西门子6ES7214-2AS23-0XB8诚信交易
近年来，我国机床加工等装备企业得到快速发展。从技术上，机床装备相继得到很大的进步，已经不亚于国际水平，有些甚至达到国际水平。但是在市场上，很多机床的售价偏低，特别是机床，面临洋品牌、价格、质量等很多方面的挑战。主要原因之一是国内很多企业只注重在机床功能和应用上的研发、改进，而在安全、环保等方面，未能满足国际相关的标准，和国际市场接轨还有很大差距，从而导致一些企业产品出口受阻，不能在国际舞台和国外品牌一争高低。出于企业出口的需要，很多企业已经逐渐从开始模仿到自觉加强安全保护，自我约束和安全意识不断提高。另一方面，随着改革开放广度和深度的不断加大，众多外资企业进驻国内，参与竞争，抢占市场。装备企业不得不面临很大的竞争压力，采取积极措施应对。单纯通过降低生产成本的方式是有限的，增加产品附加值才是主要途径。除了产品功能完善、齐全外，产品安全、可靠性高越来越成为用户选择的主要原因之一。国内同行竞争的加剧，导致企业追求生产率以降低经营成本，安全事故也相应增加。国家不断在加大安全立法、执法的强度，安全标准相继出台，安全已经成为人们日常生活、工作关心的话题。机床加装安全保护装置，不仅成为个人的自我保护要求的体现，也是维护企业利益，降低意外风险损失的有效途径，因此加装安全保护措施已经成为数控类机床的标准配置。目前数控类机床安全保护大多采取的方式是各个安全保护装置独立设计后拼装在一起，不能很好有效地实现一个完整的系统解决方案。为此，笔者这里对某进口机床配置的ESALAN 安全PLC 安全继电器产品给予介绍，并提供给大家设计选择安全保护装置的内容和方法，也可作为选择安全继电器的参考。
选择安全产品的基本原则
根据欧洲机器指令和EN954-1 安全等级的基本要求，首先依据机器的工作模式、功能，需要对机器工作可能存在的所有危险进行分析、评估，确定机器各个部分的危险等级，从而选择相应的安全等级，一般选3 级可以满足大多数的应用。接着对所有要做安全保护的部分进行统计，包括输入、输出、保护的安全等级、系统的工作模式、系统复位方式等。后设计、选择合适的安全保护方式和产品。
ESALAN COMPACT 的外观和性能简介
ESALAN COMPACT 是一集成若干安全继电器（5~8 个）于一体的安全PLC。可以提供用户24 个输入（E02.0~E04.7），9 个半导体安全输出(A00.1~A00.7, A01.0, A02.0) 和3 个安全继电器输出(A01.1~A01.3)，以及内部64 个时间继电器(T00.0~T63.0) 和512 个标志符( M00.0~M63.7)。
ESALAN COMPACT 外观
安全PLC 输入允许单通道或双通道。它对每一个外部输入都采取双通道数据处理。
ESALAN 内部设有两个不同生产厂家的不同设计、制造工艺的微处理器，内部软件也是采取不同设计思路，因而无论硬件、软件同时出现故障的几率非常低。同时基于它们基础而设计的两个监控系统互为冗余，只有两个系统均检测到该信号正常且允许输出，一个对应的逻辑信号才正确地得以传送到下一级接受单元，直到输出。
ESALAN 保护系统
根据该数控机床的结构和性能分析，确定系统安全等级为不低于3 级。其中对输入点数统计如下：
1、安全防护门，左右各1 扇，安装有2 个门锁开关和2 个门限位开关Q1，Q2。
2、紧急停止按钮E1，E2，触摸屏操作台上1 只，机器操作台1 只。
3、CNC 轴状态检测传感器T1，T2，检测主轴的速度。
4、液压系统压力检测保护开关信号P1，P2。
5、工具放置位置检测信号W1。
同样输出电路也是采取双通道检测原理，CPU1 和CPU2 均正常工作，输出1 和输出2同时接通，负载才可以工作；对半导体输出和继电器输出，同样道理。只是对半导体输出，需要用户作好多余容量及干扰的吸收。根据安全保护的需要，输出点数的统计如下，其中不包括主控单元的控制信号和输出：
1、主轴电机主控继电器2 只，Ka，Kb;
2、液压电机接触器2 只，Kc，Kd。
3、门锁打开信号2 个，左右各1，给Kg，Kh。
4、电磁阀输出2 个，Ke，Kf。
5、变频器控制安全输出1 个。
6、安全监控灯输出1 个，指示工作状态。
接线实例
软件的实现
ESALAN COMPACT 随产品提供软件应用CD，安装到PC 上。可以实现在线设计或脱机设计、参数设定等，工作完成后，通过RS232 接口下载到装置内。无须特别学习编程软件语言，通俗易懂，类似常规PLC 一样灵活实现控制逻辑和安全监控。
和数控中心单元的通讯
安全电路的监控终必须和数控中心控制进行有效整合，才能发挥功效。ESALANCOMPACT 提供有CAN、PROFIBUS DP、MODBUS、A-B DF1 等接口，实现和主控单元的通讯，实时地将系统保护部分的工作状态，安全装置的正常工作与否等通知主控单元，实现系统整机的安全控制和保护。此外，ESALAN COMPACT 可以提供RS232 接口，满足不同用户的需求。
结束语
ESALAN COMPACT 由于具有多输入/输出，同时具备了安全继电器和PLC 灵活编程、安全可靠等优点。因而替代多个安全继电器组合, 满足需要多个保护装置的整机、数控加工中心、自动化立体仓库、机器人现场保护、汽车流水线等场合的应用, 具有，体积小、接线方便、维护简单等特点。
一、冲床自动送料机的技术状态
本文介绍的冲床自动送料机是一种用于冷挤压套圈类零件的送料机器，是冲床进行技术改造的理想附机。该送料机克服了国内外有关冲床送料机的不足。如日本的RF20SD—0R11机械手送料装置与冲床做成一体，从横向(侧面)送料，结构复杂，装配、制造、维修困难，价格昂贵，又不适合于我国冲床的纵向送料的要求。RF20SD—0R11的结构由冲床上的曲轴输出轴，通过花键轴伸缩，球头节部件联接机械手齿轮，由伞齿轮、圆柱齿轮、齿条、凸轮、拨叉、丝杆等一系列传动件使机械手的夹爪作伸缩、升降、夹紧、松开等与冲床节拍相同的动作来完成送料，另设一套独立驱动可移式输送机，通过隔料机构将工件输送至预定位置，这样一套机构的配置仅局限于日本设备，不能应用于国产冲床。国内有的送料机构由冲床工作台通过连杆弹簧驱动滑块在滑道上水平滑动，将斜道上下来的料，通过隔料机构推到模具中心，并联动打板将冲好的料拨掉，往复运动的一整套机构比较简单，无输送机构，联动可靠，制造容易。但机械手不能将料提升、夹紧，料道倾斜放置靠料自重滑下，如规格重量变动，则料道上工件下滑速度不一致，易产生叠料，推料机构没有将料夹紧，定位不正，废品率较高，使用也不安全。
结合国产冲床工作特点，采用机械手与输送机构配合为主要装置，再配合采用自动卸料安全保护，设计了具有较大应用价值和推广意义的自动送料机。
二、结构设计
该送料机主要配备于3150kN冲床，也可配备于1600kN或1250kN等冲床。它主要由机架(包括撑脚、电器箱、角铁架)、输送机(包括电机、变速箱、滚筒、输送带、料台、料道、隔料机构、挡料机构等)、机械手(包括提升缸、夹紧缸、滑板、支架、连杆铰链等)、供油装置(包括油箱、液压泵等)、卸料机构和安全保护装置等部分组成(如图1)。
图1冲床自动送料机结构简图
1.机架2.输送带3.机械手4.隔料盘5.冲床工作台
6.料仓7.挡料板8.工件9.电机10.模具
机架主要联接冲床，装置机械手并使其在一定轨道上滑行，装置输送机构、电气元件。
输送机是通过一台电机驱动，通过皮带、减速器的传动至主动轴，使输送带以一定线速度输送工作。工作经料台进入料道(人工)，再通过隔料机构输送至预定位置。
三、PLC控制
机械手需要完成将工件由A移向B的动作，机械手示意图如图2所示。它的动作过程如图3所示。
图2机械手示意图 图3机械手动作过程
机械手每个工作臂上都有上、下限位开关和左、右限位开关，而其夹持装置不带限位开关。一旦夹持开始，控制PLC内的定时器启动，定时约束，夹持动作随即完成。机械手到达B点后，将工件松开的时间也是由定时器控制的，定时结束时，表示工件已松开。有关输入、输出点在PLC内的分配，如图4所示。
图4PLC内I/O点分配图
该机械手的动作过程如下：当按下启动按钮时，机械手从原点开始下降，下降到底时，碰到下限位开关(X401接通)，下降停止。同时接通定时器，机械手开始夹紧工件，定时结束，夹持完成。机械手上升，上升到顶时，碰到上限位开关(X402接通)，上升停止。机械手右移，右移碰到右限位开关(X403接通)时，右移停止。机械手下降，下降到底，碰到下限位开关(X401接通)时，下降停止。同时接通定时器，机械手放松工件，定时结束，工件已松开。机械手上升，上升到顶碰到上限位开关(X402接通)时，上升停止。机械手左移，左移到原点碰到左限位开关(X404接通)时，左移停止。于是机械手动作的一个周期结束。
机械手自动操作流程图如图5所示。状态转换图如图6所示。梯形图如图7所示。
图5自动操作流程图
图6自动操作状态转换图
图7机械手自动操作的梯形图
四、结论
冲床自动送料机实质上即机械手，能自动上料和卸料，提高生产效率，保证产品质量，改善工作劳动强度，确保人身安全。在冷挤压加工行业中有较大的应用前景。
采用PLC来控制机构，并以微机为人机界面，较好地满足了控制及系统的要求。并且测试jingque，运行高速、可靠，使用寿命长。是一种实时监控系统，对相关系统的控制和设计有一定的参考价值。
无尘室是液晶生产的关键设施，其中HVAC（Heating, Ventilating and Air-Conditioning. 供暖、通风及空调）系统对于无尘室环境至关重要。HVAC控制系统包含了对冷热源机组、空调机组和空调末端设备的控制，HVAC监视系统则实时监测无尘室内供暖通风及空调设备的启停及故障状况、漏电漏水的报警，同时监测无尘室内各部分的温度、湿度、压力以及设备的温度、压力、流量、频率等其他参数，并对故障报警、设备启停状态和模拟量数据等进行随时的记录保存，从而中央监控人员可以根据监视系统显示的实时数据对相应的报警进行及时处理，可以根据数据趋势图进行分析做相应的预警处理，更可以根据系统记录的历史数据分析系统故障原因。
项目状况
S厂按其生产工艺分为阵列、成盒、模块三个厂房，以及负责全厂动力供给的动力厂房。由于厂房面积大，无尘室暖通设备分散在整个厂房的各个部分，所需监控的信号点无法集中到一个站，所以采用基于PLC的多站分散、集中监视的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统。
根据厂房内的设备分布情况，在各个区域设立多个分站：成盒分站2个，模块分站2个，阵列分站6个，分别收集周边需要监测的数据；工厂有两个监控室，阵列监控室设立两个监控主站，“成盒模块主站PLC1”和“阵列主站PLC1”，分别监视成盒模块厂房和阵列厂房的信息，动力监控室设立“动力主站PLC1”，同时监视包括成盒模块和阵列厂房的所有信息。
各站具体分布如图1所示。
分布在厂房现场的各PLC分站采集到的数据，将通过网络传送到各监控室的PLC主站，再由各上位监控计算机连接主站PLC，通过上位工业监控软件监视和记录全厂现场的相关信息。
PLC硬件配置
1．各站PLC采用目前欧姆龙公司的CS1机型PLC产品
其主要特点包括如下。
（1）先进的性能：进一步提升运算能力，目前行业内的高运算速度。工业级32位精简指令系统CPU，基本指令处理速度可达0.02μs。CPU内置程序容量可达250K步，数据容量可达448K字，外接存储卡容量可达64MB。本地机架控制点数即可达到5120点。加远程I/O后控制点数可达约10万点以上。
（2）各种与应用相关的指令：具有多种特殊指令，无需进行复杂的编程。带自整定的PID指令、双精度指令、故障诊断指令、堆栈指令等。
（3）集成的开发环境和中间软件：从程序开发到仿真模拟、网络通信、触摸屏软件，都集成在一个统一的软件包中，十分方便。
（4）良好的开放性，无缝的网络系统：从信息层到控制层再到设备层，CS1支持多层符合网络间的无缝透明信息通信。支持的网络类型主要有：Ethernet、Controllerbbbb、 Profibus-DP、Devicenet、Modbus、CAN等。
（5）更方便与第三方设备连接：CS1所具有的协议宏功能可方便的与多台不同协议的第三方设备互联。
（6）继承性和维护性：新系统兼容老系统，升级方便；CPU支持无电池操作，支持远程维护等功能，维护起来十分方便。
（7）可实现系统功能扩展：各种基于PLC的过程控制自动化系统、高精度定位、远程监控、现场总线网络系统等。
根据分站和主站PLC负载大小可选择不同档次的CPU：分站PLC只处理本地的数据，数据量小，CPU采用欧姆龙CS1系列CS1H-CPU44H；主站需处理全厂各分站PLC传送来的数据，数据量大，CPU采用欧姆龙CS1系列性能强的CS1H-CPU67H，其指令处理速度快，程序、数据容量都是大。
2．各分站根据现场采集信号数量配置相应的数字量输入（DI）模块和模拟量输入（AI）模块
（1）数字量输入模块（DI）
－ 64点：CS1W-ID261如表1所示。
－ 96点：CS1W-ID291如表2所示。
（2）模拟量输入模块（AI）
－ 8点：CS1W-AD081-V1。
－ 输入点数：8路。
－ 输入范围： 0~5V，1~5V，0~10V，-10~+10V，4~20mA可选。
－ 分辨率：≥13位（1/8000）。
－ 隔离方式：光电隔离。
－ 转换速度：1ms/点。
－ 精度（25℃）：电压±0.2% 电流±0.4%。
－ 其他功能：断线检测，峰值保持、平均值功能、定标功能等。
－ 外部连接：采用可拆卸式端子排以提高可靠性，易于连接和维修。
网络架构
1.现场一层PLC网络
现场各分站PLC和监控室主站PLC之间采用欧姆龙控制器链接网光纤冗余环网（Controller bbbb）：成盒模块现场4个站PLC和位于阵列监控室的成盒模块主站PLC1构成一个光纤环网，通过成盒模块现场一层网络CLK1，将成盒模块现场各PLC采集的数据汇集到成盒模块主站PLC1做监控显示；阵列现场6个站PLC和位于阵列监控室的阵列主站PLC1构成一个光纤环网，通过阵列现场一层网络CLK1，将阵列现场各PLC采集的数据汇集到阵列主站PLC1做监控显示。
2.监控二层PLC网络
通过现场一层网络，现场PLC采集的数据都被汇集到了阵列监控室的两个主站PLC1。而动力监控室内对全厂数据的监控显示则通过动力主站1和成盒模块主站1、阵列主站1之间监控二层网络CLK2，将成盒模块主站1和阵列主站1汇集的现场数据全部集中到动力主站PLC1，完成全厂的监控显示。
3.信息层以太网
监控上位机通过以太网和监控室内各主站PLC1通信，实时显示现场数据并做数据记录。
信息层以太网链接如图2所示。
图2 信息层以太网链接图
软件构成
1．上位工业监控软件
上位工业监控软件采用美国罗克韦尔软件公司开发的RSView 32，RSView32是一种集成式的、组件化的人机接口软件，它运行于bbbbbbs95/98/2000/NT等操作系统下，可实现监视和控制自动化设备和过程。其可以很方便地完成工艺监控画面的形成、数据实时采集、趋势记录分析、报警报表打印等任务。该软件还具有很强的网络浏览器集成功能、嵌入标准的编程语言(VB)、在线帮助、支持实时视频图像和嵌入字处理、电子表格和ActiveX文本等功能。
上位软件主要完成对设备的主要工艺参数和运行状态分别以工艺画面和表格的形式进行监视、在画面设置并监视主要控制回路的调节参数及过程、对主要仪表数据进行趋势记录、报警记录及联锁值的设定。
2. OPC Server
以前上位软件与现场自动化设备相连需要开发专用的底层通信接口，实际应用很不方便。
现在OPC作为自动化系统、现场总线、现场总线设备和办公管理应用程序之间的有效连接方式，使办公室和现场设备之间的数据交换简捷化、标准化，极大地简化了系统的结构，使原来错综复杂的体系结构变得简单清晰，上位软件只需注意与OPC Server之间的数据交换，而不必担心具体设备的连接问题。
OPC（用于过程控制的OLE）是一个工业标准，基于微软的OLE（现在的Active X）、COM（部件对象模型）和DCOM（分布式部件对象模型）技术。OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。Active X/COM技术定义各种不同的软件部件如何交互使用和分享数据。不论过程中采用什么软件或设备，OPC为多种多样的过程控制设备之间进行通信提供了公用的接口。
欧姆龙SYSMAC OPC Server是专用于欧姆龙系列PLC等设备的OPC软件，在本系统用于与上位软件RSView32的数据接口，实现罗克韦尔的RSView32与欧姆龙PLC的数据交换。
3.通信工具软件
FinsGateWay是欧姆龙PLC的通信接口工具软件，主要用于上位机与PLC各种通信网络之间的管理，并提供建立通信的数据接口。在本系统中，其主要用于上位机和PLC以太网之间的通信控制和数据管理，在软件中可以对欧姆龙PLC以太网进行设定和服务启停控制。
本系统中，监控上位机和监控室内各主站PLC1之间物理连接通过以太网来实现；而SYSMAC OPC Server通过PLC通信接口工具软件FinsGateWay与PLC进行数据交换，同时又和RSView 32数据库（DataBase）进行数据交换，成为罗克韦尔RSView32和欧姆龙PLC的链接的软件接口。
软件链接图如图3所示。
4.PLC编程软件
CX-Programmer是欧姆龙公司PLC的软件编程、调试工具程序，其运行在bbbbbbs98\NT\2000操作系统下，具有丰富、简捷的操作环境和强大的编程、调试功能。欧姆龙的SYSMAC CS1系列PLC具有较丰富的指令系统，其包括继电器指令、定时器和计数器指令、计算指令(包括三角函数、指数、幂运算等)、数据转换、诊断、位移寄存器、比较、数据传送、程序控制和PID控制等指令。利用这些指令即可完成本系统现场环境、设备参数的数据采集、处理和传送。
