乌鲁木齐西门子代理商

乌鲁木齐西门子代理商

、控制系统完成的功能

　　1. 整个控制系统可以分为人机界面显示部分和plc控制部分。其中plc控制系统可以分为以下几个部分：压铸机动作顺序控制、压射曲线显示、pwm输出控制和机械手控制。压铸机的动作控制如开模合模，是根据不同的位置送出不同的压力和流量，通常合模分4级，开模分3级。考虑到液压动作的平滑，本系统加了软件斜率，在每个动作的开始、切换和结束时都要通过斜率平滑过渡，使动作很流畅而且声音很小。在机器的使用过程中模具的调整很麻烦，自动调模功能自动完成的繁琐的调节过程，简化操作;压射过程对机器的成型非常重要，需要采集大量的位置、压力和位置数据，压射动作分3步：慢压射、快压射和增压射，由3个独立的步进电机调节油泵的开口控制压射的速度;pwm输出是控制3个独立的步进电机，分别对应慢压射、快压射和增压射的速度。控制上由plc调用系统功能块sfb49来实现;本机器配备了3个机械手：喷雾机械手、给汤机械手和取件机械手，他们是可选的。根据压铸机的动作循环，在相应的位置进行动作。

　　脉宽调制功能是系统集成功能，仅需在硬件配置中作简单设定后，即可在plc程序中调用sfb49，使用非常方便。

　　call sfb 49 , "di_pulse_1"

　　// 慢压射

　　laddr :="di_pulse_1".laddr

　　// count address:768

　　channel :=0

　　sw_en :="di_pulse_1".sw_en

　　man_do :="di_pulse_1".man_do

　　set_do :="di_pulse_1".set_do

　　outp_val:="di_pulse_1".outp_val

　　 :="di_pulse_1".

　　job_id :="di_pulse_1".job_id

　　job_val :="di_pulse_1".job_val

　　sts_en :="di_pulse_1".sts_en

　　sts_strt:="di_pulse_1".sts_strt

　　sts_do :="di_pulse_1".sts_do

　　job_done:="di_pulse_1".job_done

　　job_err :="di_pulse_1".job_err

　　job_stat:="di_pulse_1".job_stat

　　2. 在压射过程中如何高速采样位置、压力和速度数据是项目的难点。在硬件上，我们选用sm335模块，它的模拟量输入处理速度约为每通道200us，精度为14位，并产生硬件中断ob40。系统中设定了2ms的硬件中断，在压射过程中采集位置、压力和速度数据;在plc程序方面，我们使用了变址寻址的编程技巧，压缩程序空间，提高运行效率，使系统可以在2ms的中断周期内完成运算;在hmi方面，配置了trend曲线，在压射过程结束后可以马上更新曲线。

　　l #index

　　sld 4

　　lar1

　　opn "db_curve"

　　l #act_pos

　　t dbw [ar1,p#0.0] // actual bbbbbbbb

　　l #act_prs

　　t dbw [ar1,p#4000.0] // actual pressure

　　l #act_pospre

　　-i

　　l 33

　　＊i

　　t dbw [ar1,p#8000.0] // actual speed

　　t #act_pospre

　　+ 1

　　t #index

　　3. 附加生产工艺当中有特点或较典型的设备或工艺照片。

四、项目运行

　　系统在2005年4月份投入使用后，运行情况良好，获得用户的好评。该方案将用在大型、的压铸机上。由于压铸机的使用环境非常恶劣，因此硬件很可靠性非常重要，s7-300坚固的硬件保证了系统的可靠性。而hmi方面由于使用了op270 10，操作简便，显示效果比较好，也回避了触摸屏的一些缺点，如不适合使用在多油污、金属碎片的环境等。

五、应用体会

　　项目进行当中，深深地感到西门子自动化产品无与伦比的灵活性。step 7强大而便捷的编程功能和protool灵活自如的组态性能使项目的编程和调试进展非常快。更改容易，维护方便。在plc的编程中，使用了符号编程，简单明了，易学易懂易维护。为了节约成本，编程中使用模块化编程和变址寻址，大量压缩程序空间，否则必须使用更高一挡的cpu314c-2dp。

　　当然在调试的过程中，也在所难免地遇到了麻烦。pwm输出原本是集成功能，很方便使用。但由于我们节约成本，使用cpu313c上的数字量输入点，在没有配置使用硬件门的情况下，cpu313c上的部分数字量输入点还是会影响3通道的pwm输出。由于西门子手册上的描述也不确切，在求助无门的情况下，对cpu313c上的数字量输入点一一进行测试并与3通道的pwm输出对照，终于弄清楚了硬件门的准确定义，完满解决了问题

生产过程监视和控制中要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构，过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号，又有数十伏的大信号，而且还有高达数千伏、数百安培的信号要处理。从频率上讲，有直流低频范围的，也有高频/脉冲尖峰。设备、仪表间互扰成为系统调试中必须要解决的问题。除了电磁屏蔽之外，解决各种设备、仪表的“地”，也即信号参考点的电位差，将成为重要课题。因为不同设备、仪表的信号要互传互送，那就存在信号参考点问题。换句话说，要使信号完整传送，理想化的情况是所有设备、仪表中的信号有一个共同的参考点，也即共有一个“地”。进一步讲，所有设备、仪表的信号的参考点之间电位为“零”。但是在实际环境中，这一点几乎是不可及的，这里面除了各个设备、仪表“地”之间连线电阻产生的电压降之外，尚有各种设备、仪表在不同环境受到干扰不同，以及导线接点经受风吹雨淋，导致接点质量下降等诸多因素。致使各个“地”之间有差别。以示意图一为例。

图一 plc与外接仪表示意图

　　图一中标明有两个现场设备仪表向plc传送信号以及plc向两台现场设备仪表发出信号。假定传送的均为0-10vdc信号。理想情况，plc及两个现场设备“地”电位完全相等。传送过程中又没有干扰，这样从plc输入来看，接收正确。但正如前所述，两个现场设备通常有“地”电位差，举例来讲，1#设备“地”与plc“地”同电位，2#设备比它们的“地”电位高0.1v，这样1#设备给plc的信号为0-10v，而2#设备给plc的为0.1v-10.1v，误差就产生了，同时1#，2#设备的“地”线在plc汇合联接。将0.1v电压施加在plc地线条上，有可能损坏plc局部“地”线，同时在显示错误数据，由此引起的问题在现场调试中屡有出现。例如某大型建材公司的生产线调试中，使用美国ab-plc接国内某厂家手操器。ab-plc的数据采集板有每八个通道，八个通道共用一个12位a/d，经过变换后，由12个光耦实现与主机隔离。它的八个通道输入之间并没有隔离，致使八个通道输入信号每个单独接入采集板均正常，接入两个或多于两个外部信号时，显示数字乱跳，故障无法排除。又如航天某部门测试发动机各点温度，使用k型偶作为传感器，同上述相似，仅测试一点一切正常，但是向主机接入两点或两点以上温度时，显示的温度明显错误。这两种情况在接入隔离器后，均正常。
　　隔离器之所以能起到这个作用，就是它具有使输入/输出在电气上完全隔离的特点。换句话讲，输入/输出之间没有共同“地”，外来信号不管是0-10v，或带着+10v干扰的10v-20v经隔离后均为0-10v，也即隔离后新建立的plc“地”与外部设备、仪表“地”没关系。正是由于这个原因，也实现输入到plc主机的多个外接设备仪表信号之间隔离，也即它们之间没有“地”的关系。
　　上面谈了输入到plc信号的隔离，同样在plc向外部信号设备传出信号也有类似现象问题。显然采用隔离器亦能达到解决问题的目的。
　　谈到plc向外部设备、仪表发送信号，有一种情况经常遇到：要求plc的输出即能给显示仪表，又能传送给变频器一类的设备。欲彻底解决干扰问题，推荐使用隔离式信号分配器。这种隔离器即实现plc输出信号与外设隔离，同时实现外设之间隔离。如图二。

图二 隔离式信号分配器典型应用

　　有时现场仪表在配套时，由于协调不利，产生了如下情况，接收信号设备（例如接收4-20ma）接口连接为两线制方式，也即接收口为一个24v电源与一个250Ω相串联。接口两根线：一个为24v正极，一个为250Ω一端控制工程网版权所有，适于连接现场两线制变送器。假如现场设备为四线制变送器，输出4-20ma。这样进行直接连接将造成电源冲突。解决方法是采用隔离器将现场来的4-20ma接收并隔离，在隔离器的输出部份接入一个标准的两线制变送器，以应对接收设备的接口。如图三。

图三 解决电源冲突的方案

　　隔离器要保证输入/输出两个部分隔离，外加工作电源24v在为输入、输出部份供电同时控制工程网版权所有，必须确保在电气上与两个部分隔离。这种输入/输出/外加工作电源之间全部相互隔离的器件常称为三隔离或全隔离器件。从理论上讲这种供电方式，不管隔离器数量多少，均可用一台24v电源供电，不会产生干扰。
　　如果处理4-20ma到4-20ma电流信号的隔离，这里推荐一种不用另外再加电源的隔离器ws1562。如图四。

图四 省去外接电源的电流隔离器

　　显然省去外接电源，使接线更简捷，且功耗低、自身热量低、可靠性高。
　　ws1562的大特点在于不需要外接电源，它带来了简捷可靠的优点，但也带来了使用上的局限性.ws1562对于4-20ma信号进行的隔离传送控制工程网版权所有，从另一个意义上讲是功率传送，内部的功率损耗必不可少。损耗表现在输入端和输出端电流/电压乘积的差值上。以负载电阻rl=250Ω为例，当输出为20ma时，输出端250Ω上的电压为5.0v，而输入端的两端间电压测试为8.8v。简单计算表明，内部损耗等于20ma×（8.8v-5.0v）=76（mw），也即内部损耗为76毫瓦。从使用者角度来看，假若输出端负载电阻rl等于250Ω，那么从输入端看进去的等效电阻大值为8.8v/20ma=440（Ω）。换言之，在这种情况下输入的4-20ma电流源必须具有驱动440Ω负载的能力，才能使ws1562无源隔离器在输出端负载电阻rl等于250Ω条件下正常工作。不过，从经验来看大部分现场仪表能满足这些条件。
　　从隔离角度看二线制变送器（含压力、温度、流量…），分为隔离式及非隔离式。采用隔离式二线制变送器的主要目的是提高抗干扰能力。
　　二线制变送器的隔离有两种方式。一种方式传感器和变送器一体而又必须放置在现场指定地点，对于这种情况一般把隔离器安置在中央控制室机柜中。对现场二线制变送器的电源配送有二种接口形式，要根据现场具体情况来定。图五给出了针对plc与二线制变送器两种接口的连线图。

图五plc两种接口与隔离配电连接示意图

　　另一种方式是传感器和变送器分成二个部分，传感器放置在现场指定地点，变送器制造成隔离式放置在控制室中。面对plc两种接口方式，图六给出了以pt100为传感器的隔离变送器使用连线图。附带说一点，处理pt100这类温度变送器都考虑到了pt100的长线补偿及线性化处理。

图六 二种隔离温度变送器

　　隔离端子品种繁多，接口处也不尽相同，如何正确选择是设计中的重要问题。图七标示出两个端子排与外部仪表相连接图。用以说明选择方法。

图七 隔离器选型示意图之一

　　a、b表示向plc输送信号的外部仪表
　　c、d表示plc、dcs及显示仪表等接收信号设备
　　如果外部仪表为a方式，接收信号仪表为c方式，可以选用ws1522、ws1562信号隔离器。
　　如果外部仪表为a方式，接收信号仪表为d方式，可以选用能避免电源冲突的ws9030信号隔离器为宜。
　　如果外部仪表为b方式，接收信号仪表为c方式，选用隔离式配电器为宜。例如ws1525，它即可以为b供电，又解决了隔离问题。
　　如果外部仪表为b方式，接收信号仪表为d方式，未见有在市场上销售的产品。不过经过和生产厂家进行技术协商，一般能够解决。

图八 隔离器选型示意图之二

　　图八所示选择相对简单。例如输入为pt100或k偶接受设备为c方式www.diangon.com，选用三隔离式ws9050，ws9060为宜。
　　若接收设备为d方式，选用两线制隔离的ws2050、ws2060为宜。
　　总之，只要外部设备及接收设备方式确定了，选用就很简单。
　　隔离器外型采用导轨安装，接线采用接线式，这种方式亦称隔离端子，适用安装在机柜中。
　　在隔离端子电路前部安装进口ic（集成电路）公司的专用电路，实现温度隔离变送，虽然比零件组装式（诸如用廉价opa）成本高，但在长期性能稳定性、可靠性方面是零件组装无法比拟的。引入元器件是隔离端子稳定可靠的基本保证，同时专用ic在功能上诸如长线补偿、恒流驱动、线性化性能齐备。
　　隔离端子设计日趋小型化，那么小型化的目的就是少占空间。当然应该允许用户密集安装，密集安装就存在散热问题。换句话讲，必须降低内部功耗。
　　现在市场出现了许多以cpu为核心的隔离端子，具有现场可编功能及通信功能，有很高的灵活性，对顾客来讲可以减少库存数量，降低资金积压。以cpu为核心的隔离端子必定将成为这一领域主流。