西门子模块6ES7212-1AB23-0XB8接线方法

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连铸机已经广泛应用于钢铁冶金行业，剪机是连铸机上的关键设备，它是把连续浇注的钢坯剪成定尺。目前，连铸机的剪切设备有摆式飞剪、液压剪和火焰切割装置3类，它们的控制手段基本相同，传统的控制方式是采用继电器控制，其控制设备复杂，使用时故障率高，维护工作量大。本文以液压剪机为例设计了基于s7-400plc控制系统，并能实现s7-400plc与上位机的通信。
2 系统设计
2.1 系统组成
该系统由手动剪切控制、自动剪切控制、信号显示和电源等部分组成。当连铸机各设备工作都正常时，剪机工作在自动状态;若连铸机其它设备出现故障或剪机卡剪时，剪机切换到手动状态。如图1所示。

图1 液压剪切控制系统
2.2 系统的工作原理
根据剪机剪切钢坯的工艺要求，剪机有手动和自动2种工作状态，通过sa104转换开关实现;电源正常时才能剪切，通过qc1实现控制。剪机的输入和输出控制信号如附表所示。用plc控制的原理图如图2所示。

图2 plc控制的原理图
(1)自动剪切
连铸系统正常工作，将sa104打到自动状态;钢坯到达定尺位置，由行程开关kv1发出自动剪切信号，并使液压气缸夹紧，实现自动剪切。

(2) 手动剪切
当剪机自动剪切出现故障时，按下sb1停止钢坯剪切，将sa104切换到手动状态，此时由plc输出信号接通预热阀、氧气和乙炔电磁阀线圈，进行手动切割。
(3) 输出控制回路
剪机在两种工作状态时，其输出控制为:手动时打开预热阀、氧气和乙炔电磁阀，使电磁阀线圈得电。自动剪切时控制气缸电磁阀线圈和夹紧气缸电磁阀线圈。输出控制回路如图3所示。

图3 输出控制回路
(4) 信号指示回路
在手动剪切时要能显示预热阀开/闭状态和手动切割状态，要有故障指示信号;在自动剪切时要能显示气缸的位置情况。由plc产生输出显示信号。
(5) 电源设计
plc主机、信号指示和输出电磁阀线圈均使用电源直流24v，来自连铸机的直流配电柜。
3 程序设计
液压剪机控制选用s7-400plc，根据控制工艺要求，在step75.0平台上编与了梯形图，其流程图如图4所示。plc与上位pc机的通信采用rs-232通信接口，串行通信程序用c语言编写。

图4 液压剪机控制系统的流程图
4 结束语
连铸机是一种大型机械装备(其电气控制一般采用plc控制)，本文设计是针对它的一个设备液压剪机进行的，并选用s7-400plc，将设计的系统使用在酒泉等钢厂中，应用效果表明，系统出现的故障率低，系统控制可靠性高;使用方便，维护简单，减小了维护人员的工作量

　1引言
　　近20年以来，橡塑电缆机械行业与其它行业一样发展迅速。在入世后的市场竞争中橡塑机械行业面临严峻的挑战。提高橡塑生产制造装备自动化技术水平能够有效地提升行业综合实力。
　　
　　2工艺流程
　　线材进入放线设备在放线张力控制条件下,从预成型辊轮架穿过并加热,被挤塑机挤出的橡胶材料覆盖外套。覆盖了橡胶外套的线材,进入生产线主速牵引装置,经过高温硫化由变频器控制每分钟的生产速度，再经由履带辅助牵引进入后处理阶段。在芯线折断和成型工艺装置上,经过张力架检测张力作为张力反馈,速度由主速给定,匀速而且恒定张力的送线,经计米器控制后切割成型。在整条生产线上,主牵引和辅助牵引控制系统工作在速度方式：包括高温处理，微波硫化，后加热速度串联同步；并且要求各级可以微调并后级同步调整。而钢带放线和成型控制系统工作在恒转矩方式，速度变化引起的转矩波动被转矩控制系统控制,相互配合以保证速度和张力的恒定。
　　
　　3基于台达机电产品的配置设计
　　
　　

　　 图1 自动化系统体系结构
　　
　　系统体系结构由台达机电产品构成核心自动化技术平台，参见图1，配置表参见表1。
　　
　　表1自动化系统配置表
　　

　　
　　注：dop-ae57cstd人机上的界面程序在另两台dop-ae10thtd上必须有，就是dop-ae10thtd能控制dvp12sa11r，而dop-ae10thtd界面程序不必在dop-a57cstd上有，就是dop-ae10thtd不控制ehplc。
　　
　　4基于台达机电产品的整体解决方案
　　4.1一机多屏
　　由于此流水线长度较长，客户需要在流水线不同的地方安装人机，以便在操作时不用走很长的距离来操作及监控设备，根据此要求人机之间必须进行通讯，这就是我们平常讲的“主从屏”控制。
　　利用台达人机有一个非常的特点就是有三个通讯口且两个通讯口可以rs232、rs485、rs422进行随意配置，且每个通讯口都是互相独立的。这样就可以利用每一个人机的一个通讯口（此例中采用人机的com3设置为rs485通讯格式 7 e 1 9600）连接起来，进行通讯，主机通讯协议采用（modbusmaster）,而从机采用（modbus slave）。而人机间数据的交换必须采用宏程序来实现。
　　4.2通讯从站
　　根据系统变频器、温控器通讯要求快速的的要求，采用两台10.4寸人机分别与两台eh plc通过另两个通讯口（com1com2）进行通讯，那是不是要问如上述所说不是一机多屏不是一样能完成吗？何必要如此多此一举呢？那我这里为什么要这么做呢？因为在我实际调试时发现用宏程序来做一机多屏时，如果数据很多，数据利用宏程序在人机交换，因为数据很多，人机的处理速度有限且由于波特率的限制，要满足非常快的通讯要求会有一些勉强，那么我采用在plc上加装dvp-f485卡（只能作为从站），使得一个plc能与两个触摸屏通讯，这样我就可以在与变频器、温控器通讯这一块不用通过人机处理直接与两台plc通讯，这样通讯慢的问题迎刃而解。
　　4.3easybbbb通讯
　　根据需要通讯的变频器及温控器数量众多且通讯要求及及时性要高，故采用了台达plc具有的easybbbb功能，此功能优点在于通讯程序底层已经写好，没必要你自己编写复杂的通讯程序，你只需要设置相应的特殊寄存器，这样既方便又可靠且速度快，easybbbb功能请参考台达plc编程手册。
　　4.4变频器同步
　　整个生产线控制有8台变频器，8台变频器频率控制水线，分成七段控制，主要利用台达通讯的便利性，用通讯的方式，随时随地读变频器的频率，只要发现其中一台变频器频率有变化，会根据一定的比例，后续几台变频器跟着变化，以便处理四段速度的同步以控制张力。
　　八台变频器，当其中一台变频器频率有改动时（通过模拟量改动，或者主频、比例给定）有改动时，那后续的几台变频器就会根据以上的关系，会自动改正频率，以保证同步。
　　而且，当同时有两台以上变频器频率通过模拟量微调或者通过人机改变比例、主速时，那以前一台为准，后续几台的频率值修改都必须得屏蔽掉，例：比如现场有两个操作工同时修改第二台、第三台变频器的模拟量进行微调频率，那频率修改值以第二台为基准。
　　频率值是主频与模拟量辅频设置，在现场模拟量辅频何时改变是不可知的，那编写程序时必须每时每刻都要读频率，来了解现场变频器频率值变化，而且频率读好后，还要根据频率变化根据比例计算后，计算出的频率值自动的靠通讯写给相应的变频器。因为是每时每刻的在读频率，而且频率给定有两个来源，那难点在于何时把写好的比较值，给寄存器，然后再用此频率值与读的频率比较，当作参考值。
　　运用以下思路编写程序，而通过调试客户满意调试效果。原先想运用04ad+04da，这样的话虽然写程序更简单，但是因为客户现场此生产流水线过长（有五六十米长），而且微调的模拟量必须紧靠每一个工位，客户布线现状比较糟糕，在这么长的线路上模拟量会有很大的衰减和干扰，靠通讯的方式会相对比较好一些，故采用完全用通讯的方式来解决客户同步的要求，相对的程序要求编写会比较复杂一些，特别是何时在给比较值参考，怎么样屏蔽后几台频率变化的问题。
　　4.5pid功能
　　此pid功能主要应用在控制微波加热，而我在应用pid功能时进行了变速积分及积分饱和限制的改进算法，使其在控制时超调非常的小及非常的稳定。
　　
　　5结束语
　　通常，整体解决方案难点主要在于怎样根据设备工艺要求组成高效稳定的网络，使电气产品能够有效地进行通讯。本案例系统的给出自动化系统集成项目关于通讯问题的深入分析与设计方法。基于台达机电单一自动化平台，解决方案为实现系统通讯的整体集成提供了相对于异构自动化平台通常难以顺畅集成的工程技术优势。