统框图，编制了控制程序，且对系统
进行了仿真，仿真结果表明，达到控制精度要求。
本项目的研究和开发，为尽早实现光纤预制棒熔缩机控制系统国产化，不断提
高光纤预制棒的质量具有重要意义。
The optical fiber preparation collapsar PLC control system is a set of equipment that be using at the scene by YOFC. The P8 system of PHYLIPAS CO.. is used on the system.. Long time,Because of keeping secret of technology,the development kit of the P8 system and the original program did not be provided,So YOFO proposed to cooperate with Wu Han university of technology,and based on productive practice,to absorb these advanced techniques,to know the system and design an applicable collaperser machine control system.
The paper describes the work as follows.
First,based on the knowledge of collapsar technics,this paper analyzes the characteristic of optical fiber collaperser machine software system and hardware structure,A P8 system and it's development kit has been installed first in China,and the hardware system of the optical fiber preparation collapsar has been designed and debugged.
Considering many control qualities,such as,the control reliability and accuracy,the level automation ,etc,the whole control system is constituted as following :CRT interface of man-machine conversation (with CPU),keyboard,PLC control system,motor driving machine,protection board,and relative control circuit.
The p8 system is used in PLC control system .It has high level of automation and applicable particularity for its opening structure and reasonable and clear network. Data sampling,process,control and man-machine conversation,control function which are communicated by connecting its communication module and CRT.
Secondly,according to collapsar technic,with the help of PDS7,the software for Automatic collapse,initiation task,trouble task has been programmed and debugged on the P8 system. The special task was separated from the main recycling task in software designing,all of these make the design simple and improve the system speed. This software has perfect performance that present the design,programming and debugging function. SFC was used in the main recycling task,The IL and ST language was used in the special task.
Finally,the Fuzzy control theories has been applied to the P8 system for control the pressure difference of gas side and pump side. The control system has been simulated. Simulation test show that the Fuzzy control system achieves desirable precision.
The research and development of the optical fiber preparation collapsar PLC control system has the important significance for realizing PLC control system made in our country early and improving the quality of the optical fiber preparation.
一套生产设备。该系统采用的是荷兰飞利浦公司P8系统。由于长期以来，外方技术
保密，不提供P8的开发装置和源程序，因此，长飞光纤光缆有限公司提出与武汉工
业大学合作，要求在联系生产实际的基础上，消化吸收国外先进技术，了解该系统，
开发出符合生产工艺要求的控制系统。
本文主要做了以下几方面工作：
首先，在了解光纤预制棒熔缩机工艺的基础上，剖析了长飞光纤光缆有限公司
的光纤预制棒熔缩机的软、硬件的特性，在国内首次组装了P8及开发系统，设计出
光纤预制棒熔缩机的硬件系统，并作了调试。
考虑到熔缩技术要求控制系统高度自动化和可靠性，整个控制系统采用人机接
口CRT（带智能CPU）；键盘，PLC-P8控制系统，电机驱动器，保护板及相应的控制
电路。
PLC-P8系统以开放的结构，合理透明的网络为基础，是一个高自动化和高可
靠性系统。用P8系统完成数据的采集、处理及控制，并通过其通信模块与CRT相连，
实现人机对话。
其次，系统软件平台是PDS7，根据熔缩工艺要求，我们编制了自动熔缩、初始
化、错误报警等程序，并通过P8系统的调试。藉助于开发系统PDS7，我们在软件
设计中，把特殊任务从主循环任务分离出来，使软件设计简捷明了，大大提高系统
运行速度。此软件具有设计、编程、调试于一体的高性能。设计中主循环任务采用
SFC编程，特殊任务采用TL或ST语言编程。
最后，在P8系统上，提出了应用模糊控制理论，对模管进气端（GS）和出气端
（PS）的压力差进行控制。绘制了模糊控制系统框图，编制了控制程序，且对系统
进行了仿真，仿真结果表明，达到控制精度要求。
本项目的研究和开发，为尽早实现光纤预制棒熔缩机控制系统国产化，不断提
高光纤预制棒的质量具有重要意义。
The optical fiber preparation collapsar PLC control system is a set of equipment that be using at the scene by YOFC. The P8 system of PHYLIPAS CO.. is used on the system.. Long time,Because of keeping secret of technology,the development kit of the P8 system and the original program did not be provided,So YOFO proposed to cooperate with Wu Han university of technology,and based on productive practice,to absorb these advanced techniques,to know the system and design an applicable collaperser machine control system.
The paper describes the work as follows.
First,based on the knowledge of collapsar technics,this paper analyzes the characteristic of optical fiber collaperser machine software system and hardware structure,A P8 system and it's development kit has been installed first in China,and the hardware system of the optical fiber preparation collapsar has been designed and debugged.
Considering many control qualities,such as,the control reliability and accuracy,the level automation ,etc,the whole control system is constituted as following :CRT interface of man-machine conversation (with CPU),keyboard,PLC control system,motor driving machine,protection board,and relative control circuit.
The p8 system is used in PLC control system .It has high level of automation and applicable particularity for its opening structure and reasonable and clear network. Data sampling,process,control and man-machine conversation,control function which are communicated by connecting its communication module and CRT.
Secondly,according to collapsar technic,with the help of PDS7,the software for Automatic collapse,initiation task,trouble task has been programmed and debugged on the P8 system. The special task was separated from the main recycling task in software designing,all of these make the design simple and improve the system speed. This software has perfect performance that present the design,programming and debugging function. SFC was used in the main recycling task,The IL and ST language was used in the special task.
Finally,the Fuzzy control theories has been applied to the P8 system for control the pressure difference of gas side and pump side. The control system has been simulated. Simulation test show that the Fuzzy control system achieves desirable precision.
The research and development of the optical fiber preparation collapsar PLC control system has the important significance for realizing PLC control system made in our country early and improving the quality of the optical fiber preparation.
引文
[1]杨宝弓．PLC在锅炉点火控制器中的应用．微计算机信息，2000．1：56～57
[2]吕景泉．PLC在自动化调节领域中的应用．电气传动，1998．3：47～48
[3]章浙根．STD工控机在铅锭定量浇注中的应用．工业控制系统应用，2000．6
[4]袁兆辉．S7—200 PLC在液袋式液压胀接机压力测控中的应用．微计算机信息，1999．4
[5]李惟宏，全自动智能小车送丝系统．工业控制系统应用，2000．6
[6]刘文峰，采用PLC改进进口燃油锅炉点火装置．自动化仪表，2000．5：35～36
[7]周恒磊．PLC离线仿真软件的设计及实现．微计算机信息，，2000．4：41～42
[8]卢景春．基于PLC的无线遥控邮政机器人控制系统．自动化仪表，2000．1：31～32
[9]黄友锐．光缆护套生产线PLC控制系统的设计．自动化与仪表，2000．4：23～24
[10]李洁．用PLC实现钠离子交换器的自动控制．自动化与仪表，2000．4：39～40
[11]朱俊．PLC在电力系统操作电源监控系统中的应用．电气自动化，2000．5：55～56
[12]朱俊．PLC在粮库自动控制系统中的应用．电气自动化，2000．5：52～53
[13]刘强．S7200在新型电除尘器电磁振打控制中的应用．微机算机信息
[14]韩晓东．热锯机自动控制系统．工业控制系统应用，2000．6
[15]任小梅．裁断机自动控制系统的设计．自动控制系统应用，2000．6
[16]张明．PLC在硅胶自动添加变频调速控制系统中的应用．自动化仪表，2000．4：48～49
[17]张祥永．PLC在FMS中的应用．计算机信息，2000．5
[18]潘宗玲．PLC再卷烟透明纸包装机测控系统改造中的应用．自动化与仪表，2000．9：33～34
119]詹国华．微机控制饲料配料系统的开发应用．工业控制系统应用，2000．6
[20]杨长能．PLC计时器、计数器设定值的外设定方法．电气传动，1998．3：44～46
[21]孙晓东．建筑板材自动包装线PLC控制系统的设计．微计算机信息，2000．4：32～33
[22]李敏．可编程控制器的发展道路和方向．全国工业控制系统应用论文集，21～22
[23]P8 System Basic Course,PHILIPS
[24]P8 rack link,Automation System
[25]Philips Process and Machinery Automation
[26]New Collapser POB YOFC 1997
[27]Process Develop System Manual For P8 system,Philips.Ltd,1996
[28]LONG COLLAPSER,Manual Optical Fiber,YOFC,POI=Y,23-025
[29]Toholakian.A,Hales,W.M.M PN, PLC A Methdology for designing, simulating and coding,PLC based Control systems using Petrinets, International journal, research,1997 35(6):1742～1762
[30]SB,Series of Motion,Control Modules,Technical Manual.Rer,3.0, CA,C,S,Electronics Ltd.
[31]Kyeonghoon.Koo and Wook Hyun. Kwon,"Predicting Execution Time of Relay Ladder Logic for Programmable Logic Controller" IEEE Control system, PP670-675 Feb 1996
[32]郭宗江．可编程序控制器及通信网络技术．人民邮电出版社
[33]余永权．单片机模糊逻辑控制．人民邮电出版社．1995
[34]任作新．远距离的SPLC控制直流电机位置系统．微计算机信息，1999．6
[35]黄教民．可编程控制系统的实现．全国工业应用论文集
[36]徐德．轧钢厂回辊轧机液压PLC控制系统．工业控制计算机 1998．2
[37]宋伯生．可编程控制器．中国劳动出版社
[38]陈理君，符建豪，微机模糊控制．武汉工业大学出版社
[39]杨长能．可编程控制器抗干扰能力的探讨．全国工业控制系统论文集
[40]朱善君．可编程控制系统原理与应用、维护．清华大学出版社 1992
[41]赵拓森．光纤数字通讯．人民邮电出版社
[42]预制棒熔缩工艺的自动化系统专题合同．1998．12
[43]模糊控制中解模糊方法的研究、控制与决策．1997．7 vol．12，No．1
[44]Yang Li, Chen Lijun, et. A New AI Control and Its Application to shuttle Kilm Temperature Control System.The International Conference on Artifical Intelligence for Engineering Proceedings ICAIE'98, 1998.6:145～148
[45]陈理君，杨立，余伟等. A Self-Organizing Fuzzy Controller and Its Application to tunnel Kiln Temperature Control System 1999 ACM Symposium on Applied Computing
[46]A self-organizing Fuzzy Logic Controller for Dynamic Systems Using a Fuzzy Auto-Regressive Moving Average(FARAM) Mode,IEEE TRANSACTIONS ON FUZZY SSTEM, 76(1995)25-451
[47]李士勇．模糊控制、神经控制和智能控制论．哈尔滨工业大学出版社，1995
[48]顾占松，陈铁军．可编程控制器原理与应用
[49]杨莉，周瑛．火焰切割机控制系统．自动化应用技术，2001．6：138～139
[50]杨莉，朱永平．冰箱门体自动浇注控制系统．中国高等教育研究论丛，2001第20卷 第4册：125～128
[2]吕景泉．PLC在自动化调节领域中的应用．电气传动，1998．3：47～48
[3]章浙根．STD工控机在铅锭定量浇注中的应用．工业控制系统应用，2000．6
[4]袁兆辉．S7—200 PLC在液袋式液压胀接机压力测控中的应用．微计算机信息，1999．4
[5]李惟宏，全自动智能小车送丝系统．工业控制系统应用，2000．6
[6]刘文峰，采用PLC改进进口燃油锅炉点火装置．自动化仪表，2000．5：35～36
[7]周恒磊．PLC离线仿真软件的设计及实现．微计算机信息，，2000．4：41～42
[8]卢景春．基于PLC的无线遥控邮政机器人控制系统．自动化仪表，2000．1：31～32
[9]黄友锐．光缆护套生产线PLC控制系统的设计．自动化与仪表，2000．4：23～24
[10]李洁．用PLC实现钠离子交换器的自动控制．自动化与仪表，2000．4：39～40
[11]朱俊．PLC在电力系统操作电源监控系统中的应用．电气自动化，2000．5：55～56
[12]朱俊．PLC在粮库自动控制系统中的应用．电气自动化，2000．5：52～53
[13]刘强．S7200在新型电除尘器电磁振打控制中的应用．微机算机信息
[14]韩晓东．热锯机自动控制系统．工业控制系统应用，2000．6
[15]任小梅．裁断机自动控制系统的设计．自动控制系统应用，2000．6
[16]张明．PLC在硅胶自动添加变频调速控制系统中的应用．自动化仪表，2000．4：48～49
[17]张祥永．PLC在FMS中的应用．计算机信息，2000．5
[18]潘宗玲．PLC再卷烟透明纸包装机测控系统改造中的应用．自动化与仪表，2000．9：33～34
119]詹国华．微机控制饲料配料系统的开发应用．工业控制系统应用，2000．6
[20]杨长能．PLC计时器、计数器设定值的外设定方法．电气传动，1998．3：44～46
[21]孙晓东．建筑板材自动包装线PLC控制系统的设计．微计算机信息，2000．4：32～33
[22]李敏．可编程控制器的发展道路和方向．全国工业控制系统应用论文集，21～22
[23]P8 System Basic Course,PHILIPS
[24]P8 rack link,Automation System
[25]Philips Process and Machinery Automation
[26]New Collapser POB YOFC 1997
[27]Process Develop System Manual For P8 system,Philips.Ltd,1996
[28]LONG COLLAPSER,Manual Optical Fiber,YOFC,POI=Y,23-025
[29]Toholakian.A,Hales,W.M.M PN, PLC A Methdology for designing, simulating and coding,PLC based Control systems using Petrinets, International journal, research,1997 35(6):1742～1762
[30]SB,Series of Motion,Control Modules,Technical Manual.Rer,3.0, CA,C,S,Electronics Ltd.
[31]Kyeonghoon.Koo and Wook Hyun. Kwon,"Predicting Execution Time of Relay Ladder Logic for Programmable Logic Controller" IEEE Control system, PP670-675 Feb 1996
[32]郭宗江．可编程序控制器及通信网络技术．人民邮电出版社
[33]余永权．单片机模糊逻辑控制．人民邮电出版社．1995
[34]任作新．远距离的SPLC控制直流电机位置系统．微计算机信息，1999．6
[35]黄教民．可编程控制系统的实现．全国工业应用论文集
[36]徐德．轧钢厂回辊轧机液压PLC控制系统．工业控制计算机 1998．2
[37]宋伯生．可编程控制器．中国劳动出版社
[38]陈理君，符建豪，微机模糊控制．武汉工业大学出版社
[39]杨长能．可编程控制器抗干扰能力的探讨．全国工业控制系统论文集
[40]朱善君．可编程控制系统原理与应用、维护．清华大学出版社 1992
[41]赵拓森．光纤数字通讯．人民邮电出版社
[42]预制棒熔缩工艺的自动化系统专题合同．1998．12
[43]模糊控制中解模糊方法的研究、控制与决策．1997．7 vol．12，No．1
[44]Yang Li, Chen Lijun, et. A New AI Control and Its Application to shuttle Kilm Temperature Control System.The International Conference on Artifical Intelligence for Engineering Proceedings ICAIE'98, 1998.6:145～148
[45]陈理君，杨立，余伟等. A Self-Organizing Fuzzy Controller and Its Application to tunnel Kiln Temperature Control System 1999 ACM Symposium on Applied Computing
[46]A self-organizing Fuzzy Logic Controller for Dynamic Systems Using a Fuzzy Auto-Regressive Moving Average(FARAM) Mode,IEEE TRANSACTIONS ON FUZZY SSTEM, 76(1995)25-451
[47]李士勇．模糊控制、神经控制和智能控制论．哈尔滨工业大学出版社，1995
[48]顾占松，陈铁军．可编程控制器原理与应用
[49]杨莉，周瑛．火焰切割机控制系统．自动化应用技术，2001．6：138～139
[50]杨莉，朱永平．冰箱门体自动浇注控制系统．中国高等教育研究论丛，2001第20卷 第4册：125～128