6ES7223-1BF22-0XA8支持验货

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西门子公司能够为挤出机及挤出生产线提供先进完备的控制方案，以帮助用户**对生产过程的管理与控制。

----该系统为西门子公司为挤出机及其辅机设备推出的标准控制方案。此方案中的控制部分采用西门子公司先进的SIMATIC S7－300可编程序控制器，其强大的控制功能以及灵活的模块化结构可以满足各种类型挤出设备的控制；人机介面采用SIMATIC OP37操作面板，大屏幕彩色液晶显示以及用户定义的人机操作键盘，可以方便地对整个设备进行监视及操纵；调速部分采用MICRO/MIDI MASTER变频调速装置，利用及优越的矢量控制性能，可以确保挤出设备各部分运行的平稳与同步。

图6：异型材管材挤出生产线功能结构图

----挤出机控制系统的主要控制功能概括如下：

• 主机及机头温度控制(加热/冷却控制)，可显示温度变化实时曲线及历史曲线，并可选择监视各加热区的加热电流

• 熔体压力监控，可显示压力变化实时曲线及历史曲线

• 可实现机头压力闭环控制以确保制品质量

• 熔体温度的监视，可显示温度变化实时曲线及历史曲线，并可设定熔体温度的报警范围

• 主机及辅机转速的设定、监视、控制及各电机转速的同步控制，并可实现速度闭环控制

• 可显示各电机转速及扭矩的实时曲线及历史曲线

• 主机及辅机电机负载电流的监视及过载报警

• 可存储1000套工艺参数配方

• 故障报警功能，可显示故障原因、故障位置、故障发生时间及故障排除方法，并可存储500条历史报警记录

• 设备使用及维护提示

• 生产计划，统计管理

• 多条生产线联网，集中管理

----此系统适用于各类挤出机生产线的控制，包括：

• 型材生产线

• 单壁、多壁及发泡管材生产线

• 板材及发泡板材生产线

• 片材生产线

• 单层及多层吹模生产线

• 造粒生产线

• 铝塑复合管生产线

• 多机共挤生产线等等。

　1  引言

　　矿用隔爆兼本质安全型六回路电磁起动器简称矿用组合开关。矿用组合开关在含有爆炸性危险气体（甲烷）和煤尘的矿井环境，用于额定电压为1140V或660V供电线路的单台或多台（不超过六台）三相鼠笼式异步电动机起动停止进行控制和保护。矿用组合开关是性能可靠、抗干扰能力强、操作方便、人机界面良好的智能化矿用电机专用监控系统，矿用组合开关具有至少一组处于电源与负荷之间的主隔离开关组及一组辅助隔离开关组，每组主隔离开关组包括主隔离开关、真空接触器、漏电闭锁检测、电压互感器及电流互感器，辅助隔离开关组包括辅助隔离开关、电源变压器、滤波器、隔离变压器及电源模块，还具有数据处理模块、显示模块、控制模块及先导模块。智能矿用组合开关产品如图1所示。　　

图1 智能矿用组合开关

　　2  系统解决方案

　　2.1 硬件配置

　　基于PLC系统的矿用组合开关控制系统硬件组成如表1所示。

　　2.2 系统原理

　　（1）系统架构。系统由主辅两套PLC和台达触摸屏构成人机操作界面。台达10.4' 高亮度 TFT LCD触摸屏DOPA10THTD1的3组串行通讯端口，具有同时连接不同的通讯格式控制器能力，本案同时接入两台不同品牌的PLC，构成异构集成自动化系统，如图2所示。　

图2 系统架构

　　  （2）主控制器。组合开关保护与主控制系统采用德国西门子S7-200 系列PLC， 实现系统监测监控，并完成漏电闭锁、过载、短路、断相、欠压和过压等保护功能，具有智能化程度高、性能稳定、动作可靠等优点。

　　    （3）辅控制器。组合开关的防爆现场数据输入是本案采用双PLC架构的原因。由于防爆现场不允许安装非防爆电器，因此必须设计防爆人机单元。考虑智能组合开关的数据输入要求，选用4*4防爆矩阵键盘，如图3所示。　　

图3  4*4矩阵防爆键盘

　　键盘的数据读入选用台达DVP12SA11T小型PLC,利用矩阵驱动原理的PLC键盘数据读入电路原理如图4所示。　

图 4  PLC键盘数据输入原理

　　数据显示画面案例如图5所示。 

图5 数据显示画面

　　2.3监控功能设计

　　（1）采用台达全中文液晶显示屏，配合台达小型PLC，实现对组合开关的工作状态、参数和故障类型显示和记忆，并可对具体参数进行修改调整，友好的用户界面，具有良好的人机对话功能，可大大**判断故障和排除故障的效率。

　　    （2）所有模拟信号全部处理为数字信号，具有抗干扰能力强、接线简捷、信息量大、控制可靠准确等特点。

　　    （3）具有完备的自检、自诊断和故障模拟试验功能，可方便地检查保护和控制系统正常与否。    

　　2.4 技术指标设计

　　该组合开关，充分考虑煤矿井下的工作环境，集机械制造、自动化、测控技术与仪器仪表、计算机应用科学技术等学科于一身，其主要技术指标如下:

　　    （1）电压等级：1140/660V；频率为：50Hz

　　    （2）总额定电流：800A、1200A，单台工作电流可达到400A

　　    （3）电流整定范围：30-399A

　　    （4）漏电闭锁保护：附加直流检测，1140V-40kΩ、660V-22kΩ。

　　    （5）先导控制（本质安全控制）：Igmax<10mA,Idmax<15mA。

　　    （6）过载保护：反时限。

　　    （7）短路保护：鉴幅式（7-10倍），机敏（3-5倍）。

          （8）断相保护：负序检测，定时限；

　　    （9）控制方式：单机单速、单机双速、双机双速、程序控制等多种控制方式。

　　3  结束语

　　此组合开关应用案例，体现了台达触摸屏强大的通讯、人机交互功能，以及PLC独特的键盘输入应用特点，大大**了触摸屏在井下防爆中的应用，替代了以往常规触摸屏只能显示记忆的缺点，在**劳动生产率，保障井下安全生产的同时，也展示了台达产品的特色

1）本地中心站,采集水厂的设备状态,采用西门子S5-115U.

（2）取水和1号加压泵站，采用西门子S5-115U

（3）2号加压泵站控制系统，采用西门子S5-115U

（4）在市内的东南西北和高处和低处安装了测量水管压力站，采用西门子S5-100U。用抄表的人工方式来记录设备状态 。

    用户需求：

    随着时代的进步，和对工艺的进一步的要求，要实时对各个站的管道压力、**及各个的阀门开关的状态进行监视和控制，从而降低了故障率和**了对此系统的反应时间，更好保证城市供水。并把各个站的所有设备的数据送到中心监控站里，进行监控，和电子统计。 

    实现方案：

    在水处理厂中心站与各个泵站和测压站之间，由于距离较远达几十公里，我们决定采用无线电通讯方式，并且因为大山的阻碍，在取水1号加压泵站，2号加压泵站控到中心站之间，设立了中继站进行转发。而水处理厂中心站与6个市内的测压站之间由于距离较近直接通过无线电通讯。

    这个项目的主要问题是无线电通讯的任务，如何在已有的S5系列的设备上，加上无线电通讯呢。根据现有的实际情况，在不动原有西门子S5-115U 的基础上，决定在此基础上加入西门子的Sinaut产品的ST1系列模块来实行无线电通讯。Sinaut ST1是基于SIMATIC S5的程序控制的系统，由硬件模块和软件软件模块组成。适用各种自动化的任务，完整的无线电通讯方式，允许数据传输到或近或远的地方。数据能够通过专线，或者各种PTT网络（GSM,ISDN,拨号Modem,无线电通讯等）等方式传送。

Sinaut ST1硬件包括，TIM模块（遥控接口模块，即S5-PLC通讯功能模块），modem  用于数字量和模拟量相互转换）,无线电台（无线电发射装置）。软件是Sinaut TD1软件包。这样我们在STEP5的基础上，用TD1这个扩展软件包进行对硬件TIM板编程。把水处理厂中心站作为主站，其他站作为从站。以直接轮巡的方式逐个采集各个从站的信息，并且这样的方式只有当从站发生数据发生变化时，才进行数据的传递，大大的加快了数据的更新速度和硬件设备的使用寿命。 

系统图如下： 

    上位机显示：

    我们采用监控组态软件， 从中心站的PLC中采集数据，实时的反映整个系统（本地站，无线电远程站）的状态。主要显示部分包括：水厂控制工艺图、运行状态表、报警和历史数据的查询，统计报表、趋势图。控制工艺图反映水厂的各个泵站的运行状态，并且以动态的图形、数据和实时的现场保持一致，运行状态表中反映主要设备的开关状态、现场仪表的参数、累计值（**，水位，浊度 ，温度,PH,压力等）。报表，每天打印一份主要设备的状态的日报。除了在显示器上显示外，并且把主要数据显示在电子显示屏上。 此系统投运以来一直正常工作，达到了预期的实施效果。  

机电一体化理念学是指将所有与一台机器相关涉及的学科合并融合在一起，包括如机械，电气和自动化技术，作为一门发展的学科。然而，迄今为止还没有适当的工具来真正实现机电一体化理念。这种情况将由自动化系统PSS4000的出现而改变。来自于Pilz的在这项新的发展研发项目其上的一贯所坚持的目标是显著大幅地降低工程成本。

    并行工程是其主旨，与正常程序的工程流程有所不同，一旦初的项目方案获得批准，这个自动化项目所涉及的各部门实际上可以同时开始工作。系统和硬件开发可以同时进行。

基于机电一体化的控制元件
  
    机电一体化手段地工作意味着模块化的思想地思考。在机械方面，首先要使用独立的功能单元来表述该理念，然后将其反映到控制技术上，无论这些模块是由一个还是多个制造商生产的。这个就是为什么现在的系统通常遇到困难的地方达到极限的原因。虽然在模块通过中央控制系统进行通信的情况下难以调试单个模块，但本地控制系统本地化却可以建立它们之间的通信，可是需要花费大量的时间和精力用于调试控制系统之间的通讯。PSS4000考虑到这一点，将控制单元的数量和布局进行机电一体化设计，并且仍然存在中央控制系统，中央控制系统也能放弃给予控制局部控制系统支持。

软件工具简化机电一体化操作
  
    模块化是PAS4000关键重点方面：元件由根据基本基础功能构成，模块由元件构成，设备和机器由模块构成。通过层次的软件模块嵌套这是很容易实现的。由于封装和面向对象的思想，基本基础功能，部件和模块是软件时代的骨干，它们作为“软件组件”可以被重复地使用以达到佳效果。这种有意识的研发努力已使PAS4000非常容易处理操作。对于严格的真正的机电一体化方法也意味着，一些部门不用在机器的调试时在场，例如。这些部门可能有一个的机电工程师，他能够对控制程序进行必要的修改且无需询问专家。Pilz还提供软件库支持这程，其中包含常用的基础功能，部件和模块，这可以大大降低调试时人力资源的支出。

模块间自动通信
  
    遵循一个逻辑合理的想法结论，机电一体化模块都总是涉及硬件模块，即每个模块涉及控制信号能力。因此，控制系统之间的通信在技术上和商业上都可以成为一个很大的挑战。

    为此，对PSS4000的通信设置不再是明确外在的、外部的，而是内在的、集成的含蓄的。首先，所有的信息是已知的，并且对于所有网络用户都是已知的并可以被平等地访问它。第二，控制模块之间的通信路径，例如单个站点之间与个人站台，是要告知整个项目都已知的。通过PAS4000他们按照项目分配的进程创建独立的的通信路径。数据连接实际上会自动生成，这也节省了时间和精力。

    有了新的自动化系统PSS4000，Pilz将一直贯彻机电一体化做法并将其运用于实践。结合软件平台PAS4000，在整个工程过程中指导用户，始终保持分布式控制功能的理念。因此，工程项目的实施将不仅高效，而且明显降低了成本。