西门子濮阳PLC模块总代理

西门子濮阳plc模块总代理

附加系统的硬件配置图，网络结构图，应用中的监视画面。

辅机系统主要是由3个机械手构成：喷雾机械手、给汤机械手和取件机械手。他们根据压铸机的动作循环，在相应的位置进行动作。

3.多种可选方案的比较：由于有3个步进电机需要控制，在选择方案时考虑过用cpu313c加3个fm353模块，该模块是1轴步进电机定位模块，高脉冲频率可达200khz，但此方案成本太高;考虑到本机器对脉冲频率要求不高，cpu313c模块中集成的3路pwm输出脉冲频率可达2.5khz，已经完全可以满足系统的要求。因此只用1个cpu313c就完成控制要求，性价比很完美!

三、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

1 引言
　　随着我国经济的发展，人们对电子设备的需求越来越大、对电子设备的质量要求也越来越高。针对自动化流水线的需求也越来越广泛，因此，需要可靠、功能齐全、响应速度快的控制系统。然而plc可靠性高、抗干扰能力强、性能稳定、容易扩展、便于维护和升级等优点都强于pc机。此自动化流水线选用西门子cpu（s7-200）及unimat扩展模块控制系统，下面具体介绍设计方案。

2 系统概述
　　电池包装流水线主要由电池性能检测、电池贴附商标及电池裹标三部分工艺及各设备机构的衔接传送控制部分。电池性能检测：此控制系统需要采集电池性能检测数据，处理后送入plc，经plc运算穗选电池良品；传动到贴附商标设备中，控制伺服电机对电池贴附功能，由角度扫描光纤测定电池贴附精度，穗选电池良品送入全自动裹标设备放料平台，经三个步进电机控制到裹标位置-裹标-下料。

3 系统构成及功能
　　plc：cpu224（西门子）；unimat扩展模块：em221（32点数字量输入）、em221（16点数字量输入）em222（32点数字量输出） em221（16点数字量输出） em253（运动控制模块）
一：控制要求
1监视整个流水线的工作情况。
2进行各设备时间参数及计数参数设置。
3执行控制全局作用，负责各部分工艺工作的状态，处理使整个系统良好运行。

二：整个系统精度控制
1伺服电机**控制，通过对伺服发送脉冲数控制卷料商标压轴角度达到**的出标位置，实现高精度的贴标任务。

2步进电机的**控制，此系统使用三个步进电机：步进电机传送电池到裹标位置，为减少误差累计的负面影响，使用发送高数脉冲数实现**定位；裹标利用步进转动角度和转矩控制裹标的质量；下料为自动装置且下料机构须同一位置进行且不影响产品情况下选用步进电机收料到一定数量后整体移出。步进电机是将电脉冲信号变换成角位移的一种机电式数模转换器。它受脉冲信号控制，角位移与输入脉冲个数构成严格的正比例关系，每输入一个脉冲，步进电机就转动一定的角度。它具有定位精度高、惯性小、无积累误差、启动性能好等
三：系统需求
1数据采集卡，采集电池性能检测信息功能。
2数字量输入及输出。
3高频脉冲输出。
4手动及自动运行两套系统，且对各个输入点进行监视，如发现异常立即停止此系统，发出报警功能。

4 系统控制过程
　　此系统采取同步和异步控制程序，主要提高各工艺的利用率及生产效率

plc是专为工业控制而开发的装置，其主要使用者是工厂广大电气技术人员，为适应他们的传统习惯和掌握能力，通常plc不采用微机的编程语言，而常常采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程。plc的编程语言很多，各厂家的编程语言也各有不同。为便于plc的应用推广，国际电工委员会（iec）在标准iec61131-3（可编程控制器语言标准）中推荐了5种编程语言。目前已有越来越多的生产厂家提供符合iec61131-3标准的产品。下面对常用的几种编程语言作简要介绍。

梯形图　　　　功能模块图　　　　顺序功能流程图　　　　指令表　　　　结构化文本

　　1. 梯形图（ld →ladder diagram）

　　梯形图是使用得多的图形编程语言，被称为plc的编程语言。这种表达方式与传统的继电器控制电路图非常相似，不同点是它的特定的元件和构图规则。它比较直观、形象，对于那些熟悉继电器--接触器控制系统的人来说，易被接受。这种表达方式特别适用于比较简单的控制功能的编程。

　　例如7.8a)所示的继电器控制电路，用plc完成其功能的梯形图如图7.8b)。

　　梯形图的要点：梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。每个继电器线圈为一个逻辑行，即一层阶梯。每一逻辑行起于左母线，然后是触点的各种连接，后终止于继电器线圈（也可以加上一条右母线）。整个图形呈阶梯状。

　　梯形图是形象化的编程手段。梯形图的左右母线是不接任何电源的，因而梯形图中没有真实的物理电流，而只有“概念”电流。“慨念”电流只能从左到右流动，层次的改变只能先上后下。

　　2. 功能模块图（fbd →function black diagram）

　　功能模块图是一种类似于数字逻辑门电路的编程语言。

　　该语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框被“导线”连接在一起，信号自左向右流动。例如对应于图7.8的功能模块图如图7.9所示。

　　功能模块图的特点是：以功能模块为单位，分析理解控制方案简单容易；以图形的形式表达功能，直观，有数字电路基础的人很容易掌握；对规模大、控制逻辑关系复杂的控制系统，由于功能模块图能够清楚表达功能关系，使编程调试时间大大减少。

　　3. 顺序功能流程图（sfc→ se function chart）

　　顺序功能流程图是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言，类似于计算机常用的程序框图。

　　顺序功能流程图的规则是：将顺序流程动作的过程分成步和转换条件，根据转移条件对控制系统的功能流程顺序进行分配，一步一步的按照顺序动作。每一步代表一个控制功能任务，用方框表示。在方框内含有用于完成相应控制功能任务的梯形图逻辑。

　　由于顺序功能流程图描述控制过程详细具体（包括：每一步的输入信号，每一步的工作内容，每一步的输出状态，框与框之间的转换条件。），因此程序结构清晰，易于阅读及维护，可大大减轻编程工作量，缩短编程和调试时间。特别适用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合。右图是一个简单的顺序功能流程图的示意图。

　　4. 指令表（il →instruction list）

 ld　　i100 or　　q100 andn　i101 out　q100 ld　　q100 out　 q101 edn

　　它采用类似于汇编语言的指令语句来编程。指令语句的一般格式为：操作码　操作数

　　操作码又称为编程指令，用助记符表示，它指示cpu要完成的操作，包括逻辑运算、算术运算、定时、计数、移位、传送等。

　　操作数给出操作码所指定操作的对象或执行该操作所需的数据，通常为编程元件的编号或常数，如输入继电器、输出继电器、内部继电器、定时器、计数器、数据寄存器以及定时器、计数器的设定值等。

　　指令语句对熟悉汇编语言的编程者特别容易接受，它编程设备简单，编程简便。

　　采用指令语句编程时，通常都预先用以上几种方式之一表达控制原理，然后改写成相应的指令语句。应用多的是采用梯形图与指令语句结合编程，即先按控制要求画出梯形图，再根据梯形图写出相应的指令程序。因plc是按照指令存入存储器中的先后顺序来执行程序的，故要求程序中指令和顺序要正确。

　　用指令语句表达的图7.8所示电路逻辑如右。

　　5. 结构化文本（st →structured text）

　　结构化文本是iec工作组对各种编程语言合理地吸收、借鉴的基础上创建的针对工业控制的一种专用编程语言。

　　结构化文本表面上与pascal语言很相似，也支持变量赋值（既可是简单的赋值语句，也可是复杂的数组或结构赋值）、功能块调用、表达式、条件语句（if语句、case语句）和迭代语句（for语句）等，但为了应用方便，在语句的表达方法及语句的种类等方面都进行了简化。

　　结构化文本的特点是：能实现较复杂的控制运算；编写的程序简洁、紧凑；需要有一定的计算机语言的知识和编程技巧。因此，这种语言主要用于其他编程语言较难实现的用户程序编制。

　　除上述5种语言外，还可用布尔逻辑语言编程，采用布尔逻辑表达式来表示输入信号、中间变量和输出信号间的关系很方便（例如图7.8的所示的梯形图，采用布尔逻辑语言表达时，只需两个逻辑表达式：q100=(i400+q100)　q101=q100），因此，如把布尔逻辑语言与fbd、sfc等语言结合使用，常常会取得的设计效果