西门子6ES7231-0HC22-0XA8大量供应

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1 引言

可发性聚苯乙稀泡沫塑料（EPS）是一种以气体为填料的复合塑料，广泛应用于建筑、包装、日用品、工业品等领域。随着20世纪80年代初我国泡塑行业的兴起，浙江企业开始涉足泡塑机械制造业，目前全国超过60%的泡塑机产自浙江，浙江也被称为“泡塑机之乡”。浙江泡塑机械制造企业十分注重科技创新，促进产业升级，始终站在泡塑机械制造技术的前沿。在不断的创新中已经发展到半自动、全自动泡塑成型机和间歇式泡沫预发机等机型，各项性能可与进口产品相媲美。本文将主要讨论半自动泡塑成型机工艺流程及台达机电自动化技术运用。

2 工艺流程

半自动泡塑成型机流程图如图1所示。整个机器的动作按照步进方式循环执行，从合模到脱模为一个生产周期，其中每一个动作的执行时间通过人机界面进行设定；要求具备手动调试画面及中断功能，在机器运行过程中机器的每一步动作状态在人机界面上实时显示。

3 自动化系统

3.1技术选型

人机界面采用台达DOP-A57BSTD型触摸屏。自动化平台采用DVP32ES00R2型PLC。

3.2系统描述

（1）控制系统主画面。机器的主画面（如图1）主要提供客户机器型号显示、产量累计显示、当班产量显示及清零功能、机器软件版本编号（售后服务时便于查询原始程序）的显示，需要提供客户进入流程状态显示页面、参数设定页面、工艺设定页面、中断设定页面、手动调试页面、系统设定页面、报警页面显示以及工艺参数存储的功能。产量的计数方式是模数，即完成一次合模到开模的过程则产量值就增加一次。设备型号在机器出厂前已设定，用户也无法修改。在进行系统维护和升级时，凭借客户提供的版本号来判断原来的PLC和人机界面的程序，以便进行系统升级。

图1机器的主画面

（2）工艺参数的设定。整个机械的正常工作需要设定以下28项参数（图2）：

预吹、入料延时、入料间隙、入料、入料间隔、二次入料、返料、预热1、锁模、预热2、穿透次数、固模加热、移模排气、移模加热、固模排气、加热间隔、主加热A/ B、保温、排气、固模/移模水冷、固模排水开/固模排水关、移模排水开/移模排水关、模内压、预开模、固模吹气/移模吹气、二次脱模、二次压模、开模超时。这28项参数的设定将很大程度上影响产品的质量，用户可以根据不同的产品调整每个工段所需时间的长短，丰富的界面使工艺参数的设定非常方便。

图2工艺参数设定

（3）工艺设定。

·预吹方式：预吹的时候可以选定是使用空气预吹还是使用蒸汽预吹。

·入料方式：一般选一次入料，入料不足时可选二次入料。

·预热2方式：选时间方式时，整个预热2工步在时间过完后转入下一步；而选压力方式时，时间不起作用，而是压力达到后才能转入下一步。

·热方式：压力方式：指穿透加热时，固移模加热切换仅靠压力来实现。若选定压力方式，则参数中穿透次数便发生作用。穿透次数指的是固、移模加热时压力达到了上限，计为1次。一般设为1次即可。时间方式：时间优先方式。穿透切换仅通过时间来完成。时间达到，则固移模加热便切换，而不管压力情况如何。计时开始条件是压力表达到下限。同时满足：穿透加热时，若时间条件已满足，则系统会等待压力条件达到，再进行加热切换；若压力条件已满足，则会等待时间条件的满足。也就是说要等时间和压力条件都达到才进行加热切换。计时开始条件也是压力表达到下限。

·穿透方式：穿透加热时是先从移模加热开始还是先从固模加热开始。

·脱模方式：产品不好脱模时可选为二次脱模。二次脱模时，参数设定中的“二次脱模”起作用。某些型号机器只能选定一次脱模。

·优先方式：可以选定是固模优先还是移模优先。这个方式主要是决定一次脱模开模时先固模吹气还是先移模吹气。

·脱模带水方式：若产品不好脱模时，可选定带水脱模，在吹气时相应的水冷阀也打开。

（4）手动调试。参见图3，手动调试在画面上实现，用于测试各个阀门接线是否正确，动作是否正常。正常运行时，也可以用来监控各个阀门或电机的运行状态。测试前，请先按下画面中自动/手动切换按钮（至少按下1秒钟）。当这个按钮变为手动状态时，按下画面中相应的动作按钮，则相应的输出点会以黑色显示，表示有动作输出。当自动/手动进行切换时，机器正在运行的流程会中止。根据型号的不同，分为单组料枪和双组料枪系统。若画面显示为单组料枪系统，则画面上料枪阀2和入料阀2不起作用（即只有一组工作）。

图3 手动调试

（5）配方存储。配方存储功能主要考虑到客户使用的便利性，由于生产中需要根据不同的客户需求调整生产的模具，需要根据不同的模具调整参数，每次生产更换模具后，前面讲述到的28项参数都需要调整才能生产出合格的成品。因此这里的模具存储以后，与前面的28项参数设定结合起来构成配方存储，在下一次生产用到相同模具时通过调换模具型号后，即可以得到原来生产时的经验参数。

3.3 PLC梯形图设计

利用台达简洁而强大的PLC编辑软件，采用步进的方式来实现对整个机械的所有逻辑动作。由于画面上每个动作的执行时间都需要非常快而准确的显示，因此将PLC和HMI的通讯波特率设置为19200。这样人机界面与PLC的通讯能够保持非常准确的同步，并且整个机器的动作时间非常的快，生产效率非常高。

4 结束语

整套控制系统采用性价比极高的台达机电产品，简洁方便，操作软件易学易用。根据显示效果、配方存储、多级系统密码功能、弹出式的bbbbbbS窗口报警记录等众多强大的功能实现，说明台达HMI与PLC在泡塑行业运用的适用性。这套解决方案的成功运用，得到了众多设备制造商的充分肯定，并在浙江泡塑机业产生了很大的影响，它不仅可以大幅提升生产的效率和稳定性，而且在性价比方面，也给泡塑设备制造商带来价值。

1引言

美国Echelon公司于1991年提出了LonWorks(Local Operating Networks,局部操作网络)网络,简称L0N网。LonWorks是一种完整的、全开放的、可互操作的、成熟的和低成本的分布式控制网络技术,众多的制造厂和用户纷纷在其控制网络方案中采用LonWorks技术。到目前为止,全世界已有2500多家公司利用LonWorks技术生产各种各样的LonWorks产品,以满足现代化楼宇、工厂、交通运输系统、城市基础设施(水、电、气等)、家庭等环境自动化系统的分布式控制网络要求。在1995年,LonWorks控制网络被美国确定为楼宇自动化控制网络标准的一部份。目前,世界大的楼宇控制公司,如霍尼韦尔、安德沃、西比、江森、兰吉尔、萨切维尔等都正在采用LonWorks技术改造产品,已形成世界技术潮流。L0N网标志着控制系统网络的新纪元。

2 L0N网与其它工业总线网

前期LONWORKS产品的市场开拓过分集中于和传统的PLC/IPC现场总线的竞争。然而，在Profibus、Interbus、CAN总线盛行的工业环境中，显然没有很强的竞争能力。因此，LONWORKS转而在楼宇以及一些孤立的工业现场（例如染色机）取得了巨大进展。许多工程实例表明：通过精心设计，大楼可以只装备单独的一个LONWORKS网络，使得HVAC（供热、通风和制冷）、电力照明、阳光屏蔽和安全功能以及开放式控制设备能在网络上互操作，参见图1。

图一 LONWORKS的网络图示

与之相反，LONWORKS在工业现场的应用前景并没有得到认可，自身也遇到很多的困难。原因就是对分布式智能控制的原理接受不足。然而，LONWORKS以其出色的稳定性以及灵活的自由拓扑布线技术于基于RS485的传统现场通讯布线技术。LONWORKS能够巧妙而经济地满足特殊要求。能够以功能简表的形式为开发商提供解决方案的基础。对许多设备诸如发动机、泵、变频器、PLC、阀门、传感器等都有功能简表。

由于LONWORKS在工业现场的应用前景并没有得到大家的认可，转而在楼宇自控行业得到很大的发展。而对于楼宇自控中的机电设备的控制，LONWORKS并没有大的优势，这反而是传统的PLC/IPC的天下。PLC/IPC以其通用性、可靠性以及低廉的成本优势牢牢地占据着传统的产业机械/工业设备控制的根据地。这也是LONWORKS在多年来与PLC/IPC竞争工业现场后无法得到很大发展的原因。然而，毕竟LONWORKS以其对等设计和智能分布式现场设备在技术上的工业自动化系（PLC/IPC现场总线）整整一代。随着工业自动化以及网络技术的发展，对传统PLC的网络要求也越来越高，工业以太网这个新鲜名词也随之出现。而且也有了取代现场总线的趋势。

虽然组建控制网络的方法有很多，但是对于自动化控制而言，平坦的、对等式（P2P）体系结构是好的。P2P体系结构和其它任何一种分级的体系结构相比，不再具有分级体系结构与生俱来的单点故障。在传统的体系结构中，来自某一个设备的信息要传递给目标设备，必须先传送到中央设备或者网关。因此，每两个非中央设备之间的通信包括了一个额外的步骤，或者说增加了故障的可能性。P2P体系结构的设计相比之下，它允许两个设备之间直接通信，这避免了中央控制器的故障可能性，并且排除了瓶颈效应。此外，在P2P设计中，设备的故障更多的可能是只影响到一个设备，而不象非平坦的、非对等式体系结构中潜在的影响到许多设备。由图2 可以看出通过监控的传统的主从通讯网络与P2P体系通讯网络的优劣。

图2 网络组织对比图

3 L0N网原理

LonWorks网络中设备的通信是采用一种称为LonTalk的网络标准语言实现的。LonTalk协议由各种允许网络上不同设备彼此间智能通信的底层协议组成。 LonTalk协议提供的通信服务，使得设备中的应用程序能够在网络上同其他设备发送和接收报文而无需知道网络的拓扑结构或者网络的名称、地址，或其他设备的功能。LonWorks协议能够有选择地提供端到端的报文确认、报文证实和优先级发送，以提供规定受限制的事务处理次数。对网络管理服务的支持使得远程网络管理工具能够通过网络和其他设备相互作用，这包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题和启动/停止/复位设备的应用程序。LonTalk——也就是LonWorks系统——可以在任何物理媒介上通信，这包括电力线，双绞线，无线（RF），红外（IR），同轴电缆和光纤。

而所谓互操作性意味着每个网络中的装置能够根据自己需要发布的信息变成数字式串行数据通过网络直接到达另一个装置。数据转移通常涉及一个信息发送者，一个或一个以上的接收者。发送者和接收者之间一定要有某种形式的连接，数据才能以一连串的开--关状态转移。所有连接到某一特定信道的装置必须有同一速率运行的兼容收发器，如此才能够达到互操作的目的。但是可互操作的网络并不是传统的主从式通讯网络（点对点）可以达到的，网络装置间串行数据的转移要求一套通讯协议，协议通常以嵌入软件或固件代码形式存在于每个网络装置中。包含这个协议代码和某种类型的操作智能的装置称之为网络节点。它包括一片Neuron神经芯片、传感和控制设备、收发器(用于建立Neuron芯片与传输之间的物理连接)和电源。

LonTalk通讯协议是LONWORKS技术的核心，该协议提供一套通信服务，使装置中的应用程序能在网上对其他装置发送和接收报文而无须知道网络拓扑、名称、地址或其他装置的功能。LONTALK协议能够有选择地提供端到端的报文确认、报文证实、优先级发送以便设定事物处理时间。它是一个分层的以数据包为基础的对等的通信协议，象有关的以太网和因特网协议一样。但是，LONTALK协议设计用于控制系统而不是数据处理系统的特定的要求。每个数据包由可变数目的字节构成，长度不定，并且包含应用层的信息以及寻址和其他信息。信道上的每个装置监视在信道上传输的每个数据包以确定自己是否收信人。若是，则处理以判明是否包含本节点应用程序所需的信息或者它是否是个网络管理数据包。LonTa1k协议是直接面向对象的网络协议,即,通过网络变量实现网络节点间的联结。当定义为输出的网络变量改变时,能自动地将网络变量的值发送出去,使所有该变量定义为输入的节点收到它的改变,以便激活相应的处理进程(事件触发型）。标准网络变量能使不同制造商的产品通过建立标准的数据传送模式、正确地翻译、传送数据,便于设备的互换和互操作。另外,由于网络变量的长度有限,多31B,又提供了四种类型的报文服务：应答方式、请求/响应方式、非应答重发方式、非应答方式。

为了简化网络配置和管理，可以把逻辑地址分配给节点，逻辑地址让用户把一个名字和物理装置与节点配合。使用LONTALK的控制网中的逻辑地址在网络配置时定义。所有逻辑地址有2个部分，部分是指定域的ID，这个指定域就是节点的集合他们之间可以互操作。逻辑地址的第二部分以独特的15位节点地址规定域中的一个单一节点。

而对于PLC介入到LONWORKS网络中，实现PLC数据/状态的实时监控，则必须由网关节点的应用程序对PLC进行操作。

4 L0N网在智能楼宇控制系统中的应用

本文以上海某大型广场的智能楼宇控制系统中，涉及到台达PLC的LONWORKS系统的部分为例，介绍网关节点与PLC通讯配置的网络变量以及命令格式。在该系统中，机电设备为中央空调风柜，PLC根据回风温度经过PID调节新风阀门的开度，以达到控制房间或单元室温的目的。风柜网络原理图参看图3。

图3 风柜网络原理图

网络变量

nviConfig 配制网络变量

nvoDR[0～7> 只读模拟量（AI）

nvoXR[0～7> 只读数字量（DI）

nviMW[0～12> 只写数字量（DO）

nviDW[0～31> 只写模拟量（AO）

配制网络变量

nviConfig输入格式：X 　X X X XXXXXXXX

指令 操作号 ： 设定值

指 令：R 读设定值，W 置设定值；

操作号： 00 通信格式设定

01~08 nvoDR[0～7> 连接设定

09~16 nvoXR[0～7> 连接设定

17~29 nvoMW[0～12> 连接设定

30~61 nvoDW[0～31> 连接设定

设定值：通信格式设定 BBBBB_TT (BBBBB波特率 如09600,_ 空格,TT 通信秒间隔 如01)

连接设定： SSIIAAAA (SS设备号 如01，II指令 如02，AAAA地址 如1AFF)

连接量

只读模拟量和只读数字量按通信秒间隔自动读设备进行刷新，只写数字量和只写模拟量赋值网络变量时自动发送到设备。

由于LONTALK协议规定网关节点的应用程序中已经包含该网关节点的逻辑地址，并且是以名称的形式存在于网关节点的应用程序中。因此，网关节点到PLC的通讯部分无须顾及PLC的通讯地址，而只需通用默认的PLC地址即可，参见图4。

图4 状态配置网络变量表

图4中，变量规定为只读，在台达PLC的通讯协议中，D0对应的地址为H1000，则，D100对应的地址为H1064，依此类推。由于LONTALK协议的网关地址已经在网关节点的应用程序中得到确定，那么，网关节点与PLC的通讯就变成了标准的统一的程序，只需使用PLC默认的通讯地址即可，如图4、图5、图6所示PLC的通讯地址都统一为1。

由图3，现场的监控由文本显示器TP04G来实现，远端的监控通过LONWORKS网关节点来实现。这样组成一个分布式智能控制系统。远端的上位计算机通过与末端的LON网关交换数据，网关节点根据从信道中接受到的数据包判断是否是合适本网关的数据包，如是，则网关节点应用程序再将数据下达至PLC，完成远端的监控。

虽然LON分布式智能控制系统不要求末端的PLC提供地址，但是文本显示器与PLC的地址设置功能大大地方便了程序编写者与现场的调试人员，以下简单地介绍该功能的使用：TP04G提供了DELTA Mx的DRIVER，该功能适用于DELTA PLC的多地址应用场合。我们知道，在标准设备的生产制造中，我们需要的是标准化的程序，以简化现场的调试以及方便程序文件的管理。那么，在标准设备的组网过程中，必不可少地需要改变PLC的地址，以达到组网控制的目的。如果通过传统的改变PLC程序来实现的话，一台标准设备就有一套程序。很不方便程序的管理。使用文本显示器的DELTA Mx功能只需在文本的系统菜单中改变文本的通讯地址即可，而文本程序中需要对PLC的D1121设置成相应地址即可实现。

文本显示器提供的万年历功能为实现空调系统定时开/关机功能提供了方便，PLC可以通过万年历的时间实现对风机的定时开关机控制。网络功能的实现为楼宇机电设备的管理者提供了方便，管理人员可以通过网络对位于大楼任何位置的机电设备下达指令，也可以随时通过LON网络查看任何位置的机电设备的运行状态。实现了楼宇智能控制。

5结束语

LonWorks技术已经逐渐成为小区/楼宇智能化系统的基本规范。LonWorks网络非常容易与其他网络实现互连,如Internet网络,可以实现远程操作和控制。LonWorks开放式、可互操作性、成熟和低成本的特点,使得众多的制造厂和用户纷纷在其控制网络方案中采用LonWorks技术。另外,对于终用户来说,项目的初期投资大为减少,系统管理简单,增加新功能又十分简便。由此可以推断,LonWorks控制网络技术会越来越为人们重视和推广。PLC作为通用可靠的工业控制器，依然在工业现场得到广泛的应用，在民用市场的网络要求越来越多的，相信日益强大的PLC的网络功能一定也会越来越多地进入人们的日常生活中。