遂宁西门子PLC总代理商

遂宁西门子plc总代理商

　概述：
　　jsd210k-n是用在小型圆柱形零件成批的大量生产中的一种半自动车床，该车床有自动定长进料、车削速度可调、自动按照预先设定的工序进行车削加工、零件计数等功能，完全去掉了老型号车床中的机械凸轮机构，减少了车床运行时的机械噪声，延长了车床的使用寿命，使车床的使用和维护都变得非常方便。
　　
　　硬件构成：
　　该车床要求有自动定长进料、自动断料、可装夹三把车削刀具（三把刀按照预先设定的工序依次使用）、自动进刀等功能。
　　
　　1、伺服驱动：主轴5.5kw,进料0.75kw,进刀0.5kw,走刀0.5kw共四套伺服系统,伺服系统选用安川的伺服放大器和伺服电机,转速高为3000r/min,自带2000线的编码器和速比为50:1的二级减速机(主轴为自制减速机,分为四个速比,由plc控制气缸动作进行档位切换,速比为2.5:1、10:1、60:1和300:1)
　　
　　2、系统中有四个编码器信号需要采集，同时还有四路脉冲调制信号输出，故在系统中选用了2只s7-226cn的plc，2只plc通过ppi方式组成一个网络。一块存储卡,用于保存配方。
　　
　　3、显示屏选用k-tp178micro触摸屏，通过ppi网络与s7-200cn的plc进行数据交换。
　　

　　系统结构示意图

　　软件构成：
　　 系统分两种操作模式:一种为分步操作,另一种为同步操作.
　　

　　

　　分步操作原理:
　　在k-tp178micro触摸屏上设定主轴转速,为保证主轴有足够的扭矩,程序会选择主轴齿轮箱采用合适的档位(两个数字量输出点驱动两只气缸动作),以保证电机能在1800r/min_2500r/min之间运行.驱动器通过电机的编码器反馈构成闭环控制,以提高运行精度.速度给定由plc输出端口的pto脉冲调制来驱动,同时编码器信号由plc的高速记数端口采集,用于实际速度的显示和在同步模式中的速度计算.
　　
　　 运行时,主轴会按照一个恒定的转速运行,可在k-tp178micro中设定刀具运行的进刀速度,进给量,及刀具的进刀次数.
　　
　　同步操作原理:
　　
　　运行模型
　　

　　

　　软件构成:
　　
　　1、把凸轮旋转一周360度分成24等份，平均每等份15度。运行时，利用cpu226cn的配方功能，把凸轮的运行速度和圈数用编码器脉冲数的形式存入配方中，同时输入对应的系数，选择主轴齿轮箱的速比。
　　2、把从轴（走刀和进刀）对应于主轴相对位置的旋转量用编码器脉冲数的形式也存入配方中，同时输入对应的系数，齿轮箱速比为50：1。
　　3、开机后，程序先把主轴、走刀和进刀，三个运行配方调入v存储区，乘上他们各自的系数和速比后进行对比，结果分别送入三个驱动器速度给定的脉冲调制pto区。
　　4、一次走刀和进刀周期结束后，进入第二个循环周期，再次按三个运行配方中的第2条配方，把对应数值送入v存储区，重复步骤3的内容。在程序中共可设定60条配方条目。
　　5、运行完所有的配方条目，把零件从棒料上切断，同是程序计数，进料驱动器运行，进入下一个零件的加工周期。如无料或数量达到，停机。
　　

　　配方构成

　　

　　主程序构成

　　结束语：
　　 新型号的s7-200cnplc,指示执行速度更快,内存更大,增加了配方的功能,完全能够胜任车床对plc的要求,也因为采用了s7-200cn的plc,使车床加工零件的品种更多,更换程序更容易,也使对车床开发变得更加简单,更新速度更快.实际使用中,可以达到0.005mm精度,基本满足产品精度的要求.

　一、 概述
　　近年来广播电视发射技术有了飞跃的发展，发射机朝着高效率、全固态化、智能化方向发展，新型发射机的控制系统多以单片机为核心构成，具有高度的智能化和可靠性。随着自动化技术的高速发展，plc的可靠性也是很高的，使得对发射机的操作做到无人值守已可以实现。
　　本文以我曾做的某电视台发射机房实时监控系统为例，介绍西门子plc在广电系统中的应用。系统采用1台西门子s7-300作为主站，5台s7-200作为从站，主站通过稳定的工业现场总线（profibus-dp）将从站采集的所有plc的数据传送给上位机画面，从而给工作人员的管理带来了方便。
　　二、 系统硬件
　　该控制系统共需开关量输入93点，开关量输出35点，模拟量输入62点。为尽可能减少电磁干扰，根据发射机分布情况，系统共分一个主站和五个从站。选用西门子s7-300系列cpu315-2dp作为主工作站，s7-200系列cpu224加开关量输入输出模块em223和模拟量输入模块em231以及profibus-dp模块em277组成从工作站，并为每一个从站配置了一个td200文本操作显示面板用于本地实时显示发射机工作参数。在发射台监控室设置了两台装有西门子wincc组态软件的研华工控机。整个系统通过工业现场总线（profibus-dp）联接而成。系统网络结构见“系统原理图”。

　　6台plc工作站完成底层的控制动作，包括：开关信号的采集，模拟信号的采集，以及由plc给发射机发出控制信号。选用一台s7-300是为了实现上位机冗余、底层plccpu时钟校正、自动开关发射机数据存储和所有采集的数据的快速集中处理。
　　2台上位机通过工业以太网（tip/ip），完成互相冗余；同时，通过总线将6台plc的数据全部采集上来，在画面上显示。冗余的上位机增强了整个系统的可靠性。
　　由于发射台有着强磁场干扰和发射机的模拟量信号不在plc标准范围之内，在工作站plc与发射机之间使用了信号调理电路联接；信号调理电路的作用是将发射机的模拟量信号转化为标准的4-20ma模拟信号作为plc的输入，并且从电磁兼容的角度考虑，也保证了采集信号的准确。
　　三、 系统软件
　　整个软件系统分为plc工作站应用软件和上位机人机界面组态软件两大部分。本系统中采用西门子公司的step7和microwin_3.2编程软件进行了plc工作站的应用软件编程，同时还采用了西门子公司的wincc组态软件进行了上位机人机界面的组态编程。
　　四、 系统功能
　　本系统主要实现了下述功能：
　　1.自动监测发射机系统运行状态，实时监测、记录各参数量值（包括模拟量和开关量值）；对异常情况和参数越限进行记录报警；自动记录各机器开关机的时间及累计运行时间。
　　2. 按各频率每周播出时间表，定时（或随时）开机、关机、倒机；
　　3.报警功能：有故障，即时显示报警。本地采用语音声、光报警方式，并可根据故障程度自动开启备用发射机；
　　4. 根据不同用户的权限实时控制发射机各种操作。
　　5.自动生成报表功能：可根据用户的要求，生成各类报表（如日报表、季报表、故障记录、维修记录、检修记录、指标记录、交接班记录等）。报表可根据需要进行定时或随机打印；
　　6. 键盘功能
　　　　1) 可通过小键盘对前端机进行人工干预或修改某些参数；
　　　　2) 可修改开关机时间、当前时间、倒机时间；
　　　　3) 可通过键盘操作实现开机、关机、倒机等操作；
　　　　4) 为了避免频繁倒机，可屏蔽某一部发射机的使用。
　　7.遥控操作主要是对发射机的工作参数进行设置或直接控制发射机，主要的命令有：开机（包括高开、低开）、关机（包括高关、低关）、倒机、复位等。值班员通过这些功能，控制设备的工作状态。
　　为了保证系统的安全有效运行，系统提供口令管理机制来限定值班员的操作权限和操作范围。值班员的权限由系统管理员设定。
　　系统运行过程中的操作情况都被自动记录，包括值班员的编号、时间、命令等。系统可以对记录进行查询、检索，以便了解值班员对系统的操作
　　8. 数据查询
　　　　1) 历史曲线：查询设备的模拟量，每五分钟取一点数据，画出昨天和的两条曲线。
　　　　2)事件查询列出设备发生故障或越限这两种事件，并显示故障代码及含义，发生故障设备的数据、状态。
　　9. 数据存储：
　　　　1)一类是五分钟数据，它只包含模拟量，因为数据量较大，只需保存三个月，五分钟数据以曲线的方式显示；
　　　　2) 一类是例行数据（整点数据），包括模拟量、开关量，整点数据是各类报表的依据。
　　　　3) 另一类是故障数据，包含故障前后十秒内的所有数据。
　　　　4) 所有历史数据亦可存入光盘长期保存。
　　10. 数据库的通用性和安全性
　　1)历史数据存放在主服务器数据库中，在从服务器中建立该数据库的镜像备份，两者通过定时校验，发现问题及时自动恢复。
　　2) 对数据库的查阅、修改、删除设置不同级别的权限，以防数据库中的信息被破坏。
　　11.mis系统（管理信息系统）是监控系统中的一部分，是一个小型的数据库，主要是对机房内的器材、图纸资料、技术档案进行统一的、规范的、科学的管理。mis系统具备一般数据库所具有的各种功能，包括对器材、图纸资料、指标记录、维修记录、交接班记录进行显示、查询、检索、统计、打印报表等功能。
　　12. 远程访问采用网络操作系统、内置web server软件，利用web信息发布技术，通过局办公网，为上级领导和相关职能部门提供有关的信息。
　　为了保证系统的安全，减少系统入侵或人为破坏的可能性，应设置实时数据网关，使监控网能共享办公网资源，办公网不能直接访问监控网，只能按权限取得约定的实时信息。
　　五、 结束语
　　西门子公司的s7-200系列和s7-300系列plc具有强大的指令，丰富的cpu类型和扩展模块，尤其是cpu模块内部集成了实时时钟，使其适合于广播发射机的自动控制应用。西门子公司提供的编程软件包和wincc组态软件，功能强大，使系统开发变的更容易。

1 引言

    每年世界玻璃纤维250万吨总产量中，电子材料玻璃纤维年产量已突破30万吨，该电子材料玻璃纤维布代表了当今玻璃纤维精密织造的高水平，电子级玻璃纤维中国俗称”e布”，一般经织造成、脱蜡、表面涂偶联剂等工序制造。

    2 玻璃纤维后处理设备构成

    玻璃纤维后处理设备分开卷机构，浸涂机构（浸涂表面涂偶联剂），烘烤机构，前牵引，后牵引，收卷部份。

    1．1 玻璃纤维后处理系统要求

    开卷部分恒张力控制，速度可以调节
    收卷部分变张力控制，张力变化，达到收紧纤维，收卷整齐，间隙均匀。
    后牵引部分，要求收紧后和前牵引同步，
    可以测定纤维长度误差+-1mm，纠偏要求误差+-1mm.

    1．2.玻璃纤维后处理系统工艺

    玻璃纤维后处理系统工艺过程参见示意图，如图1所示。

    2电气系统配置设计

    2．1人机选用台达的文本显示器台达tp04

    · stn lcd 128＊64
    · 256k内存
    · 2个通讯口com1（rs232） com2（rs485）
    · 薄膜式按键
    · dc24v（-10%-20%）
　 · 内建万年历功能
    · 三种语言切换
    · 多种图形,按钮,组件功能.

    2．2控制器plc dvp32eh00r2

    该机种为台达高功能主机,16入/16出. 具有以下特点

    · 2个通讯口,可以扩充到3个
    · 内建高速输入/输出
    · 
    · 
    · 200khz高速计数器、200khz脉波输出
    · 
    · 丰富的指令，功能强大，超稳定的电气特性。

    2．3变频器

    vfd022m43a——前牵引控制.
    vfd022m43a——-后牵引控制.

    · 迷你型微型化结构设计、体积小，易操作
    · 高度运行稳定性，性能完善，功能齐全
    · 载波频率高达18khz，实现静音运转; 0.1-400hz
    · 7段速控制及简易plc自动程序运转
    · 高速通讯接口，达率高达38400bps
    · 自动加减速佳化控制功能
    · 智能化风冷技术应用

    2．4烘箱部分 

    vfd055m43a＊4循环风机,vfd055m43a排气电机将浸涂后的纤维布进入4个烘烤箱中烘烤，4个烘箱的温度由温控器控制，温控器选用台达的dta4896，总共4个单独控制温度；总共4台vdf055m43a变频器拖动循环风机，1台3.7kw排废风机,选用vfd037m43a.

    2．5收卷控制

    收卷伺服控制：伺服电机asmt30m250ak
    伺服驱动器asda-a3021ma.

    · 五机一体 
    · 内涵运动控制器 
    · 性能优异 
    · 指令平滑功能 
    · 软件功能 
    · 通讯功能通讯接口 rs232/rs485
    · 3种工作模式
    · 10种控制模式自由切换
    · 自动增益调整 
    · 高响应,高均一性适应应.

    2．6纠偏控制器+.同步电机 控制纠偏,跟随2个位移传感器做位置跟随,防治跑偏。

    2．7编码器 测定纤维长度，1pluse/1mm

    2．8电气系统结构图（图2）

    3 文本画面规划:

    4 工艺系统自动化原理设计

    4．1对于锥度的一些计算（参见图9锥度控制原理图）

    锥度用于在张力补偿，当收卷直径加大到一定时候，每增加100米张力增加1%，满足张力控制，辊径一直在增加，其数学模型可以根据原始辊径与纤维厚度计算，根据公式辊径=d0+增加辊径

    增加辊径=（收卷长度/pi）层数

    其中：d0——-原始辊径
    pi=3.14
    收卷长度=编码器反馈值
    张力=扭矩/辊子半径

    举例说明：

    如收卷长度2400米，锥度起始长度1000米，锥度设定50，额定扭矩=14.2n.m 扭矩设定值=50%
    则：锥度控制长度 2400-1000=1400米

    增加扭矩 1400/50=28
    28＊1%=28%
    实际扭矩=14.2＊78%=11.076
    实际张力需要乘以减速比13 则实际为（11.076/0.38）＊13=37.8kg

    4．2后牵引系统控制原理（参见图10控制原理图）

    后牵引在浮动辊未动作,定速运转
    若浮动辊启动,变速运行,速度利用pid调节，达到速度控制。

    4．3电子纠偏装置原理设计（参见图11控制原理）

    根据两边位置控制同步电机做位置跟随,保证收卷位置.

    4．4 纤维长度测量

    编码器输出a/b相信号,利用plc的c251硬件高速脉冲输入测定步长,占用hhsco,1pulse对应1mm,硬件高速口的reset和start用内部m1264,m1264 ,m1273/m1274控制.

    d1225=1 为1倍频模式

    4．5 班产计算

    根据设定的当前班次,计算班产,如更换卷则需要重新计算班产,同时记录时间和日期.
甲乙丙班产合计为总产.

    根据时间,日期和年月可以查询产量,需要占用5个文件寄存器,可以读出和写入.
    此时候,程序采用变址寄存器e/f来寻址.非常便捷.
    eh plc文件寄存器共10000个.

    4．6 其它设计

    扭矩:用通讯方式写入地址010ch,伺服扭矩参数1.读取伺服的输出状态0409h,利用台达plc 的son指令判断on 位,确定输出状态.

    张力计算前面已经介绍,主要是增加的卷径计算,终资料为一离散数列.
    扭矩需要做一定的补偿,引入锥度算法,可以逼近实际扭矩.
    该数学公式中辊径,扭矩,张力均为变量.
    张力=扭矩/辊径
    读伺服输出p4-07,监控伺服输出状态.
    文本的画面更换用plc内部的寄存器控制.

    5　　程序设计

    5.1　　流程图
    见图12所示：

    5．2 plc输入输出点规划：

    5．3 伺服参数设置:

    p1-00————000
    p1-01————03
    p1-07————2
    p1-12——-010ch给定
    p1-36——-
    p1-44——-1
    p1-45——-1
    p2-00————30
    p3-00————04
    p3-01——-1
    p3-02——-1
    p3-05——-2

    6 结束语

    该系统上台达的eh高功能可编程控制器,变频器,文本显示器,中惯量伺服在玻璃纤维后处理生产线成功应用,控制大卷径放料和收料,全套的机电产品高性能的表现,方便用户的维护和使用,系统稳定得到用户的好评,这是其它产品所无法比拟的. 提高了中国纤维布处理能力和中国电子印刷板设备水平的发展.