6ES7214-2BD23-0XB8产品规格

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0引言

　　磨矿过程主要是将矿石经过磨矿处理成细粒度级的颗粒，提供给选别作业，它是选矿的中间工序。矿石经过物理的研磨、分级作用，颗粒由大变小到一定的程度，才能达到矿石的单体解离或近于单体解离，有利于选别工序的金属回收和金属富集，因此磨矿过程是影响选矿生产的关键环节，它起着承上启下的作用，是整个选矿厂的作业。瓶颈”，它直接制约着选矿产品质量和金属回收率。此外，磨矿作业能耗占选矿厂整个选矿过程的40%一60%，因此，为了tigao磨矿效率、节能降耗、tigao有用矿物的精矿品位和回收率和tigao选矿厂的经济效益，实现磨矿过程的自动控制具有十分重要的意义。

　　1磨矿分级过程简述

　　云南某选矿公司的磨矿分级过程主要有两套一段棒磨机和三套二段球磨机，其主要工艺过程足：矿仓内的矿石经由振动给矿机和给矿皮带机送人棒磨机内，经过一段棒磨机、螺旋分级机组成的一段磨矿系统细磨后送人泵池，再经过由变频器控制的泵抽至旋流器，旋流器的溢流被送入浮选工序.大颗粒的矿石经过分矿器送人二段球磨机继续再磨。为了保证磨矿分级效果，必须在一段棒磨机的入口和出口处以及泵池分别加入一定liuliang的清水，即给矿水、排矿水和泵池补加水。

　　通过对该公司磨浮作业的综合分析，我们确定该磨矿过程的主要被控变量为一段棒磨机给矿量、给矿水量、排矿水量、泵池补加水量、泵池液位和泵池浓度等。

　　2控制系统的设计

　　2.1系统结构

　　控制系统工艺控制流程如图1所示。其中：uvf为变频器;fqt为liuliang检测累计;fv为电动调节阀;ft为liuliang检测;te为温度检测;it为电流检测;lt为液位检测;dt为密度检测?。

　　本系统以西门子s7，400plc为下位主机，研华多媒体工业计算机为上位主机，配以检测仪表和执行仪表等，组成集检测、控制、监控管理等功能于一体的控制系统。下位主机负责数据采集和控制，可以脱离上位主机独立工作，上位主机负责控制系统的监控管理，在上位主机内插入一块cp561l通信卡，与下位plc进行通信。本控制系统的组成结构如图2所示。

　　2.2 plc的硬件配置

　　根据图1所示的磨矿分级作业的工艺控制要求，本系统共有两套完全相同的振动给矿机、给矿皮带机、一段棒磨机、分级机，此外还有三台二段球磨机。主要测控点有给矿liuliang、给矿水liuliang、排矿水liuliang、泵池补加水liuliang磨机前轴温度、磨机后轴温度、分级机温度、泵池液位、泵池矿浆浓度等，其巾实现控制的参数有给矿liuliang、给矿水liuliang、排矿水liuliang、泵池补加水liuliang、泵池矿浆浓度和泵池液位，考虑到加药控制部分、手动/自动切换和本地/远程控制等，经综合分析设计，本系统的plc硬件配置为电源模块(ps4054a)、cpu模块(cpu412—1)、数字量输入模块(sm421)和模拟量输出模块(sm432)各一个，两个数字量输出模块(sm422)，三个模拟量输入模块(sm431)，一个通信卡(cp5611)。其中的通信接口卡cp5611插在上位主机的pci插槽上。

　　2.3控制系统的软件设计

　　软件系统设计包括下位主机plc的控制软件和上位主机的监控软件的设计。plc控制软件的设计在西门子专用的step7编程软件环境下完成，主要包括硬件配置及参数设置、通信定义和用户程序的编写等。本系统的控制程序主要由主程序和磨给矿设备顺序控制、给矿量控制、给矿水控制、排矿水控制、泵池补加永控制、泵池浓度控制、泵池液位控制和电动阎伺服控制等子程序模块构成。每个子程序调用与否要根据上位机下传的相关控制参数进行判断。此外，还设计了1s中断程序模块01332和100ms循环中断处理程序模块0835，1 s中断程序0832用来实现磨机的模糊控制和参数报警功能，100ins循环中断处理程序0835则用来实现数据的采样和磨机参考电流值的计算以及磨机的“胀肚”判断等功能。本系统的主程序流程如图3所示”。

　　上位主机采用bbbbbbsxp操作系统，监控软件采用北京亚控公司的组态王软件开发。其主要功能包括磨矿工艺控制流图、控制面板操作、实时数据显示、设备运行状态显示、电动阀伺服操作控制、报警显示、历史趋势显示等。可实现控制系统的参数设定、设备启/停、控制方式选择和语音报警等多项功能。

3.主要控制方法

　　为保证控制系统具有高可靠性、高抗干扰能力，本系统采用了串级控制、模型控制、模糊控制、联锁控制、pid控制等多种控制方法，实现了磨矿分级的智能化控制。

　　3.1给矿liuliang的pid控制

　　给矿量由给矿控制回路进行控制，该控制回路外围设备由皮带秤、振动控制器和振动给矿机组成。该回路的输出值直接控制振动控制器，并通过振动控制器调节振动给矿机的转速，通过控制振动给矿机的振动量来调节给矿量。该控制回路设有。自动/手动”控制方式，只有当运输皮带机和给矿机都启动后，该回路才起作用;当给矿机停止时，为了避免误控制，该回路自动变为“手动”方式。

　　3.2模糊控制

　　模糊控制是控制系统根据球磨机的运行状态自动调整给矿量和其他参数的智能控制。当在上位机中选择“模糊控制”时，控制系统将自动根据一段球磨机的电liuliang及其变化规律，判断球磨机的运行状态，从而采取措施。模糊控制状态下，每隔30min改变一次给矿量给定值”。

　　3.3联锁控制

　　当在上位机中选择“联锁”控制方式时，控制系统处于联锁控制状态。这时给矿设备的启动或停止与一段球磨机负荷量联锁，当一段球磨机出现“胀肚”时，控制系统将自动停止给矿，待“胀肚”解决后，自动恢复给矿。

　　3.4给矿水liuliang控制

　　给矿水liuliang由给矿水控制回路进行控制，该控制回路外围设备由电磁liuliang计、电动阀等组成。该回路的输出值直接控制电动阀开度，通过调节电动阀开度来控制给矿水量。该控制回路设有“自动/手动”和“数学模型”控制方式，选择“数学模型”控制方式时，给矿水的给定值将由数学模型自动算出。只有在自动控制方式下，“数学模型”控制才真正起作用。

　　3.5排矿水liuliang控制和一段溢流浓度控制

　　一段磨机排矿水liuliang由排矿水控制回路控制，该控制回路的外围设备由电磁liuliang计、电动阀等组成。该回路的输出值直接控制电动阀开度，通过调节电动阀开度来控制排矿水量。

　　该控制回路设有“自动/手动”和“数学模型”控制方式，选择“数学模型”控制方式时，排矿水的给定值将由数学模型自动算出。只有在自动控制方式下，“数学模型”控制才真正起作用。一段溢流浓度的控制主要通过排矿水量来控制。一段溢流浓度控制回路主要由软件功能实现，但溢流浓度的给定值必须设定在工艺要求范围内。

　　3.6泵池补加水控制和泵池浓度控制

　　泵池补加水可以单独实现pid控制，其外围设备由电磁liuliang计、电动阀等组成。该回路的输出值直接控制电动阎的开度，通过调节电动阀开度来控制泵池补加水量。

　　泵池浓度控制回路主要由密度计、pid控制器等组成，与泵池补加水控制回路共同构成串级控制(其主参数为泵池浓度，副参数为泵池补加水liuliang)。只有在上位机中将泵池浓度控制回路设置为“串级”.并且将泵池补加水控制回路设置为“自动”控制方式时，串级控制才起作用。

　　3.7泵池液位控制

　　泵池液位是确保旋流器正常工作的重要因素。泵池液位过低，容易出现“抽空”现象;泵池液位过高。容易造成溢出。故泵池液位必须控制在一个适当的范围内，以确保旋流器稳定高效运行。

　　泵池液位控制回路主要由pid控制器、超声波物位计、变频器和泵组成。泵池液位通过超声波物位计检测。并通过控制泵liuliang而控制，即控制泵的转速而控制。通过变频器控制泵，可以达到节能降耗的目的。

　　4结束语

　　本系统利用西门子s'/一400plc对大埙性、时变、非线性的磨矿分级过程实现了智能化控制。在控制过程中。采用了模糊控制、联锁控制、串级控制等多种控制方法，使系统具有控制精度高、调节速度快、抗干扰能力强、稳定可靠等特点。此外，本系统还实现了上位监控管理功能。该系统自2006年8月开始实施，同年“月开始投入生产运行，运行结果表明：该系统操作方便、控制灵活、质量可靠、功能强大，可实时准确地调节操作参数，进而tigao磨矿分级的工效和产品质量，经济效益和社会效益显著。

本文简要介绍了中空成型机的工作原理及其控制系统，并详细介绍了unimatplc模块与西门子cpu配合使用来实现中空成型机的控制系统的各项功能，为中空成型机的生产商提供了一个具有更高性价比的控制系统解决方案。

一、吹塑机的概念

中空吹塑机主要是用于生产瓶、壶、罐、桶及小型异形件等各种单层、双层、（双层）可视液位线吹塑中空制品，特别适用于pvc、pe、pc、pp、ps、pa等原料的中空吹塑。中空吹塑成型机原理为“挤—吹”成型。挤出机均采用变频电机调速，既可获得大的调速范围以满足不同制品的要求，又可使挤出型坯相当稳定,以保证产品重量的统一。挤出机塑化的熔融塑料经挤出机头形成型坯，型坯进入模具压缩空气吹塑成型，即完成一个循环。目前市场上的中空吹塑机有大机型和小机型。小机型里又分单工位和双工位。双工位工作时，左右工位各完成一个工作过程算一个循环。

   中空吹塑机由机械、电气、液压、气路、水路及伺服油源(选配)等部分组成。

2. 系统描述
    中空吹塑机采用变频电机的调速控制系统；机头及挤出机的加热与温控系统；动作程序控制系统（plc）及相应的安全防护系统等。人机界面采用触摸屏输入。

工艺流程：机筒模头加热保温一定时间—启动挤料—调整机头调好挤出成型管坯—[启动—模架上—合模—风嘴上—电热切片切断管坯—抬模头上—模架下—风嘴下—吹气冷却成型—吹针微抽—拉底下—开模—模架上]自动循环工作。 

三、控制系统设计
　　3.1 系统原理及配置
　　工作过程：粒状或粉状的塑料经挤出机塑化达熔融状态，通过采集电子尺数据，反馈控制挤出熔料量，使熔料通过预定流速进入机头。当储料量达预定值时，机头口模打开，并根据设定的型坯壁厚曲线，调节模芯进行型坯壁厚控制。然后，将完成的制品型坯置于吹塑模腔内，模具按照设定的速度进行合模，合模时要求运动平稳，左右平衡。合模后进行吹气，型坯在气体压力的作用下紧贴模具内壁，保持压力冷却定型后开模，由机械手取出制品。
系统电气控制部分的主要配置如下：
单架机：
6es7214-1ad23-0xb8 1pcs
un231-7ph22-0xa0   1pcs
un231-7pd22-0xa0   1pcs
un232-ohb22-0xa0   1pcs
un231-0hf22-0xa0   1pcs
un222-1bh22-0xa0   1pcs
mt4404t 7寸彩屏    1pcs
18di/30do 12tc,2ao具体根据机器而定

双架机
6es7216-2ad23-0xb8 1pcs
un231-7ph22-0xa0   1pcs
un231-7pd22-0xa0   1pcs
un232-ohb22-0xa0   1pcs
un222-1bh22-0xa0   1pcs
mt4404t 7寸彩屏    1pcs
24di/32do 12tc,2ao具体根据机器而定
　 （1）主机主要采用西门子s7-200系列6es7214-1ad23-0xb8（单架机）和6es7216-2ad23-0xb8（双架机）控制。编程采用结构化编程理念，机器动作手，自动程序，温控程序，报警及保护控制程序，数据转换程序等分程序块。编于修改和检测程序。
　　（2）扩展模块全部采用unimat西门子兼容模块，温度的测量采用工业铠装绝缘k型热电偶。温度控制由unimat系列的8路热电偶模块un231-7ph22-0xa0和4路热电偶模块un231-7pd22-0xa0完成，模块将采集到的温度模拟信号反馈到cpu，通过cpu内部程序pid自动调节，jingque控制各段温度，静态控温精度在±0.5℃；保证塑化温度恒定不变，保证塑料溶液的流动性。　　
　　（3）锁模压力由模拟量输入模块un231-0hf22-0xa0采集，通过压力传感器实时反馈锁模时压力，确保锁模压力稳定；油路pq阀控制，采用un232-0hb22-0xa0控制pq阀，方便设定每个油压动作的压力和liuliang。
　　（4）壁厚控制由un231-0hf22-0xa0输入模块采集型坯长度和模芯间隙的电子尺反馈信号，然后通过模拟量输出模块un232-0hb22-0xa0控制执行机构驱动伺服阀来实现。
　　（5）操作面板采用kinco高清触摸屏完成整机的型坯温度、动作压力、liuliang，机器动作时间参数，工艺参数的设定、显示等，采用菜单式程序控制，操作简便可靠。
四、系统示意图

　铸造业是机械制造工业不可缺少行业。其中砂型铸造的比重占80%～90%。我国铸件年产量1000万t以上，循环用砂量高达10000万t。旧砂的回收率一般可达80%～90%,循环旧砂的10%～20%要不断废弃。以废弃10%算，全国一年废弃的旧砂就是1000万t，即生产1 t铸件需要补充1 t新砂，又要废弃1t旧砂。而铸造用砂多为优质石英砂，我国优质石英砂资源相对短缺，因此对旧砂进行再生已刻不容缓。

　　旧砂再生主要有两种方法：物理法和化学法。化学方法主要是采用加热的方法，把可燃的有机膜烧掉，或者靠熔剂以化学反应的方法将惰性膜溶解掉;而物理的方法则是靠机械力、风力或水力的方法将惰性膜去除掉，从而达到再生的目的。随着技术的进步，目前旧砂再生已从单一工序处理向多功能一体化综合多工序处理及多样化发展，同时对其控制系统提出了更高的要求。

　　针对旧砂再生柔性试验线所设计的控制系统可根据预先设定的试验方案自动完成方案的启动和停止。在系统设计中，充分利用plc的特点，采用模块化计思想，根据不同的方案启停相关的设备，系统可靠性较，使用方便。

　　1旧砂再生柔性试验线工艺实验方案

　　该旧砂再生柔性试验线由物理和化学处理法组合而成，其主体设备包括螺旋振动再生机、滚筒振动再生机和气流再生机，而气流再生机又分为热气流再生和气流再生两种，涉及29个设备。整个旧砂再生柔性试验线共包括11种实验方案。

　　(1)螺旋振动再生方案;

　　(2)滚筒再生方案;

　　(3)热气流再生方案;

　　(4)气流再生方案;

　　(5)热气流再生+滚筒再生方案;

　　(6)螺旋振动再生+气流再生方案;

　　(7)螺旋振动再生+热气流再生方案;

　　(8)螺旋振动再生+热气流再生+滚筒再生;

　　(9)螺旋振动再生+气流再生+滚筒再生;

　　(10)螺旋振动再生+滚筒破碎方案;

　　(11)热气流再生+滚筒再生方寰。

　　2plc控制系统的设计

　　2.1 控制系统的硬件组成

　　为满足设计要求及系统接口的需要，系统共需55个输入点和43个输出点，同时考虑到裕量、系统工作性能及可靠性，选用三菱公司的fx2n-128mr型plc集中进行控制。其输入信号主要包括设备运行状态输入信号、实验方案输入信号、系统自检/工作信号等;输出信号主要包括电机控制信号、电磁阀控制信号、给料机控制信号及报警信号等，其控制系统结构如图1所示。

　　(1)手动/自动功能：当旋钮置于手动状态时，系统由现场控制柜和交流接触器、电机等组成。该控制方式下，每台设备的控制可以脱开plc和上位机单独操作。一般情况下，不采用该方式。当旋钮置于自动状态时，系统由plc和每台设备检测控制单元联合组成。plc接收现场信号和plc柜上按钮操作信号，根据plc程序设计，输出控制命令，分别启动各方案相应的设备，完成各方案的启停及相应的控制。

　　(2)报警功能：运行中，设备出现故障或料仓料位出现仓满、仓空时，系统发出报警信号，提示操作人员进行故障排除，以保证系统正常运行。

　　3 软件设计

　　plc应用程序采用梯形图语言编写。根据系统的特点，程序采用模块化结构，程序流程框图如图2所示。

　　系统运行前先判断是处于运行状态，还是处于维护状态。若处于维护状态，可对设备及检测仪表进行参数设定和维护;若处于运行状态，则进行自检和工作状态判断。自检状态下，可检测plc系统是否正常;若处于工作状态，先运行初始化程序，利用m8002运行开始接通、然后断开的特性，依循环程序在工作前将plc中存储单元清零;同时判断系统及料位是否正常，若有异常，程序不能正常工作，发出报警信号，以便排除。接着进行手动和自动状态判断，若处于手动状态，则进行手动操作，若处于自动状态，则进行实验方案及启停判断，然后按照预定的实验方案分别启停相应设备，进行实验。任何时候只能运行一套实验方案。

　　4 结束语

　　系统经过试用表明，采用plc集中进行控制，系统运行稳定、操作方便、控制效果良好，达到了预期设计的目的，保证了旧砂再生柔性试验线安全、高效的运行及自动化操作管理。同时系统还留有rs232、rs422接el，可直接与打印机连接，打印报表，也可与微机进行通信，进行数据管理。