引言
B1包装机组，是我国烟草行业在上世纪八十年代至九十年代从德国斯慕门公司引进的高速软包包装机组。该机组目前仍然是我国很多卷烟厂的主力机型。但是，由于B1包装机已经使用了10多年的时间，各电子控制部件逐步老化、失效，故障率很高，有效作业率不足65％。近年来，机组电气控制系统缺陷日益凸显：一方面，由于各种电路板及继电器逻辑组件逐步老化，经常造成机组控制系统紊乱、故障后不能自动停机，以及停机状态下自动启动等故障现象，不但严重影响设备有效作业率的发挥，而且存在着较大的安全隐患；另一方面，该机组的控制线路板技术含量高，一直依赖进口，国内没有生产厂家，造成备件组织困难，且价格较高，造成维修成本上升；同时，机组还存在着控制方式落后、英文显示造成维修不便等问题。改造后的B1机组是以PLC和工控机为核心的电气控制系统。PLC完成所有的数据采集和实时控制，完成启动、停车、工艺流程控制、检测等整个运行过程。工控机作为上位机，具有良好的人机界面，它的任务是进行工控显示、完成各种操作、运行参数（包括温度参数、时间参数、速度参数等），并显示详细的故障信息，同时增设统计报表功能和预留的网络化管理及远程数据采集提供技术支持。从而彻底解决B1机组电气系统存在的问题。
1 系统的硬件构成
1．1系统构成
B1包装机组分别由NF卸盘机、BE包装机、RC小包透明机、FHZ大条机和NK大条透明机等五个主要部分组成。由于其各部分独立性很强，这种方式便于维修与调试，为了体现原机组的控制优点，改造后的电控系统采用BE、RC、NF、FHZ/NK四个独立部分单独控制和单独显示的方式。BE包装机为主机，其它三部分为从机，各部分之间增加了信息交换功能，实现B1机组的整体控制，相位控制采用值编码器，从面使B1机组协调工作。B1机（以BE机为例）改造的总体框如图1所示。
图1 B1机组改造总体框图
1．2系统硬件选择
（1）可编程控制器选用日本OMRON—CS1机型作为控制主机，根据实际需要组态PLC，控制性能和频率响应满足和符合原有逻辑和速度要求。
（2）用新电控柜替代原电控柜，重新设计布局强电及控制部分。
（3）温度控制采用温控器和PLC温控模块方式。
（4）BE、RC主电机选用普通交流电机；其余七种较小交流电机，因受设备位置限制，需与电机生产厂家定制。
（5）上位机选用液晶显示器。
（6）取消原增量式编码器，采用值编码器，机器位置测量更准确。
2 系统的功能
改造后的电气控制系统，是以PLC和工控机为核心取代了原机组以计算机为核心的电气控制系统。PLC完成所有的数据采集和实时控制，完成启动、停车、工艺流程控制、检测等整个运行过程。工控机作为上位机，具有良好的人机界面，它的任务是进行工控显示、完成各种操作、运行参数（包括温度参数、时间参数、速度参数等），并显示详细的故障信息，同时增设统计报表功能和预留的网络接口，为将来车间的网络化管理及远程数据采集提供技术支持。
该机组的BE小包机和RC小包透明机，原来均采用直流控制器控制的直流电机完成驱动工功能，现改为由变频器带动异步普通系列交流电机完成驱动功能；机组的其它7台电机，如：税花胶缸电机、盒片胶缸电机、烟支输送电机、烟包输入电机，大条透明纸输送电机、烟支搅拌电机，原来均为直流调速板控制的直流电机，现全部改为相应转速、功率的交流电机，并有变频器完成速度控制功能。
机组的原有的四个显示屏：NF显示屏、BE显示屏、RC显示屏、NK/FHZ显示屏，均是由计算机控制的英文模拟显示屏，当设备某点出现故障时，个别故障点除有指示信号灯显示外，基本上都是英文显示故障名称，没有各种数据的统计功能，且故障点名称显示小，不容易观察，给操作和维修带来不便。现全部改为由工控机控制液晶触摸屏显示器，显示中文信息，完成信息数据统计，取代了英文故障点显示；用工况图实现各单机工作状态的实时监控，取代单一信号灯显示。各单机的工况显示情况。
原NK/FHZ采用的旋钮式温控仪，温度调整不准确，且在设备后部，调整不方便，改为PLC温控模块控制温度，并将温度显示与设定，连接到该机的工控机触摸屏上，解决调整不便，调整不准确的问题；而BE包装机、RC小包透明机的温度控制在主电控柜上，采用温控表的控制方式，该方式调整也比较方便，在充分考虑费用和操作工、维修工操作习惯的基础上，此部分不进行改造，保留原控制模式。
由于可编程控制器具有运算速度快，信息储存量大，可靠性高等特点，它既有逻辑控制、计数、计时、分支程序等功能，也有数字运算、数据处理、模拟量调节、操作显示、联网等功能，因此，增加了各种数据据统计功能，如废品烟支、烟包剔除数量、各种故障点出现次数、班产量等数据，均可直接统计，并可与远程计算机联网，实现远程监控功能。
3 系统的软件结构
软件部分是整个B1民装机改造成的重要组成部分，软件编程采用bbbbbbS98（2000）界面下的SYSMAC C200HX软件，用户利用它可以实现以下功能：程序的输入及编辑；程序检查；PLC运用时的数据、状态的监控；系统寄存器和PLC系统各种参数的设置。软件还提供了三种编程方式：符号梯形图，布尔梯形图，布尔非梯形图。其程序流程图如图2所示。
图2系统软件结构图
除了主程序以外，软件部分还采用了大量的子程序。以BE机为例有：
（1）中断子程序；
（2）相位处理子程序；
（3）速度控制子程序（6个电机）；
（4）输出控制器子程序；
（5）推显方式子程序。
4 人机界面
B1机控制系统的人机界面要求操作简单，易于理解。为此，我们设计了下面8个层面
4．1用户管理
用户输入密码后，按“回车”键（或按照屏幕提示按F8键，或用鼠标点击“确认”按钮）确认。如果密码错误，系统会给出提示，并请用户重新输入；如果密码正确，将直接进入“工况图”。
4．2工况图
工况图用来实现对BE包装机工作状态的实时监控。图的右下角是故障显示区。当出现故障或者故障排除时，相应的指示灯会出现明灭变化，同时故障显示区会显示当前故障信息或者将已排除的故障信息从显示区中清除。
图3工况图
4．3参数设置
“参数设置”窗口用来实现33个角度相关参数和11个其他参数的设置。
4．4控制
“控制”窗口主要实现对“油泵”、“真空泵”、“电热”、“检测”、“上游机”、“下游机”的开/关状态控制。
4．5调试
在“调试”界面中，用户可以查看移位寄存器、IR以及空头调试时的状态。
4．6统计
统计窗口主要实现对故障信息的统计分析与显示。
5 结论
5．1降低故障率，提高了有效作业率
对BE小包机的RC小包透明纸包装机的改造，由于在设计原理上剔除了原机上故障率较高而又价格昂贵的几块主板，使故障发生率大大降低。对FHZ、NK条包部分的改造，用PLC替代了以往的逻辑线路板，可以大大减少故障发生率。机组运行7个月以来，设备有效作业率平均为82％，较原来的65％提高了17个百分点，改造效果比较明显。
5．2方便了故障的检查和排除
重新设计的上位机界面，是完全汉化的。在软件的设计、开发过程中，一方面，尽量把所有的故障都给出详细、准确的提示；另一方面，各种参数修改方便。对于操作维修人员来说，当机器出现故障时，只要根据界面提示，就可以迅速准确的判断出大多数故障位置并立即排除。
5．3降低了备件成本
新设计的电控系统采用了市场上通用的电器元件，绝大多数备件都可以从上直接采购，所有的备件都比原来电控系统备件价格低，可以节约维修费用，降低备件成本。
5．4具有很强的扩展功能
该系统软件的统计报表功能和预留的网络接口，为将来车间的网络化管理及远程数据采集提供技术支持。西门子6ES7231-0HF22-0XA0型号大全
引言
天平校准的主要目的是获得被校天平所受载荷与各分量模拟信号输出的函数关系。所谓天平校准是指模拟天平的实际工作状态，对在平进行标定，检查天平的质量，鉴定天平的性能。加载系统是天平校准设备中不可缺少的重要组成部分。能否对被校准天平jingque地施加校准载荷对被校天平进行jingque校准的前提。
据了解，国内外的风洞天校准设备，施加校准载荷的方式不尽相同，其中主要包括：
净重加载、液压加载、气动加载和机械加载等。
BACS-1500风洞天平校准系统的研制选取了净重自动加载方案，该加载系统包括加载头，砝码串及其拖动装置和滑轮及其传力钢带等几个部分。
1.工艺和实际自动化要求
为了获得较高的加载精度，并通过定值递增和递减的阶梯加载检验被校天平的线性和重复性等性能，选用砝码净重加载方案，通过砝码串及其拖动装置和增量式编码器以及西门子PLC224CPU实现高精度自动加载。
本加载系统采用自动加砝码的净重加载方案，通过15个独立的砝码串及其拖动装置对被校天平施加校准载荷。加载时，控制系统启动加载电机正转，通过蜗杆／蜗轮，螺母／丝杆传动机构使砝码托盘向下运动，使位于托
盘上的一串砝码自上而下逐个悬挂在加载杆上，实现加载的目的。当控制电机反转时，托盘将悬挂在砝码杆上的砝码自下而上的逐个托起，使其与加载杆脱开，实现卸载的目的。
2.加卸载控制系统
2.1 加卸载控制系统概述
自动加卸载是通过三相交流电动机（AO5624）经蜗轮/蜗杆、减速器使丝杆转动托盘上（卸载）下（加载）移动来实现的。通过选择合适的传动比和电机转速，获得合适的加载速度。并接在加载电机轴杆上的增量式编码器通过高速计数器以脉冲方式传给PLC224CPU，经比较运算后提供给控制系统作为自动加载的控制信号，实现自动加载的目的。
2.2 系统硬件配置
加卸载控制电路主要包括：空气开关、PLC及扩展模块、继电器，电机三相灭弧器、保险端子等…… 本系统应用PLC高速计数器功能，选择模式9（A/B相正交计数器）并初始定义计数器（HSC0，HSC1，HSC2，HSC4），由于一台PLC多只能控制4台电机，15台电机可由4台PLC224控制。以一台PLC为例，每个PLC224CPU扩展了两个模块EM221，具体输入点如下：
2.3 程序编制
2.3.1 上位机程序编写
由于开发环境为具有可视化功能的VB，上位机可以通过PLC控件PLC_COM方便的对PLC寄存器进行读写。很方便的做到数据的给定和反馈值的显示。具体系统方框图如下：
串行通讯口的设置
语法： bbbbbb.Setting Port_Seting As bbbbbb, Port_No As Integer, PLC0_ID As bbbbbb, PLC1_ID As bbbbbb, PLC2_ID As bbbbbb, PLC3_ID As bbbbbb, Step_Time As Integer, Wait_Time As Integer
Port_Seting ——串行通讯口的设置。 若9600 波特，无奇偶校验，8 位数据，一个停止位则Port_Seting="9600,n,8,1"
Port_No——串口号 MSComm1.PortOpen = True
PLC0_ID
PLC1_ID
PLC2_ID 可编程控制器编号："11" "12" "13" "14"
PLC3_ID
Step_Time ——从可编程控制器读数据时，可编程控制器间的间隔。应不小于70ms
Wait_Time——超时等待时间（ms）。
● 往可编程控制器写数据：
bbbbbb. .No0_Write=bbbbbb 往0#可编程控制器写数据bbbbbb
bbbbbb. .No1_Write=bbbbbb 往1#可编程控制器写数据bbbbbb
bbbbbb. .No2_Write=bbbbbb 往2#可编程控制器写数据bbbbbb
bbbbbb. .No3_Write=bbbbbb 往3#可编程控制器写数据bbbbbb
bbbbbb中必须存有偶数个字符
● 从可编程控制器读数据：
通过bbbbbb. .No0_Write="1" 往0#可编程控制器发出"1"后，能产生COMMOK事件。
该事件中的 a——存有来自0#可编程控制器的40个字符
b——存有来自1#可编程控制器的40个字符
c——存有来自2#可编程控制器的40个字符
d——存有来自3#可编程控制器的40个字符
2.3.2 PLC程序的编写
S7-200系列PLC 具有自由通讯口，可由用户自主编制通讯协议及相关通讯程序，由于控制程序量较大， 并且通讯程序占有PLC有限的内存，因此通讯程序必须简洁高效。在本控制器中，PLC始终作为从机，通过编程电缆（RS232转RS485）与上位机通讯，根据上位机发出的各种指令进行应答。通讯协议中，@表示起始字符，$表示结束字符，变量类型中W表示字型，B表示字节型，采用ASCⅡ码。在接收后再将ASCⅡ码转换为实际数据。
高速计数器都设为A/B脉冲正交计数器工作模式，对采用增量式编码器来进行位置控制有点难度，需要每次计数器采回码值都要存储到PLC内部寄存器，在下一次启动PLC时再把寄存器内的数值储存回计数器中。这样增
量式编码器可以作为式编码器使用，方便控制，而且运行可靠。
增量编码器的信号与PLC高速计数器连接，检测托盘位置。程序编制时，将高速计数器（HSC0、HSC1、HSC2和HSC4）初始化为模式9，即为A/B脉冲正交计数器。为提高分辨率，高速计数器都设为4X模式。
2.4系统保护
在系统保护方面，系统在软硬件都加了严密的保护，软件方面，不但在输出触点设置互锁保护而且在输入触点也进行互锁和连锁保护；硬件方面，在托盘的运行轨迹上下两个端面装有行程开关，起到限位和保护作用。在控制柜控制电路中，增加了单项电流为2A的保险丝的保险端子，和总电流20A的三相空气开关，对电机的过流提供了保护，可对电机在缺相的情况下提供保护；除此还在电机输入端并有电机三相灭弧器防止电机打火；总而言之，该系统在保护方面的工作是非常完善的。
3 系统调试结果
本套系统在2004年2月底正式投入使用，位置控制量程为350mm,k控制精度为 △e（k）≤0.1mm 。由于砝码串之间的距离是固定的，只要在每更换一个待校天平时，记下0串砝码的码值，就可以实现高精度位置控制。
天平校正台砝码串加载系统运行两个月以来，故障率为零。加载一串砝码的时间大约需要0.3秒，系统可以同时控制15台电机同时加（卸）载，实现了高度的自动化操作。
4 结束语
天平校准台的测控系统是天平校准中的重要组成部分，现在已投入使用在天平校准中，该系统软件实现了校准的自动化，降低了工作者的劳动强度。系统中通过串口与PLC通讯，通过高精度位移计测量装置进行信号测量及优化的复位控制算法，使整个系统稳定，精度各方面得到明显的提高和改善，充分满足了天平校准的要求，该系统采用了模块化结构，更便于维护，操作界面简单、朴素，便于操作者使用。
本控制系统充分发挥了S7-200PLC的优异性能（1.程序编写方便，指令丰富；2. 性能价格比高，各项性能指标均有提高；3. 结构紧凑；4. 可靠性大大提高；），并极大的降低了系统成本，投入运行后，证明具有可靠性高、控制jingque、操作简单等特点。
系统证明：用多台PLC编成分布式控制方式是一种既经济又可靠的模式。
引言
B1包装机组，是我国烟草行业在上世纪八十年代至九十年代从德国斯慕门公司引进的高速软包包装机组。该机组目前仍然是我国很多卷烟厂的主力机型。但是，由于B1包装机已经使用了10多年的时间，各电子控制部件逐步老化、失效，故障率很高，有效作业率不足65％。近年来，机组电气控制系统缺陷日益凸显：一方面，由于各种电路板及继电器逻辑组件逐步老化，经常造成机组控制系统紊乱、故障后不能自动停机，以及停机状态下自动启动等故障现象，不但严重影响设备有效作业率的发挥，而且存在着较大的安全隐患；另一方面，该机组的控制线路板技术含量高，一直依赖进口，国内没有生产厂家，造成备件组织困难，且价格较高，造成维修成本上升；同时，机组还存在着控制方式落后、英文显示造成维修不便等问题。改造后的B1机组是以PLC和工控机为核心的电气控制系统。PLC完成所有的数据采集和实时控制，完成启动、停车、工艺流程控制、检测等整个运行过程。工控机作为上位机，具有良好的人机界面，它的任务是进行工控显示、完成各种操作、运行参数（包括温度参数、时间参数、速度参数等），并显示详细的故障信息，同时增设统计报表功能和预留的网络化管理及远程数据采集提供技术支持。从而彻底解决B1机组电气系统存在的问题。
1 系统的硬件构成
1．1系统构成
B1包装机组分别由NF卸盘机、BE包装机、RC小包透明机、FHZ大条机和NK大条透明机等五个主要部分组成。由于其各部分独立性很强，这种方式便于维修与调试，为了体现原机组的控制优点，改造后的电控系统采用BE、RC、NF、FHZ/NK四个独立部分单独控制和单独显示的方式。BE包装机为主机，其它三部分为从机，各部分之间增加了信息交换功能，实现B1机组的整体控制，相位控制采用值编码器，从面使B1机组协调工作。B1机（以BE机为例）改造的总体框如图1所示。
图1 B1机组改造总体框图
1．2系统硬件选择
（1）可编程控制器选用日本OMRON—CS1机型作为控制主机，根据实际需要组态PLC，控制性能和频率响应满足和符合原有逻辑和速度要求。
（2）用新电控柜替代原电控柜，重新设计布局强电及控制部分。
（3）温度控制采用温控器和PLC温控模块方式。
（4）BE、RC主电机选用普通交流电机；其余七种较小交流电机，因受设备位置限制，需与电机生产厂家定制。
（5）上位机选用液晶显示器。
（6）取消原增量式编码器，采用值编码器，机器位置测量更准确。
2 系统的功能
改造后的电气控制系统，是以PLC和工控机为核心取代了原机组以计算机为核心的电气控制系统。PLC完成所有的数据采集和实时控制，完成启动、停车、工艺流程控制、检测等整个运行过程。工控机作为上位机，具有良好的人机界面，它的任务是进行工控显示、完成各种操作、运行参数（包括温度参数、时间参数、速度参数等），并显示详细的故障信息，同时增设统计报表功能和预留的网络接口，为将来车间的网络化管理及远程数据采集提供技术支持。
该机组的BE小包机和RC小包透明机，原来均采用直流控制器控制的直流电机完成驱动工功能，现改为由变频器带动异步普通系列交流电机完成驱动功能；机组的其它7台电机，如：税花胶缸电机、盒片胶缸电机、烟支输送电机、烟包输入电机，大条透明纸输送电机、烟支搅拌电机，原来均为直流调速板控制的直流电机，现全部改为相应转速、功率的交流电机，并有变频器完成速度控制功能。
机组的原有的四个显示屏：NF显示屏、BE显示屏、RC显示屏、NK/FHZ显示屏，均是由计算机控制的英文模拟显示屏，当设备某点出现故障时，个别故障点除有指示信号灯显示外，基本上都是英文显示故障名称，没有各种数据的统计功能，且故障点名称显示小，不容易观察，给操作和维修带来不便。现全部改为由工控机控制液晶触摸屏显示器，显示中文信息，完成信息数据统计，取代了英文故障点显示；用工况图实现各单机工作状态的实时监控，取代单一信号灯显示。各单机的工况显示情况。
原NK/FHZ采用的旋钮式温控仪，温度调整不准确，且在设备后部，调整不方便，改为PLC温控模块控制温度，并将温度显示与设定，连接到该机的工控机触摸屏上，解决调整不便，调整不准确的问题；而BE包装机、RC小包透明机的温度控制在主电控柜上，采用温控表的控制方式，该方式调整也比较方便，在充分考虑费用和操作工、维修工操作习惯的基础上，此部分不进行改造，保留原控制模式。
由于可编程控制器具有运算速度快，信息储存量大，可靠性高等特点，它既有逻辑控制、计数、计时、分支程序等功能，也有数字运算、数据处理、模拟量调节、操作显示、联网等功能，因此，增加了各种数据据统计功能，如废品烟支、烟包剔除数量、各种故障点出现次数、班产量等数据，均可直接统计，并可与远程计算机联网，实现远程监控功能。
3 系统的软件结构
软件部分是整个B1民装机改造成的重要组成部分，软件编程采用bbbbbbS98（2000）界面下的SYSMAC C200HX软件，用户利用它可以实现以下功能：程序的输入及编辑；程序检查；PLC运用时的数据、状态的监控；系统寄存器和PLC系统各种参数的设置。软件还提供了三种编程方式：符号梯形图，布尔梯形图，布尔非梯形图。其程序流程图如图2所示。
图2系统软件结构图
除了主程序以外，软件部分还采用了大量的子程序。以BE机为例有：
（1）中断子程序；
（2）相位处理子程序；
（3）速度控制子程序（6个电机）；
（4）输出控制器子程序；
（5）推显方式子程序。
4 人机界面
B1机控制系统的人机界面要求操作简单，易于理解。为此，我们设计了下面8个层面
4．1用户管理
用户输入密码后，按“回车”键（或按照屏幕提示按F8键，或用鼠标点击“确认”按钮）确认。如果密码错误，系统会给出提示，并请用户重新输入；如果密码正确，将直接进入“工况图”。
4．2工况图
工况图用来实现对BE包装机工作状态的实时监控。图的右下角是故障显示区。当出现故障或者故障排除时，相应的指示灯会出现明灭变化，同时故障显示区会显示当前故障信息或者将已排除的故障信息从显示区中清除。
图3工况图
4．3参数设置
“参数设置”窗口用来实现33个角度相关参数和11个其他参数的设置。
4．4控制
“控制”窗口主要实现对“油泵”、“真空泵”、“电热”、“检测”、“上游机”、“下游机”的开/关状态控制。
4．5调试
在“调试”界面中，用户可以查看移位寄存器、IR以及空头调试时的状态。
4．6统计
统计窗口主要实现对故障信息的统计分析与显示。
5 结论
5．1降低故障率，提高了有效作业率
对BE小包机的RC小包透明纸包装机的改造，由于在设计原理上剔除了原机上故障率较高而又价格昂贵的几块主板，使故障发生率大大降低。对FHZ、NK条包部分的改造，用PLC替代了以往的逻辑线路板，可以大大减少故障发生率。机组运行7个月以来，设备有效作业率平均为82％，较原来的65％提高了17个百分点，改造效果比较明显。
5．2方便了故障的检查和排除
重新设计的上位机界面，是完全汉化的。在软件的设计、开发过程中，一方面，尽量把所有的故障都给出详细、准确的提示；另一方面，各种参数修改方便。对于操作维修人员来说，当机器出现故障时，只要根据界面提示，就可以迅速准确的判断出大多数故障位置并立即排除。
5．3降低了备件成本
新设计的电控系统采用了市场上通用的电器元件，绝大多数备件都可以从上直接采购，所有的备件都比原来电控系统备件价格低，可以节约维修费用，降低备件成本。
5．4具有很强的扩展功能
该系统软件的统计报表功能和预留的网络接口，为将来车间的网络化管理及远程数据采集提供技术支持。
