西门子6ES7 215-1HG40-0XB0安装调试

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前言：在炼钢企业各环节生产中，经常需要对钢卷进行称重，并将所得到的重量上传到生产管理系统，以便于生产监控、管理。以往常采用工控机加电子秤进行控制，使用此种控制方式，可靠性差，自动化程度不高，且成本高昂。目前已有许多企业采用可编程控制器（PLC）对传统接触控制进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产保障。本文在此介绍一种采用台湾永宏PLC对称重环节进行控制的方法，其电路结构简单，投资少（可利用原有设施改造），系统不仅自动化程度高，具有在线修改功能，灵活性强，亦可将相关数据于上位机进行交换。

1．控制要求

　　控制系统根据生产线下来的钢卷到达指定位置，启动重量接收程序，当接收重量完成，并停泵；操作人员可通过确认按钮解除音响报警信号，闪烁灯光转平光；系统具有手动/自动两种控制方式，并设有试验功能。

2．PLC选型

系统在设备选型和实施过程中遵循以下原则：

2.1通用性：在选型过程中充分考虑备件购买的方便性，在满足设计要求

的情况下尽量选择通用设备。

2.2标准性：在选型和编程中使用标准方法以尽可能得到系统设备厂商的

将来可能提供的升级支持。

2.3可靠性：尽可能的增加异常检测，同时考虑非关键设备故障时系统的

容错性，提高系统可靠性；对于关键设备，使用冗余方法，将故障停

机时间缩短到小。

2.4 PLC的选择应着重考虑PLC的通讯功能、性能价格比，选择可靠性高功能相当，负载能力合适，经济实惠的PLC。永宏PLC单机可扩展至五个通讯口，除永宏标准通讯协议外，还可选用Modbus ASCII/RTU/TCP协议或自订协议，同时有6种通讯板8种通讯模组可轻易满足各种不同应用场合之弹性选择，为同级PLC之，且经济实惠，故选用台湾永宏PLC经济型主机（型号为：FBS-10MA），配以台湾英展的称重仪表EX2002进行控制。

3．系统硬件配置

因系统外部只有两个指示灯输出且只需要有两个通讯端口，选用永宏PLC小点数的FBS-10MA就可方便达到控制要求。

参见图一系统硬件配置图。

图一 系统硬件配置图

　　系统正常运行时，因称重控制仪表同PLC同时使用同一电源，故不用再做电源指示直接通过观看电子秤就可知道电源的工作情况提高I/O端口的利用率，节省I/O点数。

4．系统软件设计

4．1 控制程序流程图

图三 系统流程图

4．2 编程说明

① 本系统为液位的双位控制系统。液位可分四段设定和显示，在低液位时自动启泵，当液位到达设定值时自动停泵。

② 采用IL/ILC分支指令，通过0008旋钮实现手动/自动两种功能的选择，当0008旋钮闭合时，自动指示灯亮，系统执行IL/ILC分支内程序，完成自动监控；当0008旋钮打开时，手动指示灯亮，系统执行分支外程序，通过0010、0011旋钮实现手动启泵、停泵。

③ 液位由0004~0007旋钮分低、较低、较高、高四段设定，系统设置由低到高的优先权，即当多个设定旋钮同时闭合时，低液位设定优先。

④ 采用干簧管检测液位时，当液位到达检测点时其触点闭合，指示灯点亮；液位离开检测点时其触点打开，为保证相应测量段指示灯不立即熄灭及不受液位波动的影响，每段指示灯的控制均采用KEEP保持指令，只有当液位上升或下降到相邻段时指示灯才熄灭。

⑤ 当液位到达检测点时，液位指示灯闪烁，灯光闪烁因子采用内部闪烁内标1902，以1S为周期闪烁；若液位到达设定值时，自动停泵，并设置电子音响报警，报警声设计为响3S停2S，循环30S后自动停止，或在30S内按0009确认按钮停音响，指示灯传平光。电子音响报警和泵的启停同样考虑液位的波动影响，设计时采用KEEP保持指令和DIFU微分指令联合使用。

⑥ 开车时，液位低于或高于低液位时，需先手动启泵，再切换成自动运行；或**入试验方式，按低液位试验按钮启动料泵，再进入自动运行方式。

4．3 PLC梯形图

4.3.1定义PORT1/PORT2通讯参数（参照手册第十一章）

4.3.2 PORT2接收电子秤数据

4.3.3 接收完成

4.3.4 处理接收到的数据到PORT1

4.3.5 PORT1接收电子秤数据

4.3.6 上位机收到数据指示完成

图四 PLC梯形图

4．应用总结

　　本控制系统控制协议简单、方便、只要带有通讯功能的上位机都可以与之建立通讯，加上一个协议转换器可进行局域或海外连线。自成功设计以来在广州经济开发区某大型的不锈刚企业中被大规模采用，使用过程得到用户的好评，值得同类企业推广和使用

　某工厂有多台上世纪90年代从台湾购进的真空成型机，主要用来制作玩具、五金、仪器等产品的包装袋。这些设备控制电路均采用传统继电器控制，操作复杂，定型时间不准，成型温度不稳定，漂移厉害。控制柜内部接线复杂，给设备维护和故障处理带来了很大的不便。为此该厂准备对改批设备进行改造。

　　包装袋的生产过程中，成型的温度和加热、冷却时间是极重要的环节，要求温度能够自稳定保持，加热、冷却时间可以设定显示，并要能够存储多种不同产品的成型时间。

　　针对该情况，在设备的改造过程中该厂采用PLC和触摸屏作为核心控制器。永宏FBS系列的PLC以其体积小，可靠性高，NC定位**，通讯功能强大等特点，在工业控制领域得到了广泛的应用。FBS系列PLC目前有3种机型：经济型主机MA\MAT、高功能型MC\MCT、NC定位型MN\MNT。本文采用FBS-40MA主机+GP37W2触摸屏来实现成型机生产过程中加热盘的加热时间、成型时间、冷却时间的设定和显示监控以及不同模具生产过程中所需工艺时间的存储和调用，实现了成型机的自动化。

2 设计与实现过程

　　该控制系统的操作部分采用触摸屏，核心控制部分采用FBS-40MA，受控对象有加热管、汽缸和拉料电机。控制系统组图如下：

温度控制部分的实现

　　成型机的加热系统由6组加热管组成，由温控器和固态继电器来控制。

　　永宏PLC根据控制过程的需要，配合永宏的其它功能模块，灵活组合，可以实现多种控制需求。单台主机可以实现32路的温度测量，并有常用的热电偶及白金电阻等2大类共5种温度模块，选取永宏的8EAT晶体管输出部分和温度采集模块TC6，经由温度PID控制指令FUN：TPCTL来实现成型机的恒温控制。

　　温度PID控制利用温度模块配合温度规划表格将成型机加热盘内的当前温度同设定值进行比较，依据存在的偏差，经由软件PID数学式运算后，将运算结果转换为时间比例ON/OFF（PWM），由晶体管输出点输出控制SSR所推动的加热回路，从而使加热盘内的温度保持在SV±1℃。

　　TC模块的温度采集由温度规划表格来实现，如下图：

　　6路温度的采集由K型热电偶和TC6模块来实现，6路温度值储存在R30~R35这6个寄存器内，即6组加热管的当前值，6组温度设定值储存在R60~R65内部。

　　程序部分用TPCTL指令来完成，温度设定值，偏差值，各路的P、I、D均通过屏幕来设定：

　　PLC内部执行过程中的P、I、D有默认参数，可以根据需要进行修改：

成型时间的存储和使用

不同的模型需要有不同的成型时间，所以需要PLC对不同模型的时间进行记忆。可以通过画面来进行设置和调用。该功能由触摸屏和PLC内部的寄存器配合实现。

屏幕界面如下：

程序部分可以放于子程序区，参数需要修改时才调用该部分的程序，可以节省PLC的扫描周期时间。档案1号的程序存储、查询、调用程序如下，其它档案的程序部分依次类推。永宏PLC具有将近7000多个普通的R寄存器、4000多个普通D寄存器，另外还有8192个档案缓存器可供使用，所以对于数据的存储绰绰有余。

PLC的I/O点位图

（1）主机FBS-40MA部分

bbbbb OUTPUT

X0 加热盘右限位 Y0 刹车

X1 加热盘左限位 Y2 底模下

X2 底模下限 Y3 底模上

X3 底模上限 Y4 压料下

X4 拉料电机前限 Y5 压料上

X5 拉料电机后限 Y6 左加热盘

X6 压料下限 Y7 右加热盘

X7 压料上限 Y8 吸真空

X8 下压料 Y9 冷却吹风

X9 上压料 Y10 冷却喷水

X10 急停 Y11 吹气脱模

Y12 前进拉料

Y13 后退拉料

Y14 夹料放开

Y15 夹料夹住

（2）FBS-8EYT部分

OUTPUT

Y1 第1路加热器

Y2 第2路加热器

Y3 第3路加热器

Y4 第4路加热器

Y5 第5路加热器

Y6 第6路加热器

（3）FBS-TC6

T0+/T0- 第1路加热器K型热电偶

T1+/T1- 第2路加热器K型热电偶

T2+/T2- 第3路加热器K型热电偶

T3+/T3- 第4路加热器K型热电偶

T4+/T4- 第5路加热器K型热电偶

T5+/T5- 第6路加热器K型热电偶

依据以上的温度PID、温度检测、参数设定、存储、调用等核心部分，进行程序的编写。