秦皇西门子S7-300代理商

1  引言 

     发动机装配线PLC控制系统，主要针对包括转台、举升台、举升转移台、翻转机五种工位的控制。在汽车发动机装配过程中，由于被装配零件的多样性，需要在装配线的每个工段适当调整发动机的方位以方便装配零件。装配线上共计20余个工位，包括7个普通转台、2个维修转台、4个无滚轮举升台、7个单向滚轮举升台以及2个翻转机。

     整个被控对象包括22个工位,每个工位上包含必需的转移电机或举升电机,此外还有32个生产线传输电机。每个工位均由一个ET200S和一个ET200eco从站组成,用于该工位的I/O点数据采集和发送以及分散控制。

 2  系统结构及功能
     系统包括操作员站、工程师站、自动化系统、网络和现场I/O站等几个部分。
 系统各部分功能:

     操作员站:提供全汉化人机界面，实现控制系统的监控操作功能(操作、显示、报表、报警、趋势)，并且可以在人机界面上直接查看对应的step7源程序。

 工程师站:用于系统的组态和维护。

 自动化系统:使用SIMATIC控制器完成回路调节和逻辑运算。

 现场I/O站:使用现场总线技术，在设备现场直接采集现场仪表的信号,控制现场的执行机构。

 现场总线ProfiBus:用于连接控制单元与操作员站以及管理网络。
  
     本系统采用PLC300CPU和CP342-5、CP343-1的接口模块相连构成系统的主站。CP342-5是用于连接S7-300和profibus-DP的主/从站接口模块，CP 343-1是用于连接S7-300和工业以太网的接口模块。在该控制系统中，除了上述主站外，从站是由22个ET200S和22个ET200eco组成，分别分布在两条profibus网络上。CPU上自带的profibus-DP接口构成profibusⅠ线，CP 342-5接口模块构成profibusⅡ线。

 系统配置功能图如图1所示:

     系统中ET200S从站上采用的IM151-1接口模块有两种: 基本型和标准型，基本型的接口模块所能挂接的电源管理模块和I/O模块个数范围为2~12个，标准型的接口模块其范围为2~63个。所以当从站I/O模块较多时，宜选用标准型的接口模块。接口模块上带有profibus地址设定拨码开关。

    系统中ET200eco从站中选用了8DI和16DI两种模板，模板结构紧凑，模板的供电采用7/8’电源线，模板的通讯采用M12通讯接头。接线灵活而快速，方便拔插。其接口模块上带有2个旋转式编码开关用于profibus地址分配。
 网络设备按照适应工业现场环境的程度，以及生产线的布局来考虑选用不同防护等级。控制箱中的模块采用防护等级为20的ET200S I/O模块，对应每个控制箱的还有一个防护等级为67的ET200eco模块，置于生产线滚轮下方，由于该模块需要接触到现场较为恶劣的生产环境，因此需要有防水防油防尘等功能。 

 3  目标控制系统
 3.1  系统设计

     汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程。由于工艺的繁琐性，工程的计算机控制系统考虑采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC为核心构成的计算机控制系统，各独立工位控制系统之间通过网络实现数据信息、资源共享。该装配线在整个生产过程中较为关键，由于每个工位之间是流水线生产，因此每个环节的控制都必须具备高可靠性和一定的灵敏度，才能保证生产的连续性和稳定性。从站中的每个ET200S站和其对应的ET200eco站共同构成一个工位, ET200eco主要是采集现场数据之用。ET200S站的模块置于小型控制箱内, 对于工位的基本操作有两种方式，就地控制箱手动方式和就地自动方式。由于每个控制工位的操作进度不一致，操作工可以按照装配要求进行手自动切换。特殊情况下亦可通过手动操作进行工件位置的修正。

     安装在各工位的分布式I/O模块ET200S和ET200eco通过现场检测元件和传感器将系统主要的监控参数(主要是开关量)采集进来，ET200S和ET200eco将现场模拟量信号转换为高精度的数据量，通过高速度可达12M的Profibus-DP现场总线网络将采集数据上传到中央控制器，控制器根据具体工艺要求进行处理，再通过Profibus-DP网络将控制输出下传给ET200S，实现各工位的控制流程。PROFIBUS是全球应用广泛的过程现场总线系统。PROFIBUS有三种类型:FMS、DP和PA。PROFIBUS-FMS可用于通用自动化;PROFIBUS-DP用于制造业自动化;PROFIBUS-PA用于过程自动化。使用PROFIBUS过程现场总线技术可以使硬件、工程设计、安装调试和维修费用节省40%以上。PROFIBUS-DP的技术性能使它可以应用于工业自动化的一切领域，包括冶金、化工、环保、轻工、制药等领域。除了安装简单外，它有极高的传输速率，可达12Mbits/s，通讯距离可达到1000米，如果加入中继器可以将通讯距离延长到数十公里，具有多种网络拓扑结构(总线型、星型、环型)可供选择。在一个网段上多可连接Profibus-DP从站即ET200S或是ET200eco 32个。

一、概述
 可编程序控制器是在微处理器的基础上发展起来的一种新型的微型计算机控制器。由于它把微型计算机技术和继电器控制技术融合在一毡，国此它兼具计算机的功能完备，灵活性强，通用性好和继电接触器控制简单易懂，维修方便等双重优点，形成以微电脑为核心的电子控制设备。可编程序控制器技术在世界上己广泛应用，成为自动化系统中的基本电控装置。在我国，近几年来，可编程序控制器的应用推广工作已取得较大成效。根据我国大力发展新型的机电一体化产品以推动机械产品的更新换代和实现生产过程自动化的需要，在全国正在形成应用可编程序控制器(PLC)的热潮。
 在为某陶瓷厂研制73.62 米玻化墙地砖辗道窑电器控制系统的任务中，根据该项控制工程的要求，采用了PPC31 可编程序控制器对该项目中的动力系统及煤气安全系统，信号及报警系统进行控制。
 二、机型选择
 ATCS PPC31 控控制制器器
 ---从传统的PLC 到基于PC 的SOFTPPC 控制器具有以下特点：
 多任务、在线编程、与A-B 指令兼容、以太网、WEB 服务器、JAVA C/C++支持等等。CPU31 CPU 模块与电源供应模块、CPU 基架一起构成一套TCS PPC31 的基础。CPU 基架能容纳一个CPU 模块，一个电源供应模块，及分别提供4、6、8 个I/O 槽。PC-104 基架能容纳一个CPU 模块，一个电源供应模块，提供4 个I/O 槽。如果为I/O 模块提供SOLT 槽的CPU 基架不够，则可用扩展型I/O 槽基架，6-8 槽的都可以。CPU31 允许一个CPU 基架可扩展达三个I/O 基架。这种配置叫本地工作站。CPU31/R 已建立远程I/O 控制能力。增加本地工作站可以连接达15 个远程站。本地站与后一个远程工作站的大距离为20000 英尺.
 由于本控制系统均属开关量控制，并根据输入输出点数的要求，我们选用了一套PPC31系统。系统配置如下图所示：
 

 三、玻化墙地砖棍道窑动力系统控制要求的实现
 该生产设备的动力系统主要有主传动电机和抽烟，助燃，抽热和急冷四台风机的拖动电动机。四台风机各有主，备两套电机，以保证某台电机出现故障时，备用的一台及时投入。主传动系统要求稳定运行并具有良好的调速性能，在这里我们采用一台变频调速器进行主传动电机调速，由可编程序控制器PLC 提供主传动离合器联锁信号及正反转控制，运行指示及失电，超载报警等信号。
 四台风机的风量控制对该生产过程的控制具有至关重要的作用，下面重点介绍一下四台风机电动机的PLC 控制方案。
 这四台风机均选用正常工作时为Δ接法的Y 系列电动机拖动，电机容量分别为22KW 和18.5KW。在投入及工作时四台电机具有联锁要求，如台电机起动后第三台电机才能起动；台电机停机，第二台也须停机等。为减小起动时启动大电流的影响，每台电机均要求进行Y—Δ 换接启动。
 四、煤气安全阀控制及信号指示系统
 该部分是由PLC 检测电机运行及各种压力，设备状态信息，发出各种指示或报警信号，提醒值班人员作各种相应处理。如当抽烟风机，助燃风机停转，煤气压力过高，过低，窑炉温度过热，上述任一非正常情况出现时，应立即切断煤气供应，关闭煤气总阀。上述控制要求的实现，是通过PLC 检测各压力信号及电机工作状态信号，经内部程序逻辑处理，由输出控制信号点燃各工作指示灯或报警灯，或控制煤气总阀使之打开或关闭。
 五、结束语
 由TCS PPC31 PLC 控制的玻化墙地砖辗道窑动力系统，经投入运行一年多来，工作稳定，操作简便，可靠性高，控制方便灵活。利用德维森公司的PPC31 系列PLC 进行生产过程控制是一种行之有效的方法，值得进一部推广.

 1、引言 

     水处理是长期以来倍受关注的领域之一，它是改善居民生活环境、tigao人民健康水平的重要手段。旋转流管式膜微滤水处理装置是一种新的水处理工艺，它采用OMRONPLC对整个工艺流程进行控制，采用Inbbblution公司的FIX6.1组态软件对整个工艺流程进行动态实时显示，实现了对liuliang和压力瞬时值的数据采集、显示及曲线记录，以及各种事故的报警控制等功能。 

     2、系统工艺流程及控制要求 

     (1)工艺流程 

     旋转流管式膜微滤水处理工艺流程如图1所示，被控系统有两套净化装置，这两套净化装置不允许同时工作，当一套处于净化状态时，另一套应处于反冲状态或备用状态。净化时，进水加压泵M1工作；反冲时，反冲加压泵M2工作。不论是在净化状态还是在反冲状态，均有相应的仪表对liuliang和压力信号进行检测和记录。 

     (2)系统的控制要求 

     根据工艺流程，对所设计的控制系统提出以下要求： 

     ①将开关SA打到微机控制状态，在微机控制界面上起动Ⅰ套净化装置，由接触器KM1控制进水加压泵M1（由变频器控制）工作，同时电磁阀YVX11及YV112、YV113、YV114（后三个阀由KM1通过中间继电器KA1控制）打开，控制Ⅰ套的净化工作。 

     ②Ⅰ套进行净化工作时，通过压力表PIT1、PIT2，liuliang计FIT1、FIT2、FIT5对其管道中的压力与liuliang进行监测。当liuliang计FIT5所检测到的liuliang值小于某一给定的liuliang值时，说明Ⅰ套的净化装置由于杂质堵塞而效率过低，此时应使Ⅰ套停止净化，加压泵M1停止工作，电磁阀YVX11、YV112、YV113、YV114关闭；进行Ⅰ套反冲洗，由KM2控制的反冲泵M2工作，电磁阀YVX21、YV122和YV123打开（反冲工作一段时间后自动停止）；Ⅰ套反冲洗的同时，起动Ⅱ套净化装置进行净化。 

     ③Ⅱ套装置净化时，由接触器KM1控制的进水加压泵M1（由变频器控制）工作，同时电磁阀YVX11及YV212、YV213、YV214（后三个阀由KM1通过中间继电器KA3控制）打开，同时通过压力表PIT3、PIT4，liuliang计FIT3、FIT4、FIT5对其管道中的压力和liuliang进行监测，当liuliang计FIT5所检测到的liuliang值小于某一给定的liuliang值时，说明Ⅱ套的净化装置由于杂质堵塞而效率过低，此时应使Ⅱ套停止净化，加压泵M1停止工作，电磁阀YVX11及YV212、YV213、YV214关闭；进行Ⅱ套反冲，由KM2控制的反冲泵M2工作，电磁阀YVX21、YV222和YV223打开（反冲工作一段时间后自动停止）；Ⅱ套反冲洗的同时，起动Ⅰ套净化装置进行净化，如此反复循环。 

     ④Ⅰ套和Ⅱ套装置在工作的过程中可通过微机界面上的停止按钮随时可以停止工作，Ⅰ套和Ⅱ套装置也可以单独地进行反冲。 

     ⑤进水加压泵M1通过模拟量输出模块对变频器进行变频调速。 

     ⑥当M1、M2过载或变频器故障时，进行声、光报警，以提示操作人员进行处理。 

     ⑦变频器故障时可给PLC提供相应的控制信号。 

     ⑧必要时，可将电磁阀YVX15打开，使净化装置断水。 

     ⑨考虑到电动机的惯性，系统停止工作时，先停止水泵，短暂延时后再关闭阀门。 

    图1旋转流管式膜微滤水处理工艺流程图 

  3、控制系统的设计 

     (1)控制系统的结构 

     根据工艺要求，考虑到系统中处理的主要是开关量信号，所以采用PLC来实现对整个系统的控制；采用组态软件对系统进行显示和监控。 

     (2)PLC系统设计 

     本系统采用OMRONC200HE系列的PLC，从系统的输入/输出点数考虑，PLC系统构成如图2所示。 
 

 图2PLC控制系统结构

     PLC控制系统中包括：8槽CPU底板（C200HW-BCO81-V1）一块，通过内置的总线将各模块连接在系统中；电源模块（PA204）一块；CPU（CPU42-E）一块；16点开关量输入模块（ID212）一块；16点开关量输出模块（OC225）一块；8路模拟量输入模块（AD003）两块，分别对Ⅰ套和Ⅱ套净化装置的压力和liuliang进行采集；8路模拟量输出模块（DA004）一块，对变频器进行控制，从而对进水加压泵进行控制。 

     编程软件采用OMRON公司SYSMAC-CPT通用软件包，它可对C200HE系列及其它系列进行编程。SYSMAC-CPT是基于bbbbbbs环境下的编程软件，将它装入上位计算机中，用RS-232通信线和PLC连接，采用梯形图直接对PLC编程和监控，编制的程序可在PLC和计算机之间相互传送或存储在磁盘上。 

     (3)上位机监控组态软件 

     本系统采用美国Inbbblution公司的FIX6.1工业控制组态软件，通过RS-232串行通讯口使PC机与C200HE系列的PLC进行通讯。 

     通过FIX组态软件可以对工艺过程进行实时监控。FIX组态软件是以块为基础的，不同类型的块可以定义多种不同的节点，每个节点承担了一定的控制功能，在整个水处理的工作过程中，要用到模拟数值输入/输出块、数字数值输入/输出块、计算块等。上位机对电磁阀的控制就必须通过数字数值输出块来进行，每个阀门的控制对应了相应的数字输出节点。因此，上位机不仅能接受来自PLC的控制信号并以动画的形式进行显示，而且还能够通过通讯端口向PLC发出控制命令，对现场进行控制。通过模拟块，上位机通过通讯端口可以从PLC上读取来自控制现场的仪表所采集到的压力和liuliang的实时数据，再经过计算块的转换，在上位机上将数值实时地显示出来，并对系统出现的故障能及时报警。旋转流管式膜微滤监控界面如图3所示，数据的实时曲线和历史曲线如图4所示。 
 

 图3旋转流管式膜微滤监控系统界面
 
 
 图4数据的实时采集曲线

     4、结语 

     旋转流管式膜微滤是一种新的污水处理工艺，采用本文所设计的控制方案对其进行自动控制，各项指标均达到工艺要求，取得了较好的控制效果。目前，控制系统已调试完毕并投运，运行情况良好

为适应现代铜加工行业的激烈竞争，铜产品的产量和质量非常重要，而引进大锭半连铸生产线，并配合步进炉、热轧机生产，就体现了生产效率和产量的tigao。而产品性能除通过半连铸的熔化工艺上控制外，还在引锭系统的控制先进性和适用性上得到体现。我公司通过消化国内外先进的大锭半连铸设备控制思想，并多方与各专家讨论，自行设计与制作了黄铜锭、紫铜锭半连铸生产线，引锭采用的是下引法。
 　　
 　　1.引锭系统的主要外部设备及其工作原理：
 　　　　此引锭系统包括铸锭头、结晶器、引锭平台、引锭油缸、铸锭小车、振动器等，其中：
 　　　　（1）铸锭头和结晶器安装在铸锭小车上，分别接受从保温炉里倒出的铜水并通过强制水冷使其冷却结晶，结晶器的窗口大小就是铜锭的断面形状；
 　　　　（2）平台在铸锭小车下方，由引锭油缸牵引其向下移动，使结晶后的铜锭随着引锭平台（靠铜自身重力作用）下引，而油缸是由比例伺服阀通过PID调节控制其下引速度的，平台上联结有一链条，链条的另一端固定一重物，被拉紧的链条中间联结一个链轮，在这个链轮轴上装有一个位置旋转编码器，平台的上下移动就转化成链轮的转动，也就是转化成了编码器的脉冲数了，它就可转化为引锭的长度；
 　　　　（3）振动器安装在铸锭小车上，是使铜在结晶前性能均匀化之用，它由一台直流电机带动凸轮机构产生振动，调整此电机的速度即是调整其振动频率。
 
 　　2． 控制系统的硬件构成：
 　　　　我们采用西门子S7-200PLC及其扩展I/O,AS-I接口模块，模拟量模块，配以TD200文本显示器等进行控制。
 
 　　　　位置旋转编码器，用P+F公司的AS-I形式的编码器，通过AS-I接口模块获取计数数据；模拟量模块EM235为4入/1出，其中一块输出接伺服阀放大器去控制伺服阀，另一块输出接直流驱动器（欧陆590）速度给定信号，从而控制振动器的振动频率。
 　　
 　　3． 系统控制思想：
 　　　　（1） TD200中文显示及操作界面，可进行工艺参数的设定：引锭速度（mm/min）、铸锭长度（mm）、振动频率（HZ），显示当前工作数据：实际引锭速度、平台位置、铸锭当前长度、重量，显示当前工作状态，全中文报警显示等。
 　　　　（2） 通过AS-I接口模块取得位置旋转编码器的数据，后转换为实际平台位置和铸锭长度，对其进行定时中断处理可算出实际的引锭速度，根据设定的引锭速度进行PID调节，计算出从模拟量输出到比例阀上的信号，从而对引锭过程形成了一个速度闭环控制。
 　　　　（3） 平台位置或铸锭长度的计算方法是：在平台处于高位置时，把编码器计数值作为参考值，油缸带动平台上下移动，也带动链轮上的旋转编码器旋转，此计数值相对参考值就得到了铸锭的长度值。
 　　
 　　4． 系统的特点和优点：
 　　　　（1）为适应操作方便，在操作面板上安装了手动/自动、快速/慢速转换开关，可视实际情况进行相应的操作，使操作具有灵活性；
 　　　　（2）用链条带动链轮，使直线行程转换为旋转的脉冲计数，而不必安装长行程的线性位移传感器，实现了其可行性又节约了成本；
 　　　　（3）用TD200中文显示界面，使操作变得透明、友好，全中文报警自动前台显示，使故障点清晰可见、易于快速排除。

一、概述
    真空包装机是广泛应用于包装行业的一种机械设备，原有设备大多为继电器控制，故障率高、稳定性差、功能单一。由于海维深科技（深圳）有限公司生产的V80 系列小型PLC 具有可靠性高、及完全采用硬逻辑实现解析等特点，为了tigao产品性价比和可靠性，采用V80 系列PLC 开发出了真空包装机专用PLC 控制系统，使之集成了多种功能于一身，并取得良好经济效益。

二、工艺要求
    真空包装机具有四种功能档位：封口、手动真空、自动真空和充气。四种功能由旋转开关进行切换，切换时要求能够立即终止正在进行的功能，内部寄存器和输出需要必须复位，再开始新的功能过程。设备设置一个脚踏开关由触发过程输入控制。

工艺过程描述如下：
1、封口过程：

2、手动真空过程：

3、自动真空过程：

4、充气过程：
充气包括2 个选择:充气1 和充气2，由档位开关选择。
充气1 过程是：真空－>充气（定时器1 控制充气时间）－>封口。
充气2 过程是：真空－>充气（定时器1 控制充气时间）－>真空－>充气（定时器2 控制充气时间）－>封口。

三、系统配置
    海维深科技有限公司生产的V80 系列PLC 是一款高性能、低价格的小型可编程控制器。
    具有简易人机功能，支持数码管显示和键盘输入功能，且不占用I/O 点，可以方便地将3 个时间值设置到PLC，取代了易损坏高成本的时间继电器。V80 系列PLC 是真空包装机系统的控制核心，通过它控制的外围设备有真空泵、充气泵、加热电丝和位置检测开关等。

V80 系列PLC 配置如下：

四、程序设计
    真空包装机控制程序设计的难点在于档位切换脉冲的实现和过程切换时当前过程输出需要复位。档位切换脉冲的实现由输入状态的改变产生一个上升延脉冲完成，程序如下图：

    过程切换的关键是要复位中间寄存器和输出变量，（SET）指令必须在切换脉冲产生时执行（RST）指令，寄存器复位为0。

五．结束语
    真空包装机电气控制系统由V80 系列PLC 构成，与原先PLC 构成的电气控制系统比较具有明显的优势，主要表现在通过简易人机代替了多个时间继电器，节省了PLC 的IO 点和避免了时间继电器容易损坏的问题，tigao了设备的可靠性，产生了良好的经济效益。
    在真空包装机中的应用表明，V80 系列PLC 是一款性能价格比较高的小型可编程控制器，较适用于小型机械设备的电气控制系统，主要体现在以下几点：
1. 价格低，能很好的控制设备成本。
2. 具有简易的人机功能。
3. 编程简单，电气工程师上手容易。
4. 优异的在线编程和监控能力，非常实用于现场调试。