摘要：针对光伏玻璃生产输送过程中使用的在线式垂直输送系统开发设计，研究提出一种基于西门子1500系列高性能CPU1515为软件开发及运行载体的软件控制系统统设计方法。首先，通过系统需求分析搭建硬件组态，基于需求分析建立玻璃在线式垂直输送系统的软件的实现方法；其次，基于西门子1500系列高性能CPU1515为软件开发及运行载体，搭建出玻璃在线式垂直输送系统的操作主界面建，在此基础上开发出系统参数设置界面、系统OMAC界面、高级参数设置和手动控制设置界面，完成控制软件的开发。

关键词：控制软件架构；通信结构；软件使用方法；操作界面

中图分类号：TP13    文献标识码：A

为满足人民对日益增长的美好生活需要，2020年以来玻璃生产及深加工行业已成为政策红利市场，国务院政府报告指出玻璃生产及深加工行业将会有利于提高民众生活质量。无论从外部宏观环境来还是行业发展的新政策、新法规，玻璃生产及深加工行业持续需求火热，资本利好玻璃生产及深加工领域，行业发展长期向好[1]。近年来，中国装备工业整体实力不断提升，尤其是智能制造等高端装备制造业蓄势待发，成为科技与产业融合发展的新亮点，而玻璃行业的生产及深加工设备的投入使用，有效地提高民众生活质量；特别是冷端光伏玻璃在线式垂直输送系统的应用，能有效的解决玻璃在上下楼之间的穿梭，解决玻璃的搬运工作，大大提高生产效率。现阶段玻璃生产及深加工智能化升级技术已经是一种不可逆的发展趋势。

玻璃市场热度高涨，其应用场景得到跨越式发展的根本原因在于技术、安全、品种的革新。行业用户需求的爆发式增长极大丰富了玻璃生产及深加工的应用场景，同时促使玻璃装备不断升级和质量改进，进一步满足用户的新需求，这些都有利于产业进一步发展。多方的推动使得玻璃深加工应用得到爆发式发展[2]。

本文为实现玻璃生产线中玻璃在上下楼面之间的输送，基于蚌埠凯盛冷端光伏玻璃在线式垂直输送系统进行的控制软件架构、通信结构、软件使用方法、操作界面的设计。

1.基于高性能CPU1515基站的软件架构

本软件是基于西门子1500系列高性能CPU1515为软件开发及运行载体[3]，通过S7-1500 运动控制功能实现轴的受控定位和行进：速度控制轴、定位轴、同步轴、外部编码器、凸轮、凸轮轨迹和测量输入。跟踪功能适用于排除用户程序中的错误和/或优化。使用跟踪和逻辑分析器功能，可记录设备变量并对记录进行评估。如，CPU 中驱动参数变量、系统变量和用户变量。设备将保存记录结果。如果需要，可读取并永久保存记录结果（使用组态系统 （ES））。因此，轨迹和逻辑分析器功能适用于监视高度动态的过程。跟踪记录也可以通过 Web 服务器进行显示。执行侧使用SEWMDX61B系列的高性能伺服驱动器，从而实现玻璃进行高效精准的位置定位。

2.玻璃在线式垂直输送系统的硬件实现形式

基于西门子1500系列高性能CPU1515为软件开发及运行载体，搭建出玻璃在线式垂直输送系统的硬件组态[4]。

玻璃在线式垂直输送系统的软件的实现方法可概括如下：

第一步：通过状态机启动按钮开启设备，为了防止操作人员可能会对设备启动误操作。加入3S的滤波进行防误碰保护。当设备启动完成后，会自行向线控发送“准备好”信号，进入第二步。

第二步：当玻璃到达时，接收到线控发来的“申请进片”，以此信号配合单元1的入口光电，此时信号上升沿触发，伺服电机开始定位，并复位“准备好”信号。当伺服电机定位完成后，反馈“Standstill”信号给CPU，CPU计算出当前空余层的位置，并控制提升电机开始动作。此时当前层任务结束。已接片完成的层数，在这里会被显示绿色占用。

第三步：当单元1 完成全部接片任务后，开始检测单元2是否准备好，是的话则开始往单元2进行整体传送，否则继续等待，直至单元2准备好。单元2往单元3传送的原理同上。为了系统更安全可靠，在每个单元之间的入口处添加了光电判断逻辑，当光电开关动作的情况下，不允许进行提升动作，以此保证人员和设备的安全。

3.玻璃在线式垂直输送系统的操作界面

3.1系统操作主界面

基于西门子1500系列高性能CPU1515为软件开发及运行载体，搭建出玻璃在线式垂直输送系统的操作主界面。

1）OMAC状态机[5]：OMAC的启动与停止，模式切换以及故障清除。根据安全协议，不管任何模式的切换，都需要将OMAC切换至停止状态。

2）电机信息及目标位置：CPU实时对各单元的每层皮带装置进行空闲扫描，扫描完成后，这里将显示实际的目标层数，然后提升电机开始动作，动作的同时M字样变为绿色，表示电机处于运行状态。

3）交互信号：当穿梭机准备好时，“允许进入”信号灯由灰变绿，当线控上的玻璃到达穿梭机入口时“正在进片”信号灯由灰变绿。

4）程序步： 当程序步为“0”时，表示当前单元为空闲状态，非“0”时表示当前单元有任务在执行。

3.2 系统参数设置界面

系统参数设置界面，可进行以下操作：

1）自动速度设定：设备自动模式下的运行速度（0-900mm/s）。

2）手动速度设定：手动模式下的运行速度。

3）接片偏移修正：正数时，提升装置往上偏移；负数时则往上偏移。

4）控制面板：为了用户可实时进入操作载体后台，这里添加了控制面板运行脚本，点击可立即进入后台。

4  结论

本文提出一种基于西门子高性能CPU1515基站的光伏玻璃在线式垂直输送系统控制软件开发，得到了以下结论：

1）基于西门子高性能CPU1515基站的控制系统的需求分析，建立光伏玻璃在线式垂直输送系统控制软件的用例流程，同时搭建出玻璃在线式垂直输送系统的硬件组态。

2）基于西门子1500系列高性能CPU1515为软件开发及运行载体，搭建出玻璃在线式垂直输送系统的操作主界面，系统参数设置界面以及其余参数设置。

3）经过对玻璃在线式垂直输送系统的软件的模拟调试，进一步完善软件控制系统的开发，以达到所设定控制功能要求。

参考文献

[1]王仁宏，王倩．正确认识我国社会主要矛盾的转化[D]．北京：人民日报，2018：3-30．7版

[2]刘杨. 2023年7月份平板玻璃行业运行情况[J]. 北京：中国建材. 2023：9-18. 10版

[3]朱建芸．西门子进一步扩大其安全控制器产品阵容[J]. 杭州：轻工机械。2016，34（04）

[4]丁红汉，李春晓，杨培光．一种平板玻璃连续垂直输送系统[J]．上海：玻璃搪瓷与眼睛，2022：2-20．2版

[5]李茂月，富宏亚，韩振宇，徐震．基于机床行为模型的恒负荷切削在线适应控制研究[J]．哈尔滨：计算机集成制造系统，2013：7-15．7版

作者简介：耿职，男，汉族，籍贯：江苏省盐城市，学历：本科，1987.03.15，研究方向：机械工程