西门子模块6ES7231-7PB22-0XA8品质好货

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   在控制室内由2台工控机作为人机接口操作站，在下位PLC采用OMRON公司SYSMAC CS1系统；CS1系统是具有高速、高效、高可靠、紧凑型的PLC系统，其CPU选用CS1-CPU65H型号。

    在计算机与PLC之间采用Controller bbbb网络，该网采用双绞通讯电缆，大通讯速率为2M，大距离达1km。

    2.1 硬件配置

    2.1.1 操作站

    在控制室内设有2台工控机作为人机接口操作站，其中1台可做为系统程序管理员站。工控机主要配置为：PⅢ1.3CPU、256MB内存、40G硬盘， 在工控机插有一块Controller bbbb网卡——3G8F5-CLK21，用于和PLC通讯。打印机用于主要工艺参数报表的定时打印。

    2.1.2 PLC模块配置

    在PLC中配备的I/O单元为：

• 模拟量输入单元——C200H-AD003(8通道、4～20mA输入)

• 模拟量输出单元——C200H-DA004(8通道、4～20mA输入)

• 热电阻输入模块——C200H-TS102(4通道、热电阻信号输入)

• 热电偶输入模块——C200H-TS002(4通道、热电偶信号输入)

• 开关量输入单元——C200H-ID212(16点、直流输入)

• 开关量输出单元——C200H-OC225(16点、继电器输出)

•     2.1.3 变频器混炼机、喂料机、熔融泵和切粒机分

    别由4台变频器控制，熔融泵为高压变频器。

    2.2 软件构成

    系统软件构成见图4。在bbbbbbNT操作系统下，装配有如下介绍的各个软件。

图4 系统软件的构成

    2.2.1 操作系统

    上位2台工控机内的操作系统均为bbbbbbsNT4.0中文版操作系统。bbbbbbs NT系统既具有bbbbbbs友好且易于使用的界面，又具有系统的可靠性和数据的安全性。

    2.2.2 监控软件

    系统监控软件采用美国罗克韦尔软件公司开发的RSView 32(中文版)工业组态软件，是一种集成式的、组件化的人机接口软件，运行于bbbbbbs95/98/2000/NT等操作系统下，可实现监视和控制自动化设备和过程。可以完成工艺监控画面的形成、数据实时采集、趋势记录分析、报警报表打印等任务。该组态软件还具有很强的网络浏览器集成功能、嵌入标准的编程语言(VB)、在线帮助、支持实时视频图像和嵌入字处理、电子表格和ActiveX文本等功能。

    系统监控软件主要完成对设备的主要工艺参数和运行状态分别以工艺画面和表格的形式进行监视、在画面设置并监视主要控制回路的调节参数及过程、对主要仪表数据进行趋势记录、报警记录及联锁值的设定。

    2.2.3 OPC软件

    OPC(用于过程控制的OLE)是一个工业标准，基于微软的OLE(现在的Active X)、COM(部件对象模型)和DCOM(分布式部件对象模型)技术。OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。Active X/COM技术定义各种不同的软件部件如何交互使用和分享数据。OPC为多种多样的过程控制设备之间进行通讯提供了公用的接口。

    SYSMAC OPC Server是专用于OMRON系列PLC等设备的OPC软件，在该系统用于组态软件RSView32的数据接口，实现与PLC的数据交换。

    2.2.4 通讯工具软件

    FinsGateWay是OMRON系列PLC的通讯接口工具软件，主要用于计算机与PLC各种通讯网络之间的管理，并提供建立通讯的数据接口。在该系统中，其主要用于计算机和PLC Controllerbbbb网的之间的通讯控制和数据管理，在其软件中可以对Controllerbbbb网卡——3G8F5-CLK21进行设定和服务启停控制。

    2.2.5 编程软件

    CX-Programmer是OMRON公司PLC的软件编程、调试工具程序，其运行在bbbbbbs98＼NT操作系统下，具有丰富、简捷的操作环境和强大的编程、调试功能。这些指令即可完成挤压机设备参数的数据采集和处理；顺序和逻辑联锁控制设备电机的启停；各个主要回路的PID调节控制等。

    3 结束语

    该系统运行稳定可靠，且在达到设备高产量时，也能够满足多种牌号产品的质量要求，大大tigao了生产效率，得到了良好的效果。

聚乙烯塑料生产中，挤压造粒设备的控制系统是保障设备正常运行和产品质量的关键。各生产线的设备中大多是采用纯硬件搭接的控制系统或配套DCS控制系统。依据挤压造粒设备的控制特点，在近期新建国产挤压造粒设备中，采用PLC控制系统代替了原来由继电器搭接的陈旧古老的控制系统。改造后的PLC控制系统具有功能强劲、性能稳定、易于维护等优点。

    改造前，由于进料的不稳定性及产品牌号改变的经常性，手动操作很难使产品达到较理想的水平，且经常出现堵料、防爆膜由于压力过高损坏及其它机械故障等。采用PLC控制系统控制后，改善了设备运行的可靠性及连续稳定性，使产品质量达到较高水平。

    1 设备工艺特点及控制要求

    1.1 设备工艺特点

    塑料生产线设备工艺流程主要包括混炼机、喂料机、熔融泵和切粒机4个部分，过程见图1。

图1 设备工艺流程

    混炼机功能是将不同原料成分进行混合，并塑炼成一种稠状流体—熔体塑料；喂料机用于吸纳从混炼机流出的熔体塑料，并将其均匀地传送到熔融泵入口进行迅速地升压挤出。经过塑炼处理过的熔体塑料，在高压下被挤过模板成条丝状；在切粒机中被均匀地切割，后形成标准的颗粒产品，通过颗粒水冷却输送到后系统工序。挤压机的自动控制流程如图2所示。

图2 挤压机子自动控制流程

图中，FT-2425为混炼机入料liuliang，量程为0～15T/h；
PT-2426为喂料机出口压力，量程为0～10MPa；
PT-2427为熔融泵出口压力，量程为0～50MPa。

    1.2 控制要求

    1.2.1 主要回路控制

    挤压机主要需要3个控制环节：喂料机控制回路、熔融泵控制回路和切粒机控制回路。

    (1) 喂料机控制回路。在混炼机的入口设有一电子秤，可检测入料动态liuliang，其变化用于控制喂料机的吃料速度。

    (2) 熔融泵控制回路。该回路采用串级控制，即熔融泵工作速度由喂料机的转速和喂料机的出口压力共同来控制。其中喂料机的转速作为辅助控制参数，喂料机出口压力的(+,输出作为主要控制参数，即通过对熔融泵转速的调节，控制喂料机出口压力稳定在5 MPa。

    (3) 切粒机控制回路。该回路也采用串级控制，即切粒机的工作速度由熔融泵的转速和熔融泵的出口压力共同来控制。其中熔融泵的转速作为辅助控制参数，熔融泵出口压力的PID输出作为主要控制参数，即通过对切粒机转速的控制调节，以保证产品颗粒尺寸均匀，外观合格。
　　
    1.2.2 联锁控制

    在设备控制中还需要12套报警联锁控制，主要报警联锁控制有7个。

    (1) 喂料机润滑油压力报警联锁；

    (2) 熔融泵润滑油压力报警联锁；

    (3) 喂料机、熔融泵和切粒机电机轴承温度报警联锁；

    (4) 熔融泵网前、后爆破膜状态联锁；

    (5) 切粒机切粒室视窗开关联锁；

    (6) 切粒机颗粒水liuliang低联锁；

    (7) 喂料机、熔融泵及切粒机转速低联锁。

    1.2.3 手/自动切换控制

    设备启动时，运行状态及工作参数较复杂，一般需要操作人员进行手动控制，当运行较稳定后，才能切换到自动控制系统。所以在喂料机控制回路、熔融泵控制回路和切粒机控制回路的控制必须实现无扰动平稳切换。

    2 系统构成
   
    该自动控制系统见图3，其采用上、下位机的体系结构。

图3 PLC控制系统结构

 根据图3流程图和表1的I/O分配表，可以编制出状态转移图如图4所示。

图4 机械手状态转移图

    4 编程及程序运行

    4.1 用步进指令编程

    根据图4状态转移图，编制的步进梯形图程序如图5所示。

    图5中，“全部输出禁止”部分的作用是在停止时禁止全部输出，使机械手停止在现行的工步上；重新起动时又能从停止前的工步继续动作。

    在状态由HR010转移至HR000的条件中，增加了保持继电器的常闭触点，其作用是：当机械手工作在某一中间工步时，若PLC断电或停止运行，机械手停止在中间工步上。PLC复电或重新投入运行后，由于保持继电器HR具有状态断电保护的功能，因此在重新起动时，中有某一个是断开的，使得HR000不能置位，机械手只能从停止前被置位的保持继电器的后续工步继续动作。

    4.2 程序运行

    按下起动按钮SB1，输入点0000为ON,则作为互锁条件的辅助继电器1000为ON，互锁指令IL接通，IL与ILC之间的线圈正常工作，“全部输出禁止”解除。若(抓图1)常闭触点都为ON，保持继电器HR000接通，输出点0503使上升电磁阀得电，手臂上升。当手臂上升到位时，上升限位开关使输入点0005闭合，保持继电器HR001 接通，HR000复位，输出点0501使左转电磁阀得电，手臂左转。......以后每当一步动作到位，限位条件满足时，状态转移，进行下一工步动作。当状态转移到HR008为ON时，输出点0506使放松电磁阀得电，机械手放松，同时定时器TIM00计时。当计时2秒到，状态又转移到HR000，程序又重新从工步开始循环。

    停止时，按下停止按钮SB2，0001断开，辅助继电器1000为OFF，互锁指令断开，全部输出被禁止，但各保持继电器的状态是断电保护的，机械手停在现行的工步上。当重新按起动按钮时，互锁指令接通，停止前的输出被恢复，机械手继续在停止前某保持继电器为ON的工步动作。

    5 结束语

    本文介绍了日本OMRON公司生产的C系列P型小型多功能PLC在机械手步进控制中的设计应用。说明了机械手的动作原理，设计要求，程序设计方法。本文介绍的程序已在实际生产中获得了成功的应用。

 1 引言

    机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，tigao劳动生产率。图1 是机械手搬运物品示意图。

图1 机械手搬物示意图

    图中机械手的任务是将传送带A上的物品搬运到传送带B。为使机械手动作准确，在机械手的极限位置安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5，对机械手分别进行抓紧、左转、右转、上升、下降动作的限位，并发出动作到位的输入信号。传送带A上装有光电开关SP，用于检测传送带A上物品是否到位。机械手的起、停由图中的起动按钮SB1、停止按钮SB2控制。

    传送带A、B由电动机拖动。机械手的上、下、左、右、抓紧、放松等动作由液压驱动，并分别由六个电磁阀来控制。

    2 机械手的动作流程

    传送带B处于连续运行状态，故不需要用PLC控制。

    机械手及传送带C 顺序动作的要求是：

    1) 按下起动按钮SB1时，机械手系统工作。首先上升电磁阀通电，手臂上升，至上升限位开关动作；

    2) 左转电磁阀通电，手臂左转，至左转限位开关动作；

    3) 下降电磁阀通电，手臂下降，至下降限位开关动作；

    4) 启动传送带A运行，由光电开关SP检测传送带A上有无物品送来，若检测到物品，则抓紧电磁阀通电，机械手抓紧，至抓紧限位开关动作；

    5) 手臂再次上升，至上升限位开关再次动作；

    6) 右转电磁阀通电，手臂右转，至右转限位开关动作；

    7) 手臂再次下降，至下降限位开关再次动作；

    8) 放松电磁阀通电，机械手松开手爪，经延时2秒后，完成一次搬运任务，然后重复循环以上过程。

    9) 按下停止按钮SB2或断电时，机械手停止在现行工步上，重新起动时，机械手按停止前的动作继续工作。

    根据对机械手的顺序动作要求，可以画出时序图如图2所示。由时序图可作出图3所示的机械手动作流程图。

图2 机械手佛那故作布序图

图3 机械手动作流程图

    3 PLC选型及其I/O点编号分配

    3.1 PLC的选型

    由于机械手系统的输入/输出接点少，要求电气控制部分体积小，成本低，并能够用计算机对PLC进行监控和管理，故选用日本OMRON（立石）公司生产的多功能小型C20P主机。该机输入点为12，输出点为8。内部主要有：136个辅助继电器、16个特殊功能继电器、160个保持继电器、8个暂存继电器、48个定时/计数器、64个16位数据存贮器。

    3.2 I/O点编号分配

    根据图3所示的机械手动作流程图，可以确定电气控制系统的I/O点分配，如表1所示。

表1 机械手控制I/O分配表