西门子6ES7222-1BD22-0XA0详细解读

西门子6es7222-1bd22-0xa0详细解读

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。 

点击此处查看全部新闻图片

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。  
  

ppc31 plc

点击此处查看全部新闻图片

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。

一、     引言：

随着产品种类冷冻冷藏行业生产厂家越来越多的面对海外客户，这些客户均要求有产品在冷冻冷藏过程中的工艺参数主要是温度参数的记录、报告，因此要对原有的控制系统进行升级改造。为了大限度的减少投资，利用在原有温度控制器的基础上加装一个rs485通信模块及国产海为可编程控制器（haiwellplc）可非常经济方便的实现这些要求。现就对这一系统应用作一介绍。

二、     解决方案：

如上图所示，系统主要有带rs485接口的温控器、可编程控制器、计算机、打印机、组态王组态软件等组成。

工作原理：利用haiwellplc的易用的通信功能，用haiwellplc的rs485口与16个温控器通信，采集各个冷库的温度，再通过haiwellplc的rs232口与计算机通信，在计算机上用组态软件对各温度进行采集记录。

系统优点：

1、                   利用haiwellplc的modbus专用通信指令modr与modw实现与富士温控器的温度读取与温度设定通信。所有haiwellplc的通信功能均可用一条指令实现，无需对特殊位、特殊寄存器编程，也无需管理多条通信指令的通信时序，同一个条件下可同时写多条通信指令。

2、                   haiwellplc内置标准modbus协议，可轻松实现与组态王软件通信；

3、                   利用原有的温控器加装一个通信模块，大大节约客户投资成本并大大节省改造工作量、改造时间；

4、                   haiwellplc标准配置1个rs232口和1个rs485口，且任何一个通信口均可作为主站也可作为从站。任何一个通信口均可作为编程端口，也可作为与第3方设备通信的端口。在本应用中，用rs232口与计算机通信，用rs485口与富士温控器通信。

主要硬件配置：

1、          可编程控制器：hw-s32zs220r    1台

2、          温控器：pxr4（fuji）                  16台

3、          组态软件：256点组态王               1套

4、          计算机及打印机：                         1套

三、     程序设计亮点：

1、          利用modr及modw指令非常容易的实现与富士温控器通信；

2、          利用haiwellplc内置实时时钟功能及时间开关time指令，一条指令即实现每天定时除霜功能；

四、     总结：

利用海为可编程控制器（haiwellplc）便利的通信功能及便利的指令集，经济高效的实现冷冻冷藏过程工艺参数的采集记录，满足客户国际化的要求。可广泛应用于冷冻冷藏行业旧系统改造及新系统的技术升级。

 1、引言 
　　传统的远程监控只具备数据采集功能，在需要实时控制和数据处理时，会显得力不从心。plc 作为工业控制的核心部件，其在网络、通信等方面的能力越来越强，具备远程监控要求的数据采集、实时控制和数据处理功能。随着国产 plc 市场占有量的提升，plc 的价格也比以前更具优势，使用 plc 做 das系统或者用 plc 平台开发数据采集系统将是大势所趋或者说相当有吸引力的选择。德维森公司的 v80 小型 plc 在供热、交通监控、楼宇监控等行业有许多的成功应用. 
　　下面以其在东北某供热网监控为例说明 plc 在数据采集和远程监控行业中的应用。 
　　2、远程监控系统 
　　供热网远程监控系统的示意图如下： 

图 1 供热网远程监控系统示意图

　　v80 系列 plc 采集现场每个换热子站的温度、压力、流量，并根据采集数据进行供热流量的控制，以达到节能的目的。根据室外气温的变化，通过调节一级管网电动阀门的开度来及时控制二级管网的回水温度，通过调度给定的控制曲线，保证每个换热站的运行参数始终在给定的范围内。同时，中央监控室根据需要调度和遥控子站的电动阀门，调整运行参数。系统配置 gprs dtu，可以实现温度的控制、补水泵变频的远程控制。上位机选用组态王组态软件，与数据库结合起来，对所有数据进行存储和分析，并可以配合优化软件进行优先控制。 

3、plc 特点 
　　 

　　图 2 v80 系统结构示意图 

 
　　针对前面提到的各种问题，本文提出了一个更为优胜的方案，其特点如下： 
　　1、 网络通信功能 
　　v80 系列 plc 可同时支持 2 个以上的通信口，可利用 rs485 通信口组建控制网络，把多台 v80 小型 plc 组进同一个现场总线网络内，主控 plc 上连接一个 gprsdtu 模块，为监控网络提供透明的上网通道。选用 gprs dtu 代替无线 rtu 可以大大降低成本，在敷设了电话线的地方可选用 modem，使整个系统的造价达到优。 
　　2、cpu 模块功能 
　　m32dt 模块是 16 路数字量输入和 16 路晶体管输出的 cpu 模块，本身带有两个通信口，一个 rs232 和一个 rs485，内部带 modbus 主从通信协议和 free 通信协议，可以与各种 hmi 或者各种组态软件通信，通信协议库文件使各厂商自行开发上位机软件提供了诸多便利。 
　　m32dt 内带 flash 存储器，可将各种参数存储在本地，还带有掉电保持功能，从而保证使用的可靠性和便利性。高速运算速度和完备数学运算能力使其更适合通信和模拟量处理环境。 
　　3、抗干扰能力强 
　　整个系统的宽温和宽电源供电设计使其可以在恶劣的环境中游刃有余，v80 系列产品已通过 ce 认证。 
　　4、 编程简单方便 
　　v80 系列 plc 的编程语言支持 iec61131-3 标准，可以方便编程。同时，支持在线编程，也就是在运行态下可以进行程序修改和调试，为监控现场的在线升级和扩展提供方便。 
　　5、  
　　v80 系列 plc 比同样点数的数采模块具有价格优势，而且其图形化编程功能使其成为一个强有力的分布式监控平台。 
　　4、结论 

　　本文以供热网的远程监控为例，介绍了 v80 系列 plc 联网、通信协议与第三方产品集成特点，说明 v80 系列 plc 在数据采集和远程监控行业中的应用，实际运行结果表明 v80系列 plc 是客户将采集、控制、远程监控合而为一的理想选择。

背景情况
　　
　　1977年，三星techwin(其前身为三星精密工业株式会社)从飞机发动机业务开始起步，从事了与高科技工业有关的覆盖全球及整个行业的业务。三星techwin目前主要业务为高科技工业，其中包括半导体系统,光电设备，飞机发动机业务以及与国防有关的特殊业务。
　　
　　三星techwin原主营业务为飞机及相关产品，包括大修及修理，飞机发动机与部件组装及制造。逾3,000台新产及大修的航空燃气涡轮发动机已交付给客户，比如通用电气（generalelectric），pratt & whitney以及rollsroyce等。基于在飞机发动机技术领域积累的经验，三星techwin实现了业务多样化，已推出涡轮压缩机，涡轮增压机及发电机组等陆基产品。
　　
　　2003年，三星techwin与中国无锡压缩机有限公司签订了向中国出口涡轮压缩机的许可合同。作为三星techwin的新合作伙伴，无锡压缩机有限公司是中国三大压缩机提供商之一，在全中国从事代理业务。无锡压缩机有限公司拥有三星techwin压缩机在中国国内的销售权，其中包括安装，试运行及售后服务。三星techwin计划于2010之前在中国赢得大的市场份额。在全球范围内，三星techwin有望成为涡轮压缩机市场上的公司。
　　
　　挑战
　　
　　涡轮空气压缩机通过使用压缩气体的方式传输大量的功率或原材料，被广泛应用于电子，化工，食品及医药等行业。可与要求无油压缩气体的任意应用一起使用。通过控制产生压缩空气的泵并在运行过程中连续监视压缩机的状态，保持空气压力恒定是带来高生产率的重要因素。因此，重要的是压缩机耐用且便于维护。另外，增强功能提供给市场时，需要升级方便。
　　
　　三星techwin在二十世纪九十年代后期启动涡轮空气压缩机业务，并于2001年开始每月取得大约30台涡轮压缩机的销售业绩，目前每月超过600台。开始时，他们采用了自行开发的控制器。存在的问题之一就是三星techwin在评估其产品性能时，发现其自行开发的控制器不具备足够的网络能力。另外，该自行开发的控制器也带来过多的维护问题。如果控制器失效，只有一个专门的技术人员对该控制器有足够的了解，可以解决出现的问题。这些问题导致不期望的停机时间以及更大的维护人工开支。
　　
　　为了改善产品性能，techwin希望设计一种新的改进型涡轮空气压缩机，techwin为该新压缩机确定了下列目标:
　　
　　·设备之间增强的通信能力
　　·改进对空气压力的控制
　　·降低人工需求
　　·符合全球标准
　　
　　为了满足所有这些目标，三星techwin就必须开发具有高质量以及强大网络能力的涡轮空气压缩机。
　　
　　解决方案
　　
　　代表oemax控制公司的工程师致力于开发并实现三星techwin新的控制解决方案。oe maxnx系列plc之间的通信，便于维护，节省成本以及控制性能是关键的价值驱动因素。该解决方案的特别之处包括若干个模拟及数字输入，用来监视来自产生压缩空气的电机的反馈以及监视测量空气压力的传感器。对plc进行编程，以便使用该信息并维持恒定的空气压力。
　　
　　oe maxnx系列plc被选定用以控制每个压缩机。其具有超强的网络能力，对于plc通信及可靠性至关重要的应用来说再合适不过了。如前所述，在涡轮压缩机的控制中，对压缩空气的jingque控制是重要的因素。因此，三星techwin选定oemax控制公司的plc作为解决方案的基础。nx 系列plc管理压缩机的所有方面并优化其所有机械部件的性能。
　　
　　开发该解决方案的重要部分在于oemax工程师对产品的了解以及oemax控制公司与三星techwin之间的密切关系。通过扎实的工作，对产品深入、细致的了解以及密切合作，三星techwin开发了空气压缩涡轮主机产品系列，以便满足三星techwin的需求– 显著地降低开发的时间。
　　
　　结果
　　
　　三星techwin通过使用oe maxnx系列plc产品,降低了涡轮主压缩机的开发时间，从预计的12个月缩短为不到2个月。这种开发时间的缩短使得三星techwin提高了生产率，增速超过预期。更快速的开发为三星techwin带来了“额外的”销售业绩,这不言而喻具有很大的益处。
　　
　　与初推出时相比，三星techwin的涡轮压缩机销售量增长了20倍。产品质量得到了改善，techwin能够利用该创新性产品引领市场。通过在市场上引入该高质量增值产品，techwin进一步增强了客户对其产品的忠诚度。techwin的客户能够受益于维护量的降低。现在，使用全球标准的plc，可以简化从前需要若干个技术人员完成的修理及编程工作。