西门子6ES7317-2AK14-0AB0详细使用

        方便面是食品工程时代的快速食品。方便面极大的满足喜好面食的东方人对于谷物食品的现代化生活需求。基于现代食品工程的方便面制造具有安全卫生营养廉价等等一系列的特点，在中国有着巨大的市场容量。

2  工艺分析
        方便面生产工艺过程如下：供给面粉―和面机和面―输送机―复合压片机形成初步压片―连续压片机―面刀切成面条形成波纹―蒸面机蒸熟―拉伸(袋面无)－切断落盒――油炸脱水―冷却―分流―排队―包装
2.1 和面机工艺简述
        和面机简单工艺流程为：自动启动―和面机门关好―要求供粉―启动供粉完成―和面机高速运转(包含打干粉―加水)―中速运转―低速运转－允许下料的话就开门―下料―关门―要求供粉。
        如果不允许下料―则和面机低速运转停止―可以允许下料―工频启动―工频启动后停止10s-低速运转―开门―下料―关门―要求供粉。
2.2 压片机工艺简述
        压片机部分包括：输送机――复合压片机形成初步压片――连续压片机――面刀切成面条形成波纹。面粉和好后送到输送机由输送机送入压片机初步压片然后再经过一系列列压片机压片形成正常的面条厚度，再送入切丝刀切丝并形成波浪纹。(要求各机组同步)
2.3 成型部分工艺
        成型部分包括：蒸面：将面条蒸熟(同成型部分比例控制)；成型：将熟面条切成碗装或袋装面；脱水：油炸脱水或者烘干脱水(要求同成型保证同步且位置一致)；风冷：将面条冷却下来(要求同脱水保证同步且位置一致)。
包装做为独立系统本文不作表述。

3  自动化系统设计
3.1 系统原理设计
        本系统采用施耐德twido系列小型plc作为控制系统，驱动系统采用施耐德atv31变频器，共有24台变频器，plc同变频器之间采用canopen 通信协议通信波特率为500kbps，共分为4个plc子系统，分别为和面机、复合压片机、连续压片机、成型烘干机。4个子系统之间采用modbus tcp/ip通信。系统结构图如图1所示。

图1  系统结构

        脱水、冷却、成型部分要求面块落入面盒中位置要求较准因此采用编码器作为反馈，采用pid控制，控制效果比较平滑。比原来用纯比例控制效果好。如果存在累计误差，该误差可以在触摸屏上进行较准。
        压片部分采用模拟量光电开关检测面片的高度，用比例+pid方式调节，这样既有比例控制的快速反应性能同时具备了pid控制的平滑性能。而且所有的参数都可以在触摸屏上设定。
3.2 控制系统软硬件
        本系统主要采用施耐德(schneid -er-electric)公司的产品，控制部分采用施耐德twido系列plc，驱动部分采用施耐德atv31系列变频器，hmi采用施耐德xbtg系列触摸屏。
        (1) 施耐德twido plc：法国施耐德电气公司是世界上的自动化厂商之一，其小型plc twido体积紧凑，节省大量的安装空间而且功能全面，能提供modbus、canopen等协议。广泛应用在各种场合。
        (2) 施耐德atv31变频器： atv31系列变频器，体积小功能强大的变频器，功率范围为0.18～15kw，操作非常简单，提供两种通信方式——modbus、canopen协议。内置输入滤波器。广泛应用于风机水泵、物料输送、纺织机械、包装机械。
3.3 人机工程设计
        操作人员首先在成型机hmi上设定主速度，以及各种速度比例关系。启动控制系统，和面机和完面后在允许放下和好的面粉后系统自动下料到压片。压片操作人员穿好面片后在全自动位置下与成型机同步。脱水部分和风冷部分亦自动与成型机同步，自动调节偏差。
3.4 canopen通信协议设计
        can(controller aera network，控制器局部网)是德国bosch公司在1983年开发的一种串行数据通讯协议，初应用于现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换，是一种多主方式的串行通讯总线，介质可以是双绞线、同轴电缆和光纤，速率可达1mbps，支持多达128个节点；具有高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误，保证数据通讯的可靠性。通信机制比较简单，适合于所有机械的嵌入式网络，可以降低设备的复杂程度，在工业领域(如汽车、电梯、医疗、船舶、纺织机械等)得到了广泛应用，是欧洲重要的网络标准。

图2  打开资源管理器

 图3  添加canopen模块和变频器

        canopen模块添加变频器如图2、图3所示。图2中#1…#7代表变频器对应的节点地址。
        plc同变频器的通信程序示例如下(读取地址1的变频器电流和启动停止控制)所示：
        canopen通信初始化

        通过通信启动停止变频器

        读取变频器电流

3.5 modbus tcp/ip 简述
        施耐德twido小型plc还提供了一种集成以太网接口的plc，其在软件上简单设置ip地址网关与从站地址并在程序中规定读取的数据区域。设置如图4所示。

图4  modbus tcp/ip设置

4  结束语
        本系统已成功用于数十条生产线，相对减少许多按钮开关，在办公室就可以通过触摸屏监视到现场参数。预留的以太网接口为以后接入信息化网络提供了升级的可能。