西门子新余授权总代理商

  概述   工业以太网是一个功能强大的区域和单元网络，符合 IEEE 802.3（以太网）和 802.11 a/b/g/h（无线局域网）标准，可用于工业应用。以太网是用于联网*基本的因特网技术。 
   如今，在办公区中已有众多不同的企业内网、企业外网和互联网可供选择，通过工业以太网，也可以将它们用于工厂和过程自动化。
以太网技术已经与交换机、全双工模式和自动侦测功能成功地结合使用了多年，使网络性能能够满足您的要求。由于兼容性*，可以逐步引进新技术，因此用户可以选择所需的数据传输速率。 
   以太网目前占有 90% 以上的*，是当今局域网领域中的-。 
   以太网具有很大优势： 
      连接方法简捷，可快速调试       由于现有网络容易扩展，具有高度可用性       高数据传输速率及必要时可通过交换技术获得扩展性能，以太网的通讯性能几乎不受限制       可实现不同应用领域的联网，例如办公环境与生产环境       由于采用 WAN（广域网，如 ISDN 或 Internet）进行连接，可在整个公司范围内实现与安全部件的通讯，且可保持数据完整性       通过持续的兼容性开发，实现投资安全       通过工厂范围内的时钟控制，可实现整个工厂范围内基于时间的jingque事件分配      SIMATIC NET 依赖这种可靠的技术。西门子已经在有电磁干扰的恶劣工业环境中提供了几百万个连接。 
   SIMATIC NET 对以太网技术进行了重大改进，以适应工业环境: 
      用于严酷工业环境的网络部件。       通过具有 RJ45 技术的 FastConnect 电缆接线系统进行快速本地组装       通过高速冗余和冗余电源实现故障安全网络       通过简单、有效的信令概念，持续监控网络部件       面向未来的网络部件，配有新型 SCALANCE X 工业以太网交换机系列       控制层上大量数据的千兆通讯，如 WinCC，web 应用程序，多媒体应用程序等      工业以太网提供有以下通讯功能/服务： 
   编程器/OP 通讯  
   包括集成的通讯功能，可通过 SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 自动化系统与每个 HMI 设备和 SIMATIC 编程器（STEP 7）进行数据通讯。PROFINET/工业以太网和 PROFIBUS 支持编程器/OP通讯. 
   S7 通讯  
   S7 通讯是一项用于 S7-400 的集成通讯功能（系统功能块），或用于 S7-300 的可装入功能块，这项功能已经在 SIMOTION、SINUMERIK 和 SIMATIC S7/WinAC 环境下进行了优化。它可用于连接 PC 与工作站。 每个作业的用户数据量*大为 64 KB。
S7 通讯提供简单、功能强大的通讯服务以及与软件接口无关的网络。 
   开放式通讯  
   通过开放式通讯 (SEND/RECEIVE)，SIMATIC S7 控制器可与其他 SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 控制器（S5 兼容通讯）、PC 和第三方系统进行通讯。 另外，为了方便地连接 HMI 站，还提供有 FETCH 和 WRITE 功能。 
    　　完成国家对项目的匹配要求，额外再予以*高800万元专项补助。此外，还大力推进自主创新成果产业化。对掌握核心技术、市场前景良好并在海沧实施的产业化项目，通过多元化扶持方式予以支持，按项目软硬件投入的30%给予补助，*高500万元。 
   工业以太网全面概述 
   标准通讯  
   这由标准化的数据通讯协议组成，如 FTP。 
   PROFIsafe
允许在同一条总线电缆上进行标准和安全相关的通讯。它是一种标准总线上的开放式故障安全通讯解决方案，且利用了 PROFINET 服务。 
   OPC（开放性、高效性、协作性）
是一个标准化、开放式、跨供应商的软件接口。它允许将 OPC 兼容的 Windows 应用程序连接到 S7 通讯、开放式通讯 (SEND/RECEIVE) 和 PROFINET。 
   西门子公司基于电子邮件和 web 技术的信息技术
通过工业以太网将 SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 与信息技术相整合。在办公环境中，电子邮件和 web 浏览器已成为广泛应用的通讯手段。除了电话线和因特网以外，工业以太网是主要的通讯路径。 
   使用工业以太网的套接字接口，
可通过 TCP/IP 与 PC 进行数据通讯。使用这个在 PC 和 UNIX 系统通用的接口，用户可以自由将数据交换进行编程。SIMATIC S7 和 SIMATIC TDC 使用 SEND/RECEIVE 功能块（S/R）来访问 TCP/IP。 

六面顶压机的对控制装置的要求 

　　六面顶压机为人造金刚石合成的关键性设备，它具有多规范、自动化程度较高的特点，过去采用继电器-接触器方式进行控制，其逻辑关系繁琐，所用继电器数量较多（四十多个），因而鼓胀率较高，常由于继电器动作失灵导致压块撞碎，甚至损坏顶锤，增加了原辅材料消耗，影响到设备正常运行。另外，六面顶压机对六只压缸的定位精度及同步性能也有一定的要求，过去的继电器-接触器控制方式存在着响应速度慢、动作迟缓、衔铁粘滞、接触不良等现象、使得六缸定位及同步性能变差，增加了硬质和金顶锤损坏的机会。所以，六面顶压机对控制装置提出了这样的要求：

　　1、可靠性要高

　　2、六缸定位及同步控制性要好

　　针对以上二个基本要求，结合六面顶压机的工艺特点，我们利用PLC控制压机使之按以下的程序工作（如右图所示）：

　　PLC机型选择 

　　PLC机型选择的着眼点不外乎有这样几个方面：1、确定控制规模，即I/O点数；2、价格；3、售后服务是否有保障，我们经过充分调研，以及考虑日后维修上的便利后，终确定选用中外合资无锡华光电子有限公司生产的SR-21PLC,这是一种性能价格比较高的小型PLC，大I/O点数达168点，大容量达1.7K~3.7K指令字，模块化结构，配置灵活，有多种I/O模块和特殊功能模块。该PLC指令丰富，有数据处理功能，能和上位机连接，组成工业局部网。与之相配套的外围设备也基本上能满足用户要求，有打印机接口、EPROM写入器，可接磁带录音机。

　　控制装置的配置

　　根据压机工艺特点和对控制装置的基本要求以及整个装置的成本所确立的配置原则，我们决定采用I/O点数80点这一规模的PLC,为了便于今后操作使用，还配置了编程器及打印机接口单元。

　　电路设计

　　我们将122~127六个定义号接上接近开关输入信号，分别作为右、前、上三缸活塞空程前进时是否越位以及充液时六缸（此时包括左、右、下三缸活塞）是否同时运行（即同步动作）的监测，其余的I/O接按钮，行程开关，外设时间继电器、接触器、220V交流电磁阀、指示灯等电气元件。在实际安装过程中，为了防止电磁干扰，所有输入线与强电导线严格分开；接近开关输入信号线用双绞线；PLC电源侧加装隔离变压器；所有电磁阀及接触器线圈两端并接R-C吸收器。由于考虑到成本及PLC对来自电源干扰抑制器。

　　软件设计及数据处理功能的应用

　　1、 软件设计：

　　为了叙述方便和节省篇幅起见，我们这里仅列出自动工程流程图。

　　分段工作程序与自动工作程序基本相同，只是在保压结束后不会立即自动卸压，需操作者掀压增压器卸压（即分段卸压）按钮后才卸压，然后直至程序结束。调整程序主要用于手动调整六缸活塞的位置。

　　2、 数据处理功能的应用

　　由于篇幅，我们这里仅举例说明SR-21数据处理指令在六缸同步监测及调整时防止多个按钮同时操作的用法，下面逐一说明。

　　（1） 同步监测程序模块

　　左图为同步监测程序模块的框图，框图中的延时是根据具体设备中六缸活塞运动响应快慢来设定的，时间短要求六缸活塞在充液时基本上要求同时开始运动，时间长则允许六缸活塞在充液瞬间是不会同时开始运动的，由于液压系统的调整、高压油路的长短，活塞的摩擦阻力，流量的大小等因素均可能影响到每只缸活塞响应速度的快慢，总会有少数缸的活塞运动出现滞缓运动的现象，当这种现象比较严重时，就可能会产生六缸超压时六只顶锤不在中心线上的现象，从而导致故障发生。同步监测的目的就在于：当滞缓现象较严重时，能发出不同步报警信号，同时停止六缸活塞运动，让操作者及时做出相应的处理。

　　（2） 同步监测梯形图

　　梯形图如图所示，它是上面程序框图的具体应用。值得提出的事，梯形图中用772、773、774标志继电器作为compare（比较）的结果，当六缸活塞同步时，与常数63（BCD数）比较结果相等，标志继电器773建立，否则772获774间里，不同步报警。

　　（3） 调整防误操程序框图

　　这部分框图见下图。需要说明的事，这仅为上、前、右、下四缸活塞手动调整时的程序，其它一些调整动作属不同组，原理相似。这种防误操程序能有效的防止操作者在按某个按钮，也有防止其它组的按钮误按而造成设备故障。　　

    （4）防误操作梯形图

　　结束语   

　　实践证明，PLC在六面顶压机改造中的应用是卓有成效的，所采用的数据处理功能使设计的监测及防误操作程序达到了预期的要求，PLC能在工况较恶劣的环境中使用，而不必过多考虑电压波动、电磁干扰，环境温度和湿度对它的影响，整个控制装置能稳定可靠的运行。