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SIMOTION P - 基于 PC 的运动控制系统

丰富的运动控制功能，集成在紧凑的嵌入式工业 PC 中：SIMOTION P320-4

SIMOTION P320-4 是一种高性能、超紧凑和免维护型嵌入式工业 PC，已在恶劣运行条件下得到验证。SIMOTION P320-4 既有 PLC 的坚固可靠性，又有 SIMOTION 的全面运动控制功能。

SIMOTION P320-4 包括两个高性能型号：

SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
处理器：Intel i3 处理器（第三代）
存储器：内部 CFast/外部可访问 CFast 
操作系统：WINOOWs Embedded Standard 7

SIMOTION P320-4 S（标准型）
处理器：Intel i7 处理器
存储器：内置固态硬盘 (SSD)/外部可访问 CFast
操作系统：WINOOWs 7 Ultimate

SIMOTION P320-4 供货范围：

SIMOTION P320-4 随附有大容量存储器以及相关的 SIMOTION 运行系统软件。

内置大容量存储器：WINOOWs 操作系统和 SIMOTION 运行系统固件

外置可存取海量存储器：SIMOTION 项目和用户数据

WINOOWs 操作系统具有的开放性

这种开放性是基于 PC 的解决方案的突出特点：

联网灵活

数据存储容量大

数据备份方案

集成通信

复杂的数据测定和显像任务，甚至能通过 SIMOTION P，直接在 PC 上轻松执行工程技术操纵。如需要其它系统的 HMI 软件，可使用标准化的 OPC 器接口。

通过集成的以太网接口，可以通过 SIMOTION IT 访问集成 Web 器上的数据。通信回路采用标准 IT 协议，进行调试、诊断和维护。

也可以使用远程维护、诊断和远程等功能。

另外还提供了标准 PC 接口，用于连接以下部件：

打印机、键盘和鼠标等硬件

可视化软件或 Microsoft Office 程序等软件。

SIMOTION 操作系统具有实时功能

*独立的 SIMOTION 操作系统与 SIMOTION P 上的 WINOOWs 并行运行。通过这种实时扩展，可实现能够满足 SIMOTION P 平台上的高性能要求的复杂运动控制应用。

功能强大的 PC 技术

系统采用新的 PC 处理器技术，可确保提供佳性能。

指令执行速度非常之快，为中性能范围提供了新的应用机会。

二、模拟量I/O扩展模块

EM 231:模拟ft输人模块，4通道电流/电压输人；

EM 232:模拟1输出模块,2通道电流/_电输出；

EM 235:模拟迸输人/_输出模块d通道电流/电].i:输人、1通道电流/电JK 输出。

三、温度扩展模块

温度扩展模块是模拟量模块的特殊形式。它们是: KM 231 TC:热电偶输人模块，4输人通道；

EM 231 RTD:热电阻输入模块，2输人通道，

四、特殊功能模块

S7 - 200还提供了一些特殊模块，用以完成特定的任务。例如：

253:控制模块。它能产生脉冲串，用于步进电机和伺服电机的速度和位置的开环控制

S7-1200CPUV2.1开始支持分布式IO设备的诊断功能，可使用DeviceStates和ModuleStates指令对分布式IO设备的站状态和子模块进行诊断。本文使用1214CV4.0CPU和ET200SP的PN通信为例进行说明（DP通信同样适用）。CPU1214CDC/DC/DC，V4.0，ET200SP分布式IO站，PN接口，使用TIAPortal创建一个新项目，正确配置，下载后，进入网络视图，所有站点状态正常。如图1所示。注意：分布式IO为PN子站时，可在“网络概览”中可以查看分布式IO的设备编号。1-1创建全局数据块，在全局数据块中创建数据类型为ArrayofBOOL数组，共计1024个元。

再去控制执行机构，A/D和D/A的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高，实时工业以太网是现场总线发展的趋势，PROFINET是基于工业以太网的现场总线，是开放式的工业以太网标准，它使工业以太网的应用扩展到了控制网络层的现场设备。 可以在Windows下实现多主站通信方式，STEP7-Micro/WIN32的用户程序机构简单清晰，通过一个主程序调用子程序或中断程序，还可以通过数据块进行变量的初始化设置，用户可以用语句表(STL)。

①数字量输入扩展模块_EM221（8DI）；②数字量输出扩展模块_EM222（8DO）；③数字量输入和输出混合扩展模块_EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；④模拟量输入扩展模块_EM231（3AI，A/D转换时间为25μs，12位）；⑤模拟量输入和输出混合扩展模板_EM235（3AI/1AO，其中A/D转换时间为25μs，D/A转换时间100μs，热电偶、热电阻模块（EM231）与CPU222。CPU224，CPU226配套使用，多种分度号热电偶（mV信号）和热电阻（电阻信号）可通过EM231模块将信号送入S7-200。用户通过EM231上的DIP开关来选择热电偶或热电阻的分度号、接线方式、测量单位和开路故障的方向。

除了CPU集成通讯口外，S7-200还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。S7-200系列目前有两种通讯扩展模块：PROFIBUS-DP扩展从站模块EM277和AS-i接口扩展模块CP243-2。S7-200系列PLC输入/输出扩展模块的主要技术性能如表2所示。S7-200的CPU模块自带的RS485串行通信支持PPI、DP/T、自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议。每个网络多126个站，多32个主站。通信接口可以实现与下列设备的通信：运行编程软件的计算机、文本显示器TDOP（操作员面板）、以及S7-200CPU之间的通信；通过自由通信口协议，可以与其他厂家的设备进行串行通信。EM277PROFIBUS-DP从站模块用于将S7-200CPU连接到PROFIBUS-DP网络。

一、前言 

随着采煤设备及采煤工艺的改进、原煤产量不断提高，胶带机运输系统在煤矿生产中起着关键性作用，胶带机控制系统是否优越、可靠，从某种意义上说，决定了一个煤矿的生产能力大小和自动化程度的高低。 

二、系统概述 

本项目以某煤矿的皮带机为控制对象，基于南大傲拓 NA400PLC和组态王软件的监控系统设计。系统由PLC柜、操作柜、高压柜、低压柜、张紧装置、皮带机保护等设备组成 。 

1、系统整体结构 

本系统采用南大傲拓公司推出的 NA400 中型 PLC 作为控制器连接现场设备，如张紧装置 、皮带机保护等 ，其他部分设备则直接通过相应 的 I／0单元模块与 PLC连接 。PLC系统硬件配置如图2所示。 

图2  NA400PLC硬件配置 

2、监控系统 

上位监控层设有一台工控机 ，通过以太网通讯方式和现场PLC连接 ，利用组态王软件 Kingview6.53对设备进行组态 ，操作人员可以实时对皮带机状态进行监控。 

三、系统组成 

本项目皮带机变频控制系统主要分为五个部分：PLC控制部分、变频驱动部分、自动张紧部分、胶带输送机保护部分、上位监控部分。 

<!--[if !supportLists]-->1、  <!--[endif]-->PLC控制系统 

 PLC控制系统分为PLC控制柜、操作台等几部分。 

操作台设置1台HP液晶显示器，实现整机控制，运行状态指示和配套系统信息反馈。 

在操作台上，可以进行控制回路和主回路的通断电、启动预警、启动停止皮带机操作，同时可以观察变频装置的状态、抱闸的状态、卸料点的状态、张紧装置和胶带保护装置的反馈信息。控制方式的选择集控自动/集控手动/就地，三种方式可转换。正常生产时，使用集控自动方式，设备按工艺要求的顺序和流程自动启停；集控手动时，可在显示器上操作各设备，无闭锁和联动关系；就地时，在操作台上利用按钮操作。 

2、变频驱动部分 

主要由变频器及驱动部分、通讯接口等组成，用于控制电机的运行。接收PLC控制系统给出的控制信号，从而控制整个系统的运行。 

3、自动张紧装置 

皮带机自动张紧装置用于张紧皮带至皮带启动时的张力，张紧完成后，向控制台发出‘开机信号’，皮带机就可以运转，皮带机正常运转后，张紧装置自动保持皮带张力 

4、胶带输送机保护系统 

皮带机每50米设置一个双向拉绳开关、配置速度检测仪、两极跑偏开关、溜槽堵塞检测器、纵向撕裂检测器，料流检测仪，烟雾，洒水等传感器。所有控制信号均输入到PLC控制系统中，由PLC控制系统处理控制系统中的所有信号，判断系统的运行情况，根据实际情况控制整个系统的运行，发生故障则报警。 

5、上位监控部分 

实现胶带机运输系统集中监控，实时监控设备状态和运行参数，并显示数据曲线；完善的信息处理功能，报警信息、运行参数、操作记录等信息自动形成标准格式的数据库文件，并在硬盘长期保存，供信息系统调用。 

四、总结 

该控制系统已经在用户单位投入运行，并取得了较好的使用效果，整个程序控制系统很大程度上提高了设备的运行和控制水平。系统的各个操作步骤都可以在主控制室通过自动控制完成，运行过程中的速度、电机温度、保护状态等各个参数均可以在主控制画上显示，打印机打印输出运行参数，数据查阅方便。