西门子6ES7214-2AD23-0XB8现货速发

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1) 系统控制范围

原材料入库、输送—水泥粉磨(i、ii 线) —水泥出库及包装系统。

· 原料储存及输送工艺流程：

　　石膏破碎及输送→矿渣入库→石灰石入库→熟料输送入库→原料入磨头仓收尘器→原料入磨头仓→熟料入磨头

仓→石膏入磨头仓→石灰石入磨头仓→矿渣入磨头仓

· 水泥磨机工艺流程：

　　磨稀油站→水泥入库→水泥磨→水泥磨控制→磨辊压机→物料入水泥磨/ 辊压机→粉煤灰入水泥磨

· 水泥出库及包装工艺流程：

　　库顶收尘→水泥库顶斜槽风机控制→水泥入库

2) 自动控制回路

· 粉磨1 中及粉磨1 尾。

· 水泥小仓仓重控制系统。

· 粉磨1 尾负压控制系统。

· 粉煤灰小仓固体流量计控制系统。

3) 顺控停机时间

　　为确保设备安全和空负荷启动，需对设备停机时间进行规划。

· 原料调配及输送。

· 水泥粉磨。

· 石灰石及辅助原料入配料库。

· 水泥储存及输送。

4) 水泥粉磨控制系统介绍及配置

　　系统监控软件为西门子wincc 5.0，控制系统选用德国西门子公司simatic s7-400 控制器及et200mi/o

进行信号的采集与处理。具体配置如下：

· 辅助原料及水泥粉磨二线部分

　　配置一台simatic s7-400 控制器，带12个et200m远程站对水泥粉磨二线及原料配料部分所有模拟量和数字量进行控制。其中，水泥粉磨二线一台辊压机系统通过profibus-dp与simatic s7-400 控制站进行数据通讯。配置一台wincc 操作站，作为对原料配料及水泥粉磨部分的组态编程及操作。

· 水泥粉磨一线及水泥库顶部分配置一台simatic s7-400 控制站，带8 个et200m 远程站对水泥粉磨一线及水泥储存(库顶)部分所有模拟量和数字量进行控制。其中，水泥粉磨一线一台辊压机系统通过profibusdp

　　与simatic s7-400 控制站进行数据通讯。与二线水泥粉磨部分共用一台wincc 操作站，作为对水泥粉磨及水泥储存(库顶) 部分的组态编程及操作。

· 水泥库底及包、散装部分配置一台simatic s7-400 控制站，带18 个et200m远程站，对水泥库底及包、散装部分所有模拟量及数字量进行控制。包装部分采用触摸屏tp27方式操作。控制系统可实现动态流程图、趋势图、报警显示、报表记录及工艺动态操作控制等。

· 系统的供电电源采用ups 电源，可防止来自电网上的超高压、欠压、浪涌、尖峰脉冲干扰、停电干扰甚至雷电袭击。

5) 控制系统的抗干扰措施

　　张家港海螺的自控系统有许多弱电设备，各种控制电缆和信号电缆数量非常多，系统极易受到各种干扰。若不采取措施，消除其干扰，会严重影响系统的正常运行因此，本自控系统采用了如下几方面的抗干扰措施：

· 系统现场控制站的所有数字量输入/ 输出模块、模拟量输入/ 输出模块模块均采用光电隔离，将现场各种信号与系统背板总线隔离。

· 系统现场控制站的所有数字量输出信号均采用继电器隔离，实现每个数字量输出通道之间的隔离，消除了数字量输出信号之间的相互干扰。

· 系统现场控制站的所有模拟量输入/输出信号均采用模拟量隔离器，实现每个模拟量通道之间的隔离，消除了模拟量信号之间的相互干扰。

· 系统现场控制站的所有模拟量输入/ 输出信号电缆均采用屏蔽电缆，其屏蔽层在控制柜侧一点接地，消除了空间干扰。

·系统现场控制站的控制电缆、信号电缆与系统动力电缆应分开布线，保持一定的间距。特别是，大功率变频器的动力电缆能产生较强的空间高频干扰，应使用金属管穿线，并将金属管良好接地。

结束语

　　张家港海螺自2002 年4月建成投产至今，系统运行情况良好，能够可靠、准确地完成控制操作，实时监测和记录水泥生产过程的运行状况，并且能对现场出现的各种突发事件及时做出响应，取得了良好的效果。

应用体会

　　随着siemens plc 技术的不断革新和提高，用户将是直接的受益者。从技术发展上讲，目前plc也不断受到其他基于计算机技术的控制系统越来越多的挑战，受到plc技术本身软件方面急待更新与发展的挑战，受到一种全新的工业控制结构蜒不但控制分散化、而且网络也分散化的挑战，受到开放型模块化体系结构控制系统(omac)的挑战。于是plc 必然将会向完善其软件和硬件两个方向发展。

 引言

　　　项目原型基于小型制袋封切机开发外销出口型新机。原制袋宽度为600-1000mm。由于该机型送料胶辊惯量较小，送料电机采用130步进电机经过减速可实现传动，使用单片机进行位置控制。新机型制袋宽度提高到1500mm，送料胶辊惯量大幅增加，考虑到既能满足精度和速度的要求又有较大的瞬间转矩，送料系统改用伺服电机。由于用plc开发周期较短而且抗干扰性、灵活性好，所以采用plc+hmi作为控制系统。同时可实现中英文操作画面，满足设备出口的要求。

2 封切机机工艺

2.1 工艺结构

　　　封切机机由机身、上下切刀、变频传动机构、上下送料胶辊、伺服传动机构、放料架、放料直流电机、可调色标检测架、可移动操作箱、电控箱等单元构成，参见图1图片。

2.2 封切机工艺过程

（1）空白定位运行方式：忽略色标信号，送料长度为设置袋长，送料完成后剪切并计袋数，循环动作直至袋数达到设定值，停机并延时至设置时间，以等待收料设备或操作人员收集袋料后，再次启动并循环工作。

（2）色标定位运行方式：送料长度为设置袋长，在此期间的色标信号忽略，继续送出偏差长度的袋料，检测色标信号，定位于色标信号，定位完成后剪切并计袋数，循环动作直至袋数达到设定值，停机并延时至设置时间，等待收料设备或操作人员收集袋料后，再次启动并循环工作。若误检次数达到默认值，则停机并报警。

工作流程如图2所示。

3 fd1500型封切机机电系统设计

3.1 传动系统设计

（1）切刀传动系统。切刀传动系统为交流变频器拖动三相异步电机，由面板电位器调速，plc控制切刀启动与停止。传动轴上安装2只霍尔开关，分别检测切刀低位和送料/切刀高位。开关1：切刀低位信号，该信号为送料停止信号。若送料时检测到切刀低位信号则表示系统超速，需报警并停机。开关2：收到切刀低位信号后的on信号为送料信号，是送料电机的启动信号；第二次on信号为切刀高位信号，是高位停机时的停机信号。

（2）送料传动系统。送料传动部分为交流伺服系统，采用同步带1：2减速传动。动力选用台达中惯量2kw伺服电机。具体型号：驱动器asd-a2023m，电机asmt20m250。

(3)控制精度计算。通过以下计算得出单个脉冲对应的送料长度，即为控制精度。

系统要求0.2mm定位精度，现计算得出控制精度为0.0314mm，因机械定位误差不大于0.1mm，所以：定位精度+机械误差=0.1314mm<0.2mm，定位精度满足制袋机系统要求。

（4）高脉冲输出频率计算。用户要求高送料速度为180m/min，由此可计算得出系统所要求的脉冲输出频率，以此为plc选型的重要依据。

3.2 plc与hmi选型

（1）输入信号统计。在色标传感器检标时，由于袋料上所印刷的色标不同，故亮通（light on）、暗通(darkon)均有可能。无论亮通或是暗通，在检测到色标信号时都需要plc作出中断响应，所以需要把色标传感器的light on与darkon都接入plc。色标信号：2点；低位信号：1点；高位/送料信号：1点，共4点di信号。

（2）输出信号统计。脉冲输出（pulse+sign）：2点（y0，y1）；切刀动作：1点；冲孔动作：1点；蜂鸣器：1点；共5点do信号。

（3）其它功能。可输出大于系统所要求频率（95541pps）的脉冲；2点外部中断回应。

　　　基于以上考虑，plc选择dvp-20eh00t。具体功能参数为：200kpps脉冲输出，8点外部中断回应。同时与hmi通信可使用rs485连接，抗干扰能力优于一般的rs232通信方式。hmi选用台达dop-a57gstd高性价比触摸屏，通过图3可见触摸屏操作更为直观方便。大部分操作在hmi上进行，从而可减少外部按钮开关、指示灯的使用，只保留急停按钮等必要设备。

机电一体化封切机电系统原理如图4所示。

3.3 plc程序设计要点

主体程序使用逻辑顺序控制，除此之外的编程重点如下：

（1）使用浮点运算。为减小计算误差，如袋长脉冲数、偏差脉冲数等重要数据的计算，均使用浮点运算。经过验证，计算误差小于0.001mm。

（2）袋长脉冲送料使用dplsr可调加减速脉冲输出指令，反复修改并验证启动频率与加减速时间设置的合理性。完成袋长脉冲之后，使能色标检测，以忽略袋料中间部分的色标误检。检测到色标时，响应外部中断，执行中断程序置位m1334以停止ch0脉冲输出。可设置亮通（lighton）中断或是暗通（dark on）中断。精简中断程序的内容，尽量减少中断对扫描周期的影响。

4 结束语

　　　fd1500型制袋封切机的性能虽已达到初的设计目标(在袋长为1000mm时，制袋速度：60个/分)，但plc脉冲输出频率尚有较大余量可用。使用标准100mm直径胶辊时，可改变伺服电机电子齿轮比，在保证控制精度的前提下，更进一步加大plc脉冲输出频率的余量。以上有利因素均为fd1500型制袋机提高加工速度奠定了良好的基础。二次开发时，加大减速比至1：3，将突破伺服负载/电机转子惯量比过大这一限速瓶颈，终提高生产效率。

1 引言
　　　随着激光技术的发展，激光测距传感器在检测领域得到了越来越多的应用。本文所研究的基于hollias-lecg3小型一体化plc的激光测距系统，对多台激光测距传感器所采集到的数据进行处理，并将数据传送给上位机，实现了对多台激光测距传感器的监控。

2激光测距传感器的基本原理
　　　激光测距传感器的基本原理是通过测量激光往返于被测目标之间所需的时间，来确定被测目标之间的距离。激光测距传感器的原理和结构都很简单，是长距离检测有效的手段。
　　　激光测距传感器工作时，首先由激光二极管对被测目标发射激光脉冲。经被测目标反射后，激光向各方向散射。部分散射的激光返回到传感器的接收器，被光学系统接收后，成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，能够检测极其微弱的光信号。记录并处理激光脉冲从发射到返回所经历的时间，即可得到被测目标的距离。

3plc控制系统硬件设计
　　　基于hollias-lecg3小型一体化plc的激光测距系统的功能结构图如图1所示。

图1 激光测距系统的功能结构图

　　　plc的cpu模块选用hollias-lecg3系列的lm3108模块，其性能价格比很高，广泛应用于工业控制的各个领域。lm3108模块的标准配置包括两个串行通信接口port0和port1，其中port0为rs-485接口，port1为rs-232接口。采用rs-232接口建立plc与上位机的通信，实现plc程序的下装和监控。采用rs-485接口建立plc与现场仪表的通信。

4plc控制系统软件设计
　　　plc采用自由口通信方式接收激光测距传感器的数据，用%mb400~%mb411的12个字节作为通信接收寄存器，存放自由口通信方式下所接收的数据。在plc程序中设定的激光测距传感器的通信参数如表1所示。plc控制程序采用和利时公司的编程软件powerpro完成，下面详细介绍数据解析程序。其它应用程序从略。

表1 激光测距传感器的通信参数

4.1 数据解析程序的变量定义
program plc_prg
var
setrs-485: set_comm2_prmt;
(* rs-485自由口通信参数设置 *)
: bool;
(* rs-485自由口通信参数设置标志 *)
receive: comm2_receive;
(* rs-485自由口通信数据接收 *)
: bool;
(* rs-485自由口通信数据接收标志 *)
receiveddata: bbbbbb;
(* 存储ascii码数据的字符串 *)
bbbbbbbb1: int; (* 起始字符的位置 *)
bbbbbbbb2: int; (* 结束字符的位置 *)
receiveddata_bbbbbb: bbbbbb;
(* ascii码形式的数据 *)
receiveddata_dword: dword;
(* 十六进制形式的数据 *)
end_var
4.2 数据解析程序的梯形图
如图2所示。

图2 数据解析程序梯形图

4.3 数据解析程序分析
　　　plc从激光测距传感器接收到的数据是ascii码形式，所以需要将acsii码转换成plc能够操作的十六进制数。
　　　首先在存储ascii码数据的字符串receiveddata中找到数据的起始字符“+”，并将其位置存储在变量bbbbbbbb1中。然后再找到数据的结束字符“$r”，并将其位置存储在变量bbbbbbbb2中。将位置bbbbbbbb2与位置bbbbbbbb1之间的字符取出，存入变量receiveddata_bbbbbb中，此即为数据的ascii码形式。后将该ascii码形式的数据receiveddata_bbbbbb转换位十六进制形式的数据receiveddata_dword，即完成了数据的解析。

5结束语
　　　采用和利时hollias-lecg3小型一体化plc作为激光测距系统的控制核心，可以方便地与激光测距传感器进行通信。实践证明，该方案结构简单，运行过程稳定可靠，实现了激光测距系统的数据采集与处理。