西门子6ES7232-0HD22-0XA0正规授权

摘要:
水泥厂自动化技术的迅速发展，对水泥厂主要设备磨机的自控系统提出了更高要求，因此磨机自动控制系统的可靠性、安全性，不仅影响磨机自身的各个参数，而且还对上位机监控系统，整条生产线的产量产生重大影响。磨机系统由主辅传动电机、主减速机、进出料端轴承、筒体及对应各部分润滑系统组成。电控系统不仅要求对磨机各润滑站的油压、油温、油流、液位、主电机定子温度、轴承温度，主减速机油温、轴承温度、进出料端轴瓦温度进行监控，而且要对磨机起动装置——液体变阻器和动静压轴承系统进行智能化控制，需控制的开关量、模拟量达200余点（路），显然采用常规的继电器逻辑控制和仪表控制不能完全满足系统要求，且系统开关元件多，故障率高，而采用PLC可满足磨机系统要求。
1　PLC功能简介 　　
　　本系统采用日本光阳公司SU－6B型PLC，模块化结构，其电源模块供电电压AC85～132V／170～264V，环境温度0～60℃，整机绝缘等级、耐压、耐震动、耐冲击性、抗干扰性等均适合工业现场的恶劣环境；程序语言为梯形图／级式并用，指令数191种，程序存储采用UVPROM和EEPROM存储器盒，输入输出可扩展大至512点，其中输人320点，输出320点，内部继电器1024个，定时器256个，计数器128个，还有许多特殊功能继电器，无论在硬件上、软件上均能满足磨机电控系统的要求。此外程序编制调试完毕以后，再输入密码，可对程序加密，防止非人员改动，保证系统可靠的运行。
2　液体变阻器的控制 　　
　　磨机起动采用液体变阻器，控制系统硬件配置见图1。测量极板限位选用四个金属接近开关，型号SA－2105B－110V，测温元件选用WTZ－288双接点温度计，液位继电器选用UQK－02～110V，性能可靠的一次元件为程序的运行提供了可靠的保障。当系统液位、温度正常，且检测到主机运转信号后，液体变阻器极板开始下降，此时开始计时，若定时器时间到，而极板还未接触到下限位开关，因而转子接触器没有闭合，则说明系统异常，自动地发出系统异常信号，停止主电机。若在定时器设定的时间范围之内，变阻器极板下降到下限位，接近开关发出信号，则转子接触器合闸，将转子电阻切除，主电机正常运转。然后极板又自动地上升到上限位开关位置处停止，为下次起动做好准备。液体变阻器控制软件流程见图2。
　 
图1　液体变阻器控制系统硬件配置图
1LS1极板上限开关；1LS2上极限开关；2LS1极板下限开关；2LS2下极限开关； GC1主电机定子合闸开关；ST液箱温度高；SL液箱温度低；GC2主电机转子短接开关； Q1极板电机控制开关；Q2液泵电机控制开关；1KM1控制极板上升接触器； 1KM2控制极板下降接触器；2KM1控制液泵电机运转接触器；KM3切除液体变阻器的接触器； KM4液体变阻器系统正常；H1极板上升或上限指示；H2极板下降或下限指示； H3液箱状态（包括液温、液位等）指示
　 
图2　液体变阻器控制软件流程图 　 　
　液体变阻器同频敏变阻器相比，由于液体变阻器属于无感电阻，且变化平滑，比其他变阻器波动小，因此功率因数高，可使电机的起动电流控制在1．3Ie以下，增大了起动转矩。当电网电压发生波动，低于额定电压时也能正常起动。但是若在起动过程中，上、下限位开关触点接触不良或在正常运转过程中转子短接接触器触头损坏不通，均会使液体变阻箱在极短时间内发生“开锅”现象，损坏其内部绝缘套筒及绝缘套管，使变阻器不能工作，严重时会使其机械传动机构也损坏。由于转子侧电流较大，这种故障发生时间即使很短，也会造成重大损失，且不易被操作监护人员发觉。通过温度检测，利用PLC丰富的软硬件资源进行优化设计，可对变阻器起到保护作用。
3　动静压轴承润滑控制系统 　
　　为了减少轴瓦磨损，tigao轴瓦寿命，大型磨机进出料端润滑系统均采用动静压控制。动压系统是保证轴瓦润滑；静压系统的作用是，当磨机起动前，中控系统发出静压系统起动信号I20＝1，根据转换开关的状态，相应的高压泵工作，若在设定的时间内压力达不到正常值，或此泵出现故障，备用泵立即投入运行，两泵互为备用工作方式，当压力达到正常值时，磨机筒体即被顶起，处于“悬浮”状态，大大减小了起动矩，此时并向系统发出允许主电机合闸信号，使磨机起动。当磨机故障或正常停机时，静压系统立即投入运转，使磨机在“悬浮”状态下平稳停机。 　　磨机静压控制系统硬件配置及软件控制流程与图1、2类同，在此不赘述。
4　结论 　　
　　利用PLC将磨机的各个润滑系统、液体上阻器等检测点的温度、压力等信号分别送入PLC的A／D模块和DI模块，使整个系统减少了大量的内外部连线，省掉了许多常规元件，系统可靠性大大tigao，且操作简单，通过模拟盘可随时查找任何点的故障。这种系统已在苏州扬子水泥公司3台ф3．4m×7．5m＋1.8m烘干磨，4台ф3．5m×11m水泥磨，苏州天平集团2台ф3m×11m水泥磨中投入使用，在几年的运行中均没出现问题，大大地tigao了系统的自动化水平和设备的安全性。

. 引言
印花工序是将染料或颜料配置成色桨(染料＋糊料＋化学药剂)，在织物上按预先设定的花样图案上染，并进行织物烘燥，使其获得各色花纹图案的过程，常用印花设备有辊筒印花机、平网印花机和圆网印花机等。

平网印花机由进布装置、对中装置、印花单元、水洗装置、导带驱动装置、机身tisheng装置、烘干机等组成，印花织物由进布装置粘贴在沿经向循环运行的印花导带上，经对中装置导入印花单元；印花时，导带静止，印花装置的筛网下降，刮印器刮印，刮印完毕，筛网tisheng，织物随导带向前移动一个花回(筛网中花纹的长度)，进入下一个印花单元；印花结束后，由水洗装置清洗导带，印好的织物由导带送入烘干机烘干后，以叠布方式导出落入布车。根据工艺和用户需求，每台平网印花联合机一般配有10～16套印花单元，印花台板的长度达20m以上。

双伺服传动平网印花机通过采用两套伺服系统分别传动印花导带的前后两个传动辊，在保证工艺要求的对花精度(0.1mm)基础上，大幅度tigao了导带速度(高60m/min)，从而tigao了印花效率；印花单元的传动系统采用变频器控制的交流电机驱动，经减速后驱动刮印器往复运动，其刮印速度、往返次数、以及刮印距离等均可调节，以满足工艺要求；同时，印花单元相对于导带的间歇运动，需要及时完成筛网下降、刮印、筛网上升动作，以大地tigao印花速度；此外，贴布辊和烘房导带为连续工作方式，相对于间歇运动的印花导带，三者之间必须保持同步。

2. 控制系统方案


双伺服传动平网印花机控制系统采用施耐德电气公司的中型PLC－Premium为控制核心，通过TSXCAY22伺服控制模板控制Lexium伺服系统(驱动器和交流伺服电机)实现印花导带前后两个传动辊的同步运行和定位控制；通过模拟量输出信号控制Twin Line伺服系统实现对中装置的精密控制；每套印花单元采用Twido系列PLC、ATV31系列变频器以及TSX08 HMI文本图形显示器控制，Twido PLC与Premium PLC通过Modbus总线连接，整个系统采用10.4” Magelis XBT-G 彩色TFT触摸屏(XBT G5330)进行参数设定、显示等操作和系统监控。

3. 控制系统说明
Lexium伺服系统是施耐德电气公司推出的全数字伺服环控制解决方案，驱动器功率范围为1.5 ～75A，内置EMC滤波器和制动电阻，具有高闭环响应特性(转矩控制： 62.5us、速度/位置位置控制： 250us)，允许208 ～480VAC宽电压输入，同时具有Unibbbb Commissioning 软件自动配置闭环参数和负载示波器仿真等功能；伺服电机为高转矩、高惯量交流无刷电机，转矩范围：0.4～100Nm，具有IP65/67防护等级，内置解码器(可选SERCOS码盘)，可选制动器。

TSX CAY 22 是Premium PLC 2个独立轴(无限轴)位置控制伺服模板，是为满足机器制造中对兼具高性能运动控制和顺序控制要求而设计的，内置主/从功能、自动纠偏(Auto Offset) 、集成闭环控制器(阻止停车过位)等功能，反馈信号为250 kHz 增量式码盘/1M Hz 式码盘(SSI 协议)。通过PL7 Pro编程软件中的特定配置和调试窗口以及SMOVE运动控制命令，可以方便地实现预定的运动控制功能。

4. 同步控制方案
同步控制原理如下图所示：


5. Lexium伺服系统与Twin Line伺服系统的定位
 　

1、引言

　　传统的远程监控只具备数据采集功能，在需要实时控制和数据处理时，会显得力不从心。PLC 作为工业控制的核心部件，其在网络、通信等方面的能力越来越强，具备远程监控要求的数据采集、实时控制和数据处理功能。随着国产 PLC 市场占有量的tisheng，PLC 的价格也比以前更具优势，使用 PLC 做 DAS系统或者用 PLC 平台开发数据采集系统将是大势所趋或者说相当有吸引力的选择。德维森公司的 V80 小型 PLC 在供热、交通监控、楼宇监控等行业有许多的成功应用.


　　下面以其在东北某供热网监控为例说明 PLC 在数据采集和远程监控行业中的应用。

　　2、远程监控系统

　　供热网远程监控系统的示意图如下：

图 1 供热网远程监控系统示意图

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　　V80 系列 PLC 采集现场每个换热子站的温度、压力、liuliang，并根据采集数据进行供热liuliang的控制，以达到节能的目的。根据室外气温的变化，通过调节一级管网电动阀门的开度来及时控制二级管网的回水温度，通过调度给定的控制曲线，保证每个换热站的运行参数始终在给定的范围内。同时，中央监控室根据需要调度和遥控子站的电动阀门，调整运行参数。系统配置 GPRS DTU，可以实现温度的控制、补水泵变频的远程控制。上位机选用组态王组态软件，与数据库结合起来，对所有数据进行存储和分析，并可以配合优化软件进行优先控制。

3、PLC 特点
　　

　　图 2 V80 系统结构示意图

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　　针对前面提到的各种问题，本文提出了一个更为优胜的方案，其特点如下：

　　1、 网络通信功能

　　V80 系列 PLC 可同时支持 2 个以上的通信口，可利用 RS485 通信口组建控制网络，把多台 V80 小型 PLC 组进同一个现场总线网络内，主控 PLC 上连接一个 GPRSDTU 模块，为监控网络提供透明的上网通道。选用 GPRS DTU 代替无线 RTU 可以大大降低成本，在敷设了电话线的地方可选用 Modem，使整个系统的造价达到优。

　　2、CPU 模块功能

　　M32DT 模块是 16 路数字量输入和 16 路晶体管输出的 CPU 模块，本身带有两个通信口，一个 RS232 和一个 RS485，内部带 MODBUS 主从通信协议和 FREE 通信协议，可以与各种 HMI 或者各种组态软件通信，通信协议库文件使各厂商自行开发上位机软件提供了诸多便利。

　　M32DT 内带 FLASH 存储器，可将各种参数存储在本地，还带有掉电保持功能，从而保证使用的可靠性和便利性。高速运算速度和完备数学运算能力使其更适合通信和模拟量处理环境。

　　3、抗干扰能力强

　　整个系统的宽温和宽电源供电设计使其可以在恶劣的环境中游刃有余，V80 系列产品已通过 CE 认证。

　　4、 编程简单方便

　　V80 系列 PLC 的编程语言支持 IEC61131-3 标准，可以方便编程。同时，支持在线编程，也就是在运行态下可以进行程序修改和调试，为监控现场的在线升级和扩展提供方便。

　　5、

　　V80 系列 PLC 比同样点数的数采模块具有价格优势，而且其图形化编程功能使其成为一个强有力的分布式监控平台。

　　4、结论

　　本文以供热网的远程监控为例，介绍了 V80 系列 PLC 联网、通信协议与第三方产品集成特点，说明 V80 系列 PLC 在数据采集和远程监控行业中的应用，实际运行结果表明 V80系列 PLC 是客户将采集、控制、远程监控合而为一的理想选择。

　一、概述
　　
　　 随着人们生活水平的日益tigao，对建筑中瓷砖的美观要求也越来越高，形形色色各式色彩的瓷砖逐渐进入了人们的视野。
　　瓷砖上的花色是如何作出来的呢？本文介绍的陶瓷平板印花机就是将压好的砖坯上釉印花，再经过窑炉烧制就作成了美观的瓷砖,该印花机可印400*400到1000*1000的瓷砖,印600*600的瓷砖可达到每分钟14次,且调整容易,转换印花规格时不需更换零件,只须调整夹砖定位的行程和控制参数即可。
　　
　　二、系统控制组成及其工艺要求
　　
　　A）、系统构成和I/O配置
　　1.) 机座：用来支撑和安装各种印花部件的机架,保证整机运行时的平稳和水平.
　　2.) 花网架：:支撑花网使花网升起清洗.换网或下降准备布釉印花.
　　3.) 花网：按瓷砖设计图案制作好的丝网,当印花时釉料透过网孔粘附在砖坯上,经过烧制即
　　制成成品砖.
　　4.) 送砖部分:由送砖皮带、变频和电机构成,用于将砖坯送入印花机和将印过的砖坯送出印
　　花机至下一个工序.
　　5.) 印砖部分:由印花电机、变频、机头、刮刀构成，印花电机带动链条驱动机头前后移动，同时刮刀配合向前、向后、压紧、松开。
　　6.) 定位汽缸：当砖坯离开进砖检测电眼时延时升起挡住砖坯定位。
　　7.) 托铁：当定位汽缸上升、送砖皮带停止时托铁上升使砖坯升起缓停到定位处。
　　8.) 夹板：当砖坯准确停止后夹板夹紧砖坯以便印花时砖坯移位。
　　9.) 人机界面:显示变频器频率,设定各种动作延时时间,手动控制及实时报警显示。
　　B）、控制要求:
　　1)手动和自动两种工作状态可自由切换.手动方式时各部件均可通过按钮或人机界面直接操作调整,但其中多个点动按纽需在PLC内转为闭锁按纽。
　　2)自动运行时有三种印花模式,布釉印花,单次印花,重复印花.
　　3)在印花过程中,有时会出现断停皮带已停,但后面釉线的砖坯推挤使进砖电眼检测到砖,造成停机,因此在程序中增加了储砖功能,即印花时又检测到砖坯信号,等待印花完成复位再印,清除储砖记录,保证了印花机连续高效的运行.
　　三、系统控制技术方案：
　　输入20点，输出14点的I/O配置，选用艾默生EC20系列40点PLC EC20-2416BRA(24入/16出) ，HMI采用EView的触摸屏。送砖电机和印花电机选用两台艾默生SK系列系列1.5KW变频器进行控制。
　　3．1、方案框图

　　SK系列变频器频率通过MODBUS总线的通讯方式给定，PLC利用输出端子控制SK系列变频器的启动和停止。
　　3．2、变频器通讯协议设定
　　变频器频率给定通过PLC给定方式， SK系列变频器支持MODBUS协议，可与EC20 PLC组成485网络，下面是变频器端设置的参数：
　　（1）变频器通讯速度

　　43号参数波特率需要和PLC系统块中通讯口设置一致。
　　（2）变频器通讯地址（键盘设定）
　　

　　44号参数应该和网络上PLC和MODBUS设备地址不同，否则产生地址冲突。
　　（3）控制端子设定（键盘设定）
　　SK变频器选择通讯控制时，可设置PR11=0，端子B4必须和24V端子接通，屏幕显示“rd”,变频器准备就绪，这时变频器才能控制。如果B4和24V断开，屏幕显示“ih”,变频器禁用。
　　（4）控制字使能位设定（键盘设定）
　　串行通讯控制通过控制字PR6.42来实现，PR6.43是控制字使能位。首先设置PR6.43=ON，这样PR6.42才有效。PR6.43是参数，需要映射到Pr71-Pr80内，并在Pr61-70内修改。
　　(5)控制字设定（通过PLC程序改写）
　　(6)频率设定（键盘设定）
　　 由于SK变频器没有变频器频率给定参数，所以只有通过多段速预制值来实现。
　　

　　5号参数要设为Pr,表示“4个预制速度”控制方式。只有在此模式下，变频器才能通过串口通讯设定频率。
　　(7)预制频率（通过PLC程序改写）
　　

　　18号参数为预制频率1，PLC可以通过更改PR18的值来修改变频器频率。PR18对应寄存器地址（协议级）=18-1=17，PLC通过通讯修改协议地址17的值改变变频器频率。
　　（8）读取频率（通过PLC程序读取）
　　 PR85是电机频率，PR85对应寄存器地址（协议级）=85-1=84，PLC通过读取协议地址
　　84的值得到变频器实际运行频率。
　　3．3、. PLC设置
　　1、通讯口设置
　　如图：
　　

　　站号即PLC地址，网络上必须唯一。MODBUS主站，RTU模式，其他和变频器一致。
　　2、PLC程序说明
　　 2．1、MODBUS指令说明
　　PLC是MODBUS主站，变频器是MODBUS从站。PLC通过MODBUS指令发送帧给变频器来读写变频器参数，变频器收到帧后根据不同的功能码返回帧。
　　帧结构：
　　

　　MODBUS指令格式： MODBUS S1 S2 S3
　　其中：S1是PLC的通讯端口，只能是端口1，因为PLC的端口0只支持MODBUS从站，不能发送数据。S2是发送数据起始地址，S3是接收数据起始地址
　　使用MODBUS指令前，必须把发送数据赋值到S2开始的地址中。
　　

　　四、结束语
　　本系统具有以下几个特点：
　　1.连续控制精度高，工作稳定。
　　2.新增储砖功能，减少故障停机，tigao工作效率。
　　3.PLC内存容量大，能存放大量工艺参数，便于用户生成不同规格的产品，只需简单的调整，即能切换到不同的产品线的生产。
　　
　　
　　
　　
　　关于艾默生工业自动化（中国）
　　艾默生工业自动化（中国）是艾默生网络能源所属业务单元，EMERSON其中的工业自动化和过程控制是全球的工控产品供应商之一，能提供交直流驱动器、PLC、各类电机、各类阀门、各类分析检测仪表、过程控制系统、设备管理系统等众多产品，旗下拥有众多品牌，工业自动化包括：艾默生工业自动化（中国）、英国CT（Control Techniques）、美国电机(Us motors)、利莱森玛（Leroy Somer）；过程控制包括：费希尔（Fisher Contros）、高准(Micro Motion)、罗斯蒙特（Rosemount)、西屋(Westinghouse Procsess Control)等。
　　艾默生工业自动化（中国）一直致力于中国的工控领域，拥有完整的研发、销售、供应链、服务平台，是中国工控行业的主流供应商之一，产品遍及中国各行各业，能提供PLC、触摸屏、变频器等产品。