6ES7211-0BA23-0XB0技术介绍

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1  引言
    随着改革开放的大力推进，中国的钢铁工业经过多年的技术改革获得了突飞猛进的发展，WTO的加入使中国的钢铁工业再一次面临巨大的竞争，这不仅在钢铁的质和量上要求越来越高，而且在品种，规格及外观的设计上也要求越来也多。因此，如何把钢材的质量、品种、规格、生产日期、生产厂家等标志信息高质量且高效率打印到钢板上而又不浪费钢材，成了一个急待解决的问题。
    液压驱动的钢板打号机已经成功的解决了这一难题，整个打印过程由液压驱动完成，其控制系统采用了FX2N-32MR可编程控制器(PLC)作为核心部分，操作由台达人机界面完成，使得该系统的抗干扰性，实用性，及易维护性都得到了提高。

2  打印机系统组成及工作原理
2.1  机械系统构成
    钢板打印系统结构如图1所示,主要由四部分组成:
    (1) C型架:牵引缸2控制，可在小车上前后移动，其虎口上装有机械开关，用以检测C型架是否前进到位。
    (2) 压印辊:由压印缸驱动上下移动，压印辊可转动且装有刻有阳文的字模，用以打印标志信息。
    (3) 小车:由牵引缸1可前后移动，上面固定有C型架。
    (4) 调平辊:由调平缸驱动上下移动，用以保证压印过程中支撑钢板保证打印信息的深度和清晰度。

图1     钢板打号机结构示意图

2.2  工作原理
    钢板打号机工作原理如图2所示，当钢沿着辊道运行道起始位置时，挡板升起到位，钢板运行到降速位置时辊道电机降速运行、钢板到达停止位置，运输辊道停止，靠钢板的惯性使钢板与挡板接触。钢板到位后，见图1牵引缸2动作推动C型架前进直到钢板接触横梁上的机械开关并发出C型架前进到位信号，然后调平辊上升，上升到位，压印辊下降，下降到位后推拉缸动作，由于钢板的反作用力C型架相对轨道后退，这样压印辊上的标志信息随着压印辊的转动而印在了钢板上。随后，压印辊上升，调平辊下降，推拉缸及牵引缸2复位，辊道电机动作，钢板运出，一个钢板的打印工序结束。

图2     钢板打号机工作原理图

3  硬件系统组成
    上位机采用触摸屏人机操作界面、下位机采用日本三菱公司的FX2N-32MR系列PLC和泵站组成。FX2N-32MR PLC结构紧凑，，且基于bbbbbbs平台的FXGPWIN编程软件，指令集功能强大，编程方便，且可在线调试。
整个设备具有手动操作功能、自动操作功能、调试功能、故障诊断功能。人机界面设有监控界面、手动界面、自动界面、调试界面、参数设置界面、故障显示界面。

4  控制流程图
    根据钢板打印工艺要求，设计控制子程序、打印子程序和复位子程序分别如图3、4和图5所示。

图3     打印主程序

图4     打印子程序

图5     复位子程序 

5  结束语 
    此钢板打号机由液压驱动完成，通过台达人机界面操作，采用了三菱FX2N-32MR可编程控制器进行控制。通过首钢带钢分厂一年来的实际运行证明该系统工作稳定、操作简单、维护性强、打印的标志信息美观清晰，增强了产品在国内外市场上的竞争力，提高了企业效益。

1 引言
医药小丸包衣制粒机是用于实验室或小批量生产小丸颗粒的制药设备。由于实验室原有的控制系统使用的是十年前的人机界面和PLC，故其硬件均已老化，性能下降，在运行的过程中经常出现死机、黑屏、重启动，甚至某些画面参数不能修改;同时由于无相应的PLC编程器、编程软件和人机界面软件，因此可维修性也差。为了解决这些问题，我们采用西门子S7-200PLC和北京亚控公司的组态王6.05工控组态软件 的控制方案对小丸包衣制粒机的控制系统作了改进。
2 小丸包衣制粒机系统组成
小丸包衣制粒机系统组成如图1所示。小丸包衣制粒机是专门用于实验室或车间小批量生产的。药粉或类似的物料能在流化床中进行干燥、制粒以及包衣等过程。流化床物料容器底部装有筛网，药粉或小丸颗粒等类似的物料被盛放在筛网上。流动的空气经过滤处理后经容器底部的筛网向上流过，当流速达到一定速度时，颗粒(药粉)就会被空气托起，床内粒子就开始流化起来，形成流化床。流化床内的颗粒(药粉)在容器中剧烈搅动，并延伸到容器的扩展区，细微的粉末或轻微的颗粒则被粘附在袋式过滤器上。为了防止袋式过滤器的堵塞，控制滤袋升降的气缸会有一个间歇的抖动操控。空气经过袋式过滤器、控制风量大小的风门和风道被风机引出室外的大气中。在这个过程中，流化床容器内的微粒能完全充分的与空气流接触，并且搅动剧烈，因而能够很好的完成充分干燥，良好制粒，精致包衣等制药过程。

图1 小丸包衣制粒机系统组成

3 系统主要控制要求
小丸包衣制粒机操作的基本控制要求包括五个方面。
(1) 产品温度控制
通过控制进风温度来控制产品温度。进风温度控制精度为±3℃，产品温度控制精度为±2℃。
(2) 进风风量的控制
控制精度为±40m3/h。
(3) 雾化压力的控制
即喷液装置喷射压力的控制，控制精度为±0.1bar。
(4) 密封压力的控制
产品容器必须与扩展仓密封，形成一个密闭的流化床反应器。采用油压装置进行密封，密封压力在35-70bar之间。
(5) 滤袋的抖动控制
抖动有单滤袋抖动和双滤袋抖动，有手动抖袋和自动抖袋。
4 控制方案的选择
4.1 两种不同方案的比较
小丸包衣制粒机的改进有两种方案可供选择，见表1:

在满足控制要求的前提下，控制系统硬件设备的选择应该追求佳的性能价格比。由于该机器的使用频率不高，平均每月一次，同时环境良好，因此采用PC+PLC的控制方案。当机器不用时，PC机可作它用。换句话说，利用公用PC机即可作人机界面。
4.2 PLC硬件配置
根据前面对控制系统的要求，选用西门子S7-200系列PLC。S7-200系列PLC体积小，重量轻、安装方便、功能齐全、配置灵活、运行可靠、编程简单，具有可观的经济性和更强的适应性，完全可以满足上述控制要求。

4.3 人机界面组态软件
组态软件选择北京亚控公司的组态王6.05。这是一款具有易用性、开放性和集成能力的通用组态软件。组态王使用简单，适合各种简单和复杂的任务。只需要进行填表式操作，即可生成适合于用户的“监控和数据采集系统”，可有效用于控制自动化过程, 组态王6.05版是在bbbbbbs2000的平台上运行的，因此选用组态王是较为完善和方便的选择。整个控制系统的构成如图2所示:

图2 控制系统的构成

5 系统硬件设计
控制系统选用西门子S7-200系列PLC，选用了中央处理单元模块CPU224、数字量扩展模块EM223、模拟量输入模块EM231、模拟量输出模EM232、模拟量输入输出模块EM235。其中的中央处理单元模块CPU224外部接线图如图3所示、输入输出地址分配如表2所示。

图3 PLC外部接线图

图4 主程序框图

6 系统软件设计
6.1 PLC程序设计
主程序框图如图4所示，其中子程序0为初始化程序，子程序1为检查扩展模块是否正常，子程序2为模拟量采样子程序，子程序3为对各执行设备输出的采样，子程序4为对各被控量和执行设备异常的报警子程序。由于篇幅所限，各子程序框图在此从略。

6.2 人机界面组态
组态软件选择北京亚控公司的基于bbbbbbS2000平台的工业控制组态软件“组态王”6.05版。只需要进行正常通信设置和填表式操作即可完成人机界面组态。运行组态画面程序和PLC用户程序，根据小丸机操作的顺序功能，点击组态画面上的各个按钮，通过模块上各输出位对应的发光二极管，观察各输出信号的变化是否满足设计的要求。组态画面设计了设备控制、过程控制、过程参数等画面。其中设备控制画面如图5所示。

图5 设备控制画面

7 结束语
由于S7-200系列PLC具有体积小、系统集成度高(电源、主机、机架、开关量输入输出等功能集成一体)、配置灵活、接线简单、安装方便、抗干扰性强等特点，同时与同性能的产品相比，很好的满足了此次系统改造经济上技术上的要求。新系统人机界面友好(全中文界面)，操作简单快捷，运行可靠稳定，受到广大用户的好评。