一.高速旋杯自动静电喷涂机（ESTA）系统应用现状

近十五年，中国汽车工业迅速发展，自1992年汽车产量突破一百万辆之后，一直保持着较高的增长速度，并重点发展轿车生产，大规模引进国际先进技术，兴建了包括上海大众在内的一批现代化轿车生产基地。2005年轿车产量达到295.8万辆。中国汽车工业中以涂装技术为主的表面工程技术已接近或达到当前国际先进水平。需特别指出的是，中涂和面漆的涂装是车身涂装中为重要的环节，它将直接影响汽车的装饰性、耐候性和外观，其涂料品种和涂装技术也是汽车涂装工艺中发展快的，历来受汽车厂家的重视。中涂和面漆涂装普遍采用高速旋杯自动静电喷涂机（ESTA），以提高漆膜外观质量和油漆利用率。自1994年上海大众引进条采用高速旋杯自动静电喷涂机生产线以来，目前一汽大众、上海通用、东风神龙、广州本田、北京现代等公司都采用了高速旋杯自动静电喷涂机，据不完全统计，目前共有60多套高速旋杯自动静电喷涂机服役于汽车涂装线。

目前国内轿车涂装线高速旋杯式自动静电喷涂机成套设备技术主要由DUERR、ABB、SAMES、ESSENMANN、大气社等国际设备提供商提供。从1994年国内从美国ABB引进套高速旋杯式自动静电喷涂机使用至今也已12年，系统采用的是80年代末技术，特别是系统监控用硬件及软件，随着电气设备的老化，无论从使用寿命、维修费用、备件供应等方面都对使用厂家无疑是新的挑战。今后一段时期内，国内较早引进ESTA生产线的厂家都将面临这些问题。如采用全新投入，一方面投资费用高，另一方面更新改造周期长，都是不能接受的。因此，我们采用西门子SIMATIC先进的控制技术,对静电喷涂机的控制系统、网络系统和人机界面监控系统进行更新改造。这样投入少、工期短，。

 当子程序被调用时，系统分配局部变量区给子程序；子程序执行完成后，该局部变量区被释放。释放时其中存贮的值也同时丢失，不能再下一扫描周期再被子程序使用。
    局部变量区的大小为64个字节，其中后4个字节被系统所占用，实际可供子程序使用的为60个字节。
    由于局部变量区的数据不能带到上一扫描周期，因此只能用于存迪程序运算中的中间值，可以减少对全局变量区的占用。
    由于局部变量区在子程序被调用时才被分配，且分配时并不对数据区进行初始化，所以其初始值是不确定的。因此在程序中用到这些存贮区的值的指令前，必须有对该存贮区地址的赋值操作，否则可能会出现错误的执行结果。尤其在子程序中存在大量的跳转指令时，很容易出现漏掉对局部变量赋值的情况，要格外注意。 
    每个子程序调用的输入／输出参数的大限制是16，如果您尝试下载的程序超过此一限制，IN和out加起来共16个超过16个就会出错，本人做一个程序的时候发现了这个问题，在这里提醒各位同行。    1、子程序或者中断程序不能访问分配给主程序的局部存储器。子程序不能访问分配给主程序、中断程序或者其他子程序的局部存储器。同样的，中断程序也不能访问分配给主程序或子程序的局部存储器。 
    2、有关局部变量：S7-200有64个字节的局部存储器，其中60个可以用作临时存储器或者给子程序传递参数。
    如果用梯形图或功能方块图编程，STEP7--Micro/WIN保留这些局部存储器的后四个字节。
    局部存储器和变量存储器很相似，但只有一处区别。变量存储器是全局有效的，而局部存储器只在局部有效。全局是指同一个存储器可以被任何程序存取(包括主程序、子程序和中断中断程序程序)。局部是指存储器区和特定的程序相关联。S7--200给主程序分配64个局部存储器；给每一级子程序嵌套分配64个字节局部存储器；同样给中断程序分配64个字节局部存储器。
    子程序或者中断程序不能访问分配给主程序的局部存储器。子程序不能访问分配给主程序、中断程序或者其他子程序的局部存储器。同样的，中断程序也不能访问分配给主程序或子程序的局部存储器。S7--200 plc根据需要分配局部存储器。也就是说，当主程序执行时，分配给子程序或中断程序的局部存储器是不存在的。当发生中断或者调用一个子程序时，需要分配局部存储器。新的局部存储器地址可能会覆盖另一个子程序或中断程序的局部存储器地址。
    局部存储器在分配时PLC不进行初始化，初值可能是任意的。当在子程序调用中传递参数时，在被调用子程序的局部存储器中，由CPU替换其被传递的参数的值。局部存储器在参数传递过程中不传递值，在分配时不被初始化，可能包含任意数值。
   3、CPU226的项目中多可以创建128个子程序，其他CUP可以创建64个子程序。子程序可以嵌套调用，即在子程序中调用别的子程序，一共可以嵌套8层。在中断程序中调用的子程序不能再调用别的子程序。不禁止递归调用(子程序调用自己)，但是应慎重使用递归调用。
   4、子程序中的定时器：停止调用子程序时，线圈在子程序内的位元件的ON/OFF状态保持不变。如果在停止调用时子程序中的定时器正在定时，100ms定时器将停止定时，当前值保持不变，重新调用时继续定时；但是1ms定时器和10ms定时器将继续定时，定时时间到时，它们的定时器位变为1状态，并且可以在子程序之外起作用。
    如何输入个局部变量赋值欲在局部变量表中赋值，请遵循以下步骤:
    1.    确保正确的POU在程序编辑器窗口中显示，如有必要，点击所需的POU标记。（因为每个POU都有自己的局部变量表，您需要确保对正确的POU赋值。）
    2.    如果局部变量表处于隐藏状态，下拉水平分裂条，显示局部变量表。
    3.    为需要定义的变量选择具有正确说明类型的行，在"名称"域中为该变量键入一个名称。（如果您在OB1或中断例行程序中赋值，局部变量表只包含TEMP变量。如果您在子程序中赋值，局部变量表包含IN、IN_OUT、OUT和TEMP变量。）您不需要在局部变量表中的变量名前加井号。井号只用在程序代码中的局部变量前。    注释：
   *  局部变量名多可包含23个字母数字字符和下划号，也可包含扩展字符（ASCII 128至 ASCII 255）。个字符只能是字母或扩展字符。将关键字用作符号名属于非法，名称的个字符是数字，或名称包含非字母数字字符或扩展字符集中的字符也属于非法。
   **  局部变量表变量名被下载并存储于CPU内存中，使用较长的变量名可能减少用于存储程序的内存空间。
    4.    在"数据类型"域中点击鼠标指针，并使用列表框为局部变量选择适当的数据类型。
    注释：
    当您将局部变量指定为子程序的参数时，您必须保证为局部变量指定的数据类型不与子程序调用中使用的操作数发生冲突。为"名称"和"数据类型"域提供数值后，程序编辑器会自动为局部变量指定L内存地址。
如何在局部变量表中输入附加赋值
   对于OB1和中断例行程序，局部变量表显示一组已被预先定义为TEMP变量的行。在OB1或中断例行程序中，只能使用这种说明类型。欲在表中增加更多行，只需点击后一行中的一个单元格，然后使用ENTER键移过该行并向下移动，即自动生成一个新行。
   对于子程序，局部变量表显示按照以下顺序预先定义说明类型的一组行：IN、IN_OUT、OUT和TEMP。您不能改变该顺序。局部变量在该表中的顺序必须符合当您为子程序调用指令进行操作数赋值时对应的操作数顺序。如果您希望增加附加局部变量，必须用鼠标右键点击现有行，并使用弹出菜单插入与点击行类型相同的另一局部变量。选择插入（Insert）> 行（Row），在所选行的上方插入新行，或选择插入（Insert）> 行下方（Below Row），在所选行下方插入新行。

二.高速旋杯自动静电喷涂机控制系统原理与网络结构

高速旋杯式自动静电喷涂机，其工作原理是将油漆通过在高速(高每分钟6万转)下转动的旋杯，使其得到充分的雾化，并在高压(直流10万伏)静电场的作用下，使带电荷的油漆微粒被均匀地吸附到工件表面，形成光亮、平滑牢固的漆面。高速旋杯式自动静电喷涂机主要包括：自动喷涂设备中的核心部件高速旋杯雾化单元、高压单元、换色单元、成形空气单元、仿型运动单元、流量单元、保护单元及其相应的自动控制与管理单元。我们以西门子PLC为基础的控制系统，根据静电喷涂原理，有机地控制各个单元动作，形成自动的静电喷涂工艺过程。

ESTA的网络系统一般可分为2层，即设备控制层和监控管理层。以下两种实现方案：

1、设备控制层--现场总线

设备控制层由主控制PLC（如西门子S5、S7系列）、操作控制台、所有控制单元（如雾化、高压、换色、成形空气、仿型运动、流量）及其现场执行器件、传感器件（如电磁阀、气动单元、光电传感器、流量计等）组成，并通过现场总线Profibus使之组成有机的设备控制层。所有分布式I/O产品都按一定的控制范围安装于分布式I/O控制箱内，尽可能减少硬件布线及故障点，提高整个系统的稳定性，同时也方便了今后系统的维护。

2、监控管理层现--工业以太网

监控管理层采用工业以太网的方式实现，连接着主控制PLC与上层HMI设备，编程设备以及相关设备。工业以太网卡在PLC上为CP1430接口模板, HMI设备上为CP1613接口模板。WinCC工业组态软件通过工业以太网与主控PLC交换数据。工业以太网在自动化行业中的应用是工厂自动化技术与IT技术、互连Internet技术结合的产物，成为未来可能的制造业电子商务技术、网络制造技术雏形。本方案中采用工业以太网充分考虑到了其具有的协议通用性、数据传输速率高等特点以及开发应用程序周期短优点。采用工业以太网方式实现的监控管理层主要由主控制PLC、HMI及其编程设备组成，通过TCP/IP方式实现与监控计算机进行数据交换。同时可更方便地向上组成工厂生产控制系统（FIS），顺应了当前汽车行业订单制造的发展趋势。

三.ESTA监控系统的自主开发与应用

各家设备供应商为了各自的专利技术与技术保密，监控系统都采用各自开发的人机界面软件或SCADA系统。如早期的ABB直接用C语言开发DOS环境下的界面软件，DUERR的ECO RC2 (Keba)系统。本文作者通过现场使用，结合在轿车涂装行业应用的特殊性，应用目前较流行的人机界面组态软件自主开发，如：InTouch、WinCC、组态王等，实现HMI监控功能。本次就采用了西门子WinCC工业组态软件，根据我们对ESTA生产线的工艺和设备多年使用经验和理解，成功开发了ESTA监控系统，并顺利地投入在生产中使用，至今一直稳定运行。同时通过项目开发，我们厂家也拥有了有关ESTA方面自主知识产权。

1.监控系统的硬件及软件配置

系统硬件主要由西门子面板式IPC PC 670（500 MHz Inbbb Pentium CPU、15"TFT显示器、薄膜键盘、集成鼠标）、PLC（S5-155U 948）和工业现场总线Profibus（CP1430、CP1613、IM308/318）三大部分组成。

系统软件主要由操作系统Microsoft bbbbbbs 2000 Professional、SIMATIC WinCC V 5.1工业组态软件、Step 5编程软件及COM5431通讯设置软件组成。