西门子模块6ES7222-1BD22-0XA0型号含义

西门子模块6ES7222-1BD22-0XA0型号含义

0 引言

    剪切机是钢板连续生产线上不可缺少的重要设备，其用途是用来剪切定尺寸、切边、切试样及切除钢板的局部缺陷等。目前，对剪切机的功能需求在不断的扩展，同时也对剪切机的生产效率和加工精度提出更高的要求。通过将PLC控制技术应用于剪板机，极大地改善了设备的电气性能，提高了设备的自动化水平，实现连续方式的生产，大大提高生产效率，减轻了工作人员的劳动强度。

1 自动剪板机结构设计

    自动化剪切机应能根据被剪板料的材质、厚度和剪切长度，自动完成剪切行程、刀片间隙的调整，可配备前送料系统或后托料装置，集送料、卸料于一体，有效地提高设备的自动化程度，并能够根据需要进行单步执行或连续循环操作。

图1 自动剪切机系统示意图

    据此，设计完成的自动剪板机分为取料模块、校平模块、定长模块、剪切模块五个部分，几个模块联合工作，从而实现自动剪板，并达到精度要求。在取料、校平、定长模块中均采用辊轴来实现，用电动机作为动力源。对于剪切模块，因工作时的振动较大，并且是直线往复动作，故考虑采用气压传动方式。在工作中要注意电动机即辊轴传动系统的同步性问题。如图1所示为自动剪切机系统示意图。

    取料模块由开卷模块和夹送模块组成。其中开卷模块中发料机构的原料装夹部分可以左右平移，以调节出料的大宽度。夹送模块主要是将要剪切的钢板往前传送，该模块有两个转动轴，上面的为从动轴，下面的为主动轴，主动轴直接由电动机传动，从动轴可以上下移动以适应不同厚度的钢板的夹紧和传送。由于剪切的对象是钢板，所以在夹送机构的钢板输出部分必须安装支撑。

    校平装置采用上下压力辊挤压待加工产品，使其达到预期的要求。该模块中压力辊轴与轴之间的位置要安排合理，上下轴的转向要相反，这样才能达到传输作用。通过齿轮传动系统，采用上辊单调节辊列平行式机构，通过在校直装置上安置的压力表来控制校平所需要的具体要求。

    定长模块主要由支架、上下辊轴、支撑杆以及滑块组成。自动剪板机要求应能满足不同宽度、不同厚度的钢板的剪切要求，因此，上下辊轴的间距应是能够调节的。对于定长模块的辊轴，为了确保高传动精度，上下辊轴应能够同步转动，因此在传动方式上选用同步齿形带来实现，具有传动精度高、传动效率高、运转平衡等优点，进一步改善了设备的性能。

    该自动剪切机的剪切模块选用平行刃剪切式结构。对于剪切模块，因为工作时的振动较大，并且是直线往复动作，故可考虑采用流体传动方式。因为气压传动具有清洁、安全、易于实现，且成本较液压式低等特点，一般情况下尽可能采用气压驱动方式。这里根据工作时的振动较大的特点，依据剪切力工作负荷进行计算，采用气压驱动方式实现钢板剪切，实践证明为行之有效的。

2 自动剪切机控制系统设计

2.1 控制系统硬件设计

    根据剪板机的工作要求，其控制系统的主控制器采用PLC。取料模块、校平模块、定长模块中的电动机通过变频器进行变频调速，满足加工中的速度要求。为了保证三个电动机的同步动作要求，仅仅凭借变频器调速还是不够的，会存在误差累积问题，当误差累积过大时会导致物料堆积过多而损害钢板，或者因钢板受到的拉应力过大而导致钢板变形，为此，在控制系统中采用同步控制器来实现电动机的同步控制。为了满足剪板机对剪板长度的高精度要求，在定长模块的辊轴上采用旋转编码器对辊轴的线速度和转动长度进行记数，实现钢板长度的jingque控制。图2所示为自动剪切机控制系统原理框图。

图2 自动剪切机控制系统原理框图

    2.1.1 PLC选型及应用

    工艺流程的特点和应用要求是选型的主要依据。控制系统中需要13个输入端口，8个输出端口。其中输出端中有6个分别输出给三个变频器用以控制电动机的正反转，为了保证输出端的COM端不会交叉连接，所以选择40点的I／O点数(本来按I／O点数来确定，24点的PLC就完全够用的了)。PLC的输出不仅要驱动变频器，而且要驱动电磁阀，属于是既有交流负载，又有直流负载，所以应选择继电器输出方式。经综合考虑，选择三菱PLC进行控制，型号为FX1N-40MR。表1、表2为控制系统中PLC输入、输出分配表。

表1 PLC输入分配表

表2 PLC输出分配表

4 第三方软件与PLC的连接

    有些系统具有特殊性，没有现成的通用软件用于进行数据处理和系统监控，这就需要用户用第三方软件开发平台开发满足系统要求的监控软件。这样做既可以满足系统要求．又可以节约系统投资。但对软件开发人员的经验和技术要求较高。

    第三方软件开发平台开发的监控软件与S7—200系列PLC通信使用PPI协议的接口软件有：Prodave、MicroComputing、OPC。

    第三方软件开发平台开发的瞌控软件与S7—200系列PLC通过自由口进行通信．协议自定的话．开发的监控软件可以调用MSComm控件实现两者的通信。

    1、用Prodave软件包实现通信连接

    Prodave是西门子公司推出的专门用于西门子PLC产品(S7—200、300、400系列PLC)与PC／PG进行数据交换处理的软件包。Prodave在*DLL或*LIB文件中集成了数据交换的函数。在自行开发的监控软件中可以方便地调用该软件中的备种函数。

    (1)load_tool PC机与PLC系统初始化链接：

    (2)urdoad_tool断开PC机与PLC系统链接：

    (3)以及读写PLC内部存储区的函数。

    监控软件通过读写函数可以方便监控PLC控制系统。

    2、用MicroComputing软件实现通信连接

    安装Microcomputing后，在VB或Delphi中可以宜接插入控件。可插入的控件主要有：Data controls、Edit controls、Button controls、Label control、Slider control。

图2 用OPC或Micro computing 获取PLC数据的结构图

    Data controls的主要功能是把以上剩余的四个控件与S7—200系列PLC相连接、设置事件触发条件以及设定S7—200系列PLC地址等。而Edit controls、Button controls、Label controls、Slider control可以与S7—200系列PLC存储资源直接对应。第三方软件可以直接调用上列控件对PLC进行监控。也可以通过函数对S7—200系列PLC进行读写操作。

    3、用OPC Server软件实现通信连接

    安装S7—200 OPC Server软件后，在操作系统中将增加一个OPC服务器，服务器的名字是“OPCServer．Computing”。VB或Delphi中可编写OPC客户端程序与OPC服务器通信。

    以下给出在VB开发环境下编写OPC客户端程序的过程：

    首先在VB开发环境中的Project\References中添加OPC Au—tomation 20．然后编写连接OPC Server、添加组、添加条目、读写数据的程序。

    使用到的函数如下：

    connect函数：与OPC Server建立连接；
    OPCGroups．Add函数：添加组：
    OPCITems Additems函数：添加条目：
    SyncRead函数：同步读；
    SyncWrite函数：同步写。
    OPC服务器名为“OPCServer．Computing”，条目名称与S7—200系列PLC中用于监控的变量名对应。

    第三方软件通过OPC或MicroComputing获取S7—200系列PLC数据的结构图如图2所示。

    4、用自由口实现通信连接

    在VB或Delphi下插入MSComm控件，按照自定协议通过串口来收发数据，并对数据进行处理并实现监控。

    在PLC中也必须编写通信程序，流程如图3所示。

图3 自由口通信流程图

    5、优缺点总结：

    用Prodave，实现简单，灵活性较好，可以直接调用Prodave的函数对S7—200系列PLC内部存储区进行读写，并能满足大规模数据的传输，调试简单．很适合在工程中应用。但需要购买软件，编程较复杂。

    用MicroCompudng，使用方便，编程以控件实现，编写简单。但灵活性差，并需要购买软件和授权。

    用OPC实现通信，编程灵活也较简单，调试简单，由于OPC协议是通用协议。得到了许多公司支持，通用性好。但需要购买软件及授权。

    用自由口通信实现，通信协议自己制定．灵活性好，扩展了使用范围．不需购买专门软件。但编程复杂。PLC中要编写复杂的程序．使用了大量PLC的资源。VB或Delphi中用MSComm控件对串口进行读写，程序复杂，实时性较差。

5 结束语

    以上面给出了6种监控计算机与S7-200系列PLC通信实现方法,它们各有优缺点．适用于不同情况下的监控控制系统。研究证明,以上6种方法对不同要求的系统能较好的实现监控计算机与S7-200系列PLC通信．对工程实践有较高的参考价值。

2.2 控制系统软件设计

    针对典型剪板工艺过程，编写了相对应的PLC控制程序，具有手动操作、自动运行等功能。

    2.2.1 初始化梯形图

    所谓程序初始化就是设置控制程序的初始化参数。初始化程序是在开始时执行一次，其结果存在元件映象寄存器中，这些元件的状态在程序执行过程中大部分都不再变化。图4为控制系统初始化梯形图程序，M8044作为原点条件，初始状态检测原点条件，并作为自动运行的开始条件；M8000为运行监控用，PLC运行时M8000接通；RUN监视M8000驱动状态初始化指令IST执行后，下列元件被自动切换控制：S0，手动操作的初始状态；S1，原点复位的初始状态；S2，自动运行的初始状态。

图4 初始化梯形图

    2.2.2 手动操作SFC图

    图5为手动操作SFC图。状态转移图的大特点是由某一状态转移到下一状态后，前一状态自动复位。将两位旋钮开关选择到手动操作功能位置(X20)，则可进行剪板机的手动操作，可以实现电动机的点动(正转与反转)、闸门的点动(点动升与点动降)等手动操作。

图5 手动操作SFC图

2.2.3 自动运行SFC图

图6 自动运行SFC图

    图6为自动运行SFC图。自动运行程序可执行循环和单周期命令，以达到不同的控制要求。自动模式中又分为循环方式和单周期方式。循环方式是在生产中使用多的一种方式，按下自动启动按钮后，剪板机应能够实现连续的自动送料、剪切。单周期方式是剪板机实现自动送料、剪切，每次仅循环一次，即一个周期。这种方式较自动循环方式效率低，主要是用于调试时使用，以便操作者能够方便调试出满意的剪切效果。

3 结论

    通过现场应用证明，将先进的PLC、变频器、同步控制器等相关技术应用于自动剪板机的控制系统，设备的电气性能、自动化水平有了极大的改善，大大提高产品了的质量，降低了工作人员的劳动强度，并能满足产品品种变化的柔性需求。该自动剪切机经投入生产运行，性能良好，取得满意效果，对于该产品的进一步扩大市场有着巨大的促进作用，真正体现出技术革新价值所在

1 引言

    早期安装的电梯多为继电器控制方式，其缺点是系统触点繁多、线路复杂、控制功能不易增加、能耗高、噪音大、尤其是故障率高、可靠性低。而安全性是电梯运行的首要条件，对这类控制系统的更新换代和技术改造势在必行。PLC(可编程控制器)作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到了日趋广泛的应用，己成为当前电梯控制技术改造的热点之一。而近几年，随着经济的发展，楼宇自动化正发展成为一个新兴的技术产业，广泛应用于各种楼宇，电梯监视控制系统已成为楼宇设备控制系统的一部分。本文以深圳八卦岭工业区某电梯为例，介绍PLC及DDC在电梯监控系统中的应用。

2 电梯控制系统概述

    该电梯系统是一个六层六站的系统，井道内设有轿厢、安全窗、对重、安全钳、感应器、平层、楼层隔磁板、端站打板及各种动作开关，轿厢底部设有超载、满载开关，井道外每层设有楼层显示、呼梯按钮及指示、一层设基站电锁，井道顶部有机房，内设机房检修按钮、慢上、慢下开关、曳引机、导向轮和限速器，并道底部设有底坑，缓冲器、限速器绳轮；轿厢内设有厅门、轿门、门机机构、门刀机构、门锁机构、门机供电电路、安全触板、轿顶急停、检修、慢上、慢下开关及轿顶照明、轿顶接线厢，轿门和厅门上方设有楼层显示，轿门右侧设有内选按钮及指示、开关门按钮、警铃按钮、超载、满载指示。本文的重点是先将原由继电器控制的电梯控制柜进行改造，用PLC取代继电器进行电梯控制，以提高电梯的可靠性和安全性；然后将电梯的信号通过DDC采集送工作站进行电梯运行情况的监视。

3 PLC选型及输入输出连接图

    该电梯原需专职司机控制，为节省人力、物力、财力，现由PLC自动控制。电梯控制系统主电路基本采用原来的继电器主电路，不需要很多的改动，而原来继电器的控制电路部分则完全由PLC取代，注意需要将主电路的工作状态及部分信号反馈送入PLC，由PLC向主电路发出速度指令切换、起动、运行、换速、平层等控制信号。由电梯运行情况，计算出该系统共有46个输入信号，35个输出信号，根据点数够用又不浪费，投资尽量少的原则，选用日本三菱公司的FX2N-64MR可编程控制器，该控制器功能齐全、使用方便、性能可靠，有32个输入点，32个输出点，在此基础上再扩展一片FX-16MR模块(8点输入，8点输出)和一片FX-8EYR模块(8点输出)，共计48点输入，40点输出，能满足电梯点数要求。PLC控制电梯的符号说明见表1，PLC的输入连接图见图1，PLC的输出连接图见图2。

 
表1  PLC控制电梯的符号说明

图1  PLC的输入连接图

图2  PLC的输出连接图

    符号含义符号含义符号含义TSK基站电锁GZK超载开关XC下行接触器1，2，3，4，5，6NA轿内指示按钮SPG上平层感应器SFD上方向指示灯1，2，3，4，5SA厅外上呼按钮XPG下平层感应器XFD下方向指示灯2，3，4，5，6XA左外下呼按钮1，2，3，4，5，6LG层楼感应器1，2，3，4，5，6ND轿内指令指示灯GMA关门按钮MK机房检修开关1，2，3，4，5SD厅外上呼指示灯KMA开门按钮MK1轿顶检修开关2，3，4，5，6XD厅外下呼指示灯SHK上强迫换速XFK消防按钮abcdefg数码楼层指示灯XHK下强迫换速APK安全触板GZD超载指示灯NSA机房慢上按钮KC快车接触器JL警铃NXA机房慢下按钮MC慢车接触器YJ电压继电器JLA警铃按钮1KC快车辅助接触器MSJ门连锁继电器DSA轿顶慢上按钮1ZC慢一辅助接触器GMJ关门继电器DXA轿顶慢下按钮2ZC慢二辅助接触器KMJ开门继电器MZK满载开关SC上行接触器。