6ES7216-2BD23-0XB8代理订购

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一、背景：某市轻轨道岔分单开关节型道岔、多开关节型道岔、可扰型道岔三种类型。关节型道岔多在站场和停车场内，每年运行10万次左右，每三分钟完成一次道岔转换。对道岔控制的可靠性、安全性、适时性要求比较高。

二、工作环境条件：
1、控制柜放于露天，高温、寒冷、多酸雨、盐雾天气，有强烈的电磁场干扰。
（1）、温度：-10－－-+80摄氏度;（2）、湿度：10%－－-95%。
2、技术要求:（1）MTBF=50000；
(1)、安全系数As=2.1；（2）、Run_Time=4.58 秒/转；
(3)、Run_Frequence：每隔3 分钟转一次。

三、系统方案设计：
由于安全性、可靠性要求较高，故采用一主一热备份的双CPU抗干扰冗余系统，两路供电回路，三点检测两点有效的检测回路，故障显示采取复示电路。输入输出点数统计如下:
DI：29点 AI：2点 DO：18点

2、方案论证及确定：
A、 轻轨道岔控制的特点：
输入、输出的点数不多，单开关节型道岔的控制点数在60点以下，多开关节型道岔控制的输入/输出点数也在一百点以下。故选用小型或微型控制器就可以了。
（1） 由于需与上位中控室、列车运行自动监控系统（ATP）、列车驾驶（ATO）协同配合动作，并且需经常在线获取技术支持、维修和服务，所以要求网络通讯功能强大。
（2） 就地控制现场环境恶劣，不设工控机，由于需计算道岔转撤停靠号数（并需把该信号输出给LED显示屏）、转撤行程及调速，故需运算能力强、精度高的PLC。
B、控制器硬件选型：
德维森PPC PLC属于一种开放型、柔性的PC—BASED 控制系统；PPC31 – 除了PLC功能,同时具有Intranet, Java,及Web Server功能:
. PPC31与A-B PLC5 具有相同功能与相同指令,编程方便、指令丰富、功能强大；
. PPC31亦可执行C/C++程序, Java程序；
. PPC31可发送e-mail；
. PPC31具有Web server功能, 网站,网页尽在PPC31中；
利用网际网络,在世界任何地方,透过网络浏览器(Web Browser)。
就可与远程的设备或现场沟通。
抗干扰能力强，可靠性高；MTBF=57766。
C、方案确定：
选用四级控制方案，即中央控制室通过ENTHERNET网际网路实现全自动控制；若网际网路出现故障，在现场触摸屏（HMI—GOT）上输入指令，运行PLC控制程序，实现自动转撤，若一个PLC出现故障，自动启动另一热备份PLC；若双PLC都出现故障；可通过操作现场手操箱－－-继电器硬联锁箱上的按钮实现手动转撤道岔；若整个电气控制回路都出现故障，可通过人工摇臂摇动齿轮箱实现人工转撤道岔。
5、技术设计：
(1)硬件电路设计：（略）
(2)软件设计： 输入、输出点数统计
(3)软件编程：参见BUTERFLY。
6、安装、调试：
A、 模拟调试实验：
B、 联合调试实验及其大纲：
C、 现场施工、安装调试及其验收报告：
7、小结：
本控制系统由于既保留了传统的继电器硬接线联锁，又应用了先进的PLC冗余控制、触摸屏组态监控及手动控制、网络通信及远程WEB站点技术支持、维修服务。所以，基于柔性控制的开放的PPC系统比传统的逻辑控制器给用户带来了更安全、更可靠、更方便的技术服务 

1 背景
φ3500立式机床是一种自动化程度要求较高的机电设备，一般应用于冶金行业，车制各种大型工件；它通常采用继电器逻辑控制方式，设备的电控系统故障率高，检修周期长。随着技术的进步，这类控制系统已显示出越来越多的弊端。近年来PLC机在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势，是其它工控产品难以比拟的。如果用PLC控制技术对这些系统实施改造，则具有普遍的技术及经济意 义。

2 方案选择
原设备为手动操作，根据使用部门的建议，在改造方案上维持改造前设备人一机界面的原始性，这样可以有效减少设备使用人员的误操作，不至于使设备的事故率在技术改造后有所增加。
系统的工作台变速单元依靠液压电磁阀来实现，并由机械传动部件不断地改变传输比，达到改变工作台转速目的。其变速操作相当繁琐，必须先让主机停车，选好速度后，微动使齿轮重新啃合再挂挡，后重新启动。根据现场负载计算与理论分析，保留主拖动方式，用一台FRN15G95-4JE电压型通用变频器，对工作台电机进行速度换向控制。FRN15G954JE电压型通用变频器具有转矩矢量控制、转差补偿、电AVR自整定、负载转矩自适应等一系列先进功能，在无速度传感器的开环运行条件下，采用磁通矢量控制和电机参数自动测试等功能后，其调速性能达到甚至高于传统晶闸管供电的双闭环直流调速系统。原系统还有左右两个刀架，可纵向横向移动，通过电磁离合器与左右驱动电机连接。左右驱动电机有Y/△变换，因此有两级工作进给速度：I级0.29-45.6m/min，II级0.58-91.2m/min。改造时，仍维持原方式。

3 PLC机型选择
3．1 输入输出点数
PLC控制系统的输入信号包括操作台控制输入、工作台和刀架各速度信号、分布在机床上各部分行程开关及变频器投入信号。共有64个输入点。
PLC的控制负载主要分成三类：一是10台交流电机正反转主接触器；二是用于左右刀架调速的离合器线圈（电磁离合器直接由PLC驱动）；三是显示、报警负载（包括显示灯、声光报警器等）；四是工作台调速输出（到变频器）。共56个输出点。
3．2 PLC选型
确定输入输出点后，还要进行PLC选型，本系统除了与变频器连接需模拟量外，全部为开关量，再考虑到性能价格比及输入输出点数，选用德维森公司ATCS系列PPC31型机, PPC31为模块化结构，系统配置灵活，编程功能强，性能价格比高。
4 系统设计
4．1 变频器设计
系统所有动作都有PLC控制。当PLC输出继电器out1=ON时，工作台正转；输出继电器out2=ON时，工作台反转。工作台共有16级速度。操作时，首先将二进制值存储在PLC数据区，当正反转时，操作台输入速度值，而PLC输出一路二进制值，经D/A转换到变频器的12号输入端，满足工作台调速要求。当out1 and out3=O N时，工作台点动正转；当out2 and out 3=ON时，工作台点动反转。点动速度用变频器提供的多段速指令选择。当电机过载缺相时，热继电器FR动作，使变频器THR端子OFF，可在瞬间封锁U.V.W输出，同时闭合故障继电器30A-30C触点，经PLC输入继电器产生系统故障报警。
在快速制动过程中，一但电机反馈“泵升”电压使变频器母线电压达到800V时，制动单动BU功率模块立即导通，接入电阻R迅速释放电机储能，实现安全快速的制动。
4．2 软件设计
PLC通过编程器输入程序，达到控制目的。由于PLC工作过程是循环，程序执行速度快，在刀架进给双速电机时，需要通过Y/△变换实现变速，因此为了避免Y/△变换中电源短路，除了用互锁外，还必须设置切换延时，定为1S。同样，在横梁下降（反转）时，还需要回升（正转），因此也需要设置切换延时，以防电源短路。
5 结束语
实践证明，用PLC改造传统继电器控制系统是很好的方法。它可以充分发挥PLC高可靠性、高抗干扰的特点，寿命长、维修量少、查找外部线路简单。同时采用变频器改善了原系统工作台启动调速性能，有利于节能（原系统机械变速，低速时电机功率损耗大），提高了效率，为企业创造较好的经济效益。

FPM10模块为脉冲型位置控制模块，FPM20模块为Velocity(频率/速度)型位置控制模块，每个模块均提供两个轴向的控制功能。
HSC10 模块是一个高速计数模块，它内嵌有一块微处理器，具有以下特点。
1. 3路不同的输入通道(大频率:50kHz)。
2. 3种输入类型(A-B相，方向脉冲，和上下脉冲)
3. 4种计数方式。
4. 32 位计数器。
5. 3 路独立输入。
6． 3 路独立输出。

ATCS系列PLC，包括PPC11， PPC22，PPC31等，在特殊模块的支持下可以实现下列功能：
一、同步控制功能
HSC的高速计数功能与FPM10的脉冲输出功能结合起来，依照输入脉冲频率按比例产生一个特定的输出脉冲。

二、高速处理
高速处理包括0.02ms的快速响应输入，更快的扫描速度（0.25us/接点）
和1ms的定时器。高速处理可以在很大程度上提高生产效率。以包装机械为例，这可以检测标签记号和检测产品之间的时间间隔。

三、高速计数

四、脉冲输出与位置控制
可以应用在定位控制精度不是很高的场合。

也可以驱动伺服驱动器或步进电机驱动器：

随着工业自动化控制的发展, PLC在工业设备控制中开始得到推广应用. 现以玻璃瓶消毒生产线为例, 介绍系统配置及应用.
1. 工艺流程及要求
玻璃瓶消毒生产线设备示意图如图1所示, 玻璃瓶从入口处进入, 碰到传感器1, 启动走带机走带, 带动瓶从入口走向出口, 途经预热区、消毒区、冷却区, 只有进口风机、热风机、出口风机、排风机运转, 才能走带. 如入口处进瓶过快, 挤压传感器2, 则发出信号去停止前方设备停止进瓶, 如出口不畅, 传感器3发出信号, 停止走带机工作. 五个风机中只要有一个停机, 就停止加热器运行, 并报警显示. 检测风机不运行有传感开关装在风机的出口处, 风机变频器的故障输出点进入PLC, 走带机及各电机的空气开关跳闸接点也都进入PLC, 加热器装在炉子的中央顶部, 由热风机向下均匀扩散加温. 要求对不同型号大小的玻瓶进行不同温度的设置, 能显示各区的温度值, 并有反应温度的走势曲线图, 对于进风机、热风机、出口风机要有能检测其风压的数值显示, 以确定是否过滤网堵塞.

在正常工作时, 工作下班后, 当温度下降到100℃以下, 设备能自动关机, 如炉内还有瓶未处理完, 则启动夜间工作, 这样在100℃以下停机后, 还有进口风机, 出口风机工作, 以保证外部的灰尘不能进入炉内. 对于消毒时间, 由PLC采集出口处传感器的数据, 通过速度转化为时间, 来显示玻璃瓶在消毒区的消毒时间, 以确保消毒的可靠性. 设备在保障下, 要求能准确显示故障发生点及解决问题对策画面, 并有动画反映生产现场工作情况.
1. 系统配置
对于以上要求,选用德维森科技（深圳）有限公司的人机界面、PLC组成一个控制系统, 具体如下:
(1)人机界面: 真彩色10.4寸屏, 采用232口进行下载和编程, 采用RS422口和PLC通讯, 选用真彩能更好地反映现场景色, 动画逼真、美观.
(2)PLC选用ATCS PPC31系列, 该机具有256点输入, 输出功能, 1个RS232通信口和1个RS232/485通讯口, 是一种模块化机型, 可灵活配置功能模块及输入、输出点.
(3)输入选配IDD40十六点DC输入模块2块, 输出配1个ODA40十六点继电器输出模块.
(4)仿真输入单元采用IAD30八路输入模块, 输入三个风压模拟量值(4mA~ 20 mA).
(5)温度输入单元采用THM10五路带PID调节PWM输出温控模块1块, 采进三路:加热区、消毒区、冷却区的温度.
其系统构成如图2 所示.

1. 调试运行情况
该系统重要的是对消毒区温度精度控制的调试, 消毒区的加热系统采用五组电热丝单元加热, 其中一组为基本加热单元, 其它四组为PID温度调节加热单元. 以前该生产线采用OMRON PLC.当时的情况是：生产线试运行时, 出现温度曲线波动幅度过大(±8℃), 超过厂家要求的消毒温度波动指针(±2℃), 实际调试时采取了两个措施对温度波动幅度进行控制. 措施一: 采用双位PID温度控制系统堵住温度下降趋势, 当铂热电阻检测到消毒区温度低于设定温度1℃时, 通过双位PID温度控制系统使PLC将七组加热单元全部投入运行30秒, 然后通过铂热电阻检测消毒区温度, 由温控单元PID控制, 直到温度达到设定值为止. 措施二: 温度过调量的控制, 首先对消毒区温度进行检测, 如果温度大于设定值, PLC将七组加热单元全部强行切除, 并不断检测消毒区温度, 根据实际情况作出实时控制. 在现场通过对控制程序的某些参数作一定的修改, 并经过反复调试, 后温度控制精度完全符合厂家要求. 在对系统的调试中发现, 该控制系统完全可以通过对程序作进一步的修改、调试, 达到更高的温度控制精度.
在采用PPC31后，由于我们的THM10可以单独设定P,I,D值，因此很方便的就把温度稳定在正负1度内。超过了工艺要求。
该系统经调试后, 运行正常. 各方面性能指针均达到厂家要求.
该系统应用于玻瓶消毒生产线设备上, 对消毒度控制良好, 能对各区温度进行显示, 并对不同玻瓶的消毒温度进行设置. 现场故障一经发生能马上弹出一详细故障对策画面, 经现场工作情况看, 满足设计要求. 这个系统是一种智能化的专家对策系统, 增强了人机交互性, 提高设备的控制性能, 简化了操作柜设计, 提高了设备科技含量, 在市场上很有竞争力, 有很大发展空间.