西门子中国-代理商-授权模块代理商

逻辑模块LOGO！和Micro PLC SIMATIC S7-200 正将越来越多功能集成到更小的单元。尽管我们的microsystems 的优点再一次显示出来了，潜在的用户还是有些担心，这也使他们没有享受到成本上的节约以及性能上的优点。
　　应用或者转换成新技术时，购买价格经常是考虑的重要因素。顾客很快忘记了投资成本会在多么短的时间内收回。对于电过滤器，效果是控制人员或机械降低了设计、安装、测试、文件、存储成本。对于终的使用者来说，它意味着更高的可用性、维护的友好性、简易的可扩展性或转换性。考虑过程中包含越多的因素，就越能体现出microsystems 的优越性来。设备成本是一个重要的因素，比如在机器和系统中。如果革新的西门子microsystems 被使用，成本就能显著减少。比如小的控制柜的撞击效应，硬件需要的减少能节约电缆并减少调试时间。任何故障的源头都将在初的PC 测试阶段被检测出来，而且可以很容易的就可以对它进行改动。
　　如果这个考虑计算进行的很彻底，一般会得到投资成本低的结论，并伴随着的质量和高度的用户满意度。
　
　　意大利机器制造商Parolin 和OMZ 从事冲洗业务。LOGO！24R 和LOGO！24RL 用来控制冲洗过程。
　　Parolin 位于威尼斯的Belvedere di Tezze，是一家生产工业冲洗机器的公司，这些机器用来为金属零件清理毛刺，冲洗并去除油污。机器主要由一个在溶液里旋转的卷筒构成，而且可以自动从上游处理机器中装料。当达到设定的填充面时，传感器会发出信号。卷筒自动关闭并降到溶液池里面。在冲洗过程中，控制器控制旋转方向和冲洗时间，这些都可以根据卷筒的负载进行改变。
　　在冲洗周期后，卷筒从溶液池中升上来，用一个引发开关定位到的位置。Parolin 使用低成本的LOGO！24L 解决了老电路板的控制问题。公司的所有者Francesco Parolin 对于LOGO！的优点十分满意：“我们向世界各地出口产品。使用LOGO！后我们能够克服的障碍。我们的顾客也从中得到了大的利益，这是因为他们能使用LOGO！中可直接访问的定时器和计数器来修改冲洗周期和机器程序。即使碰到坏的情况，LOGO！也可以很快在本地得到更换，而不需要很长的停机时间。“清洗公路上和铁路上的车轮不知您是否清洗过槽车的内壁、火车的底座或卡车的车轮：OMZ S.r.l，in Santo Stefano Ticino near Milan，生产适合各个器件的冲洗设备。OMZ 第一个装备LOGO！24R 作为控制器的设备，对车轮架和卡车车轮进行冲洗，冲洗是在它们允许离开采石场或其他没有铺路的地方之前进行的。另一个LOGO！24R和LOGO！24RL 控制的设备清理火车底座上的污垢。它由一个带多个喷头的自动车组成，自动车在火车下面的一定范围内移动。水泵组通过光电电池来启动。“我过去使用继电器控制。但是现在由于LOGO！的灵活性，我通过引导蒸汽冲击来控制系统没有任何问题。”电子部门的领导，Franceso Lattuca 解释说。这些车间由于拥有LOGO！，功能相当完美，并且已经向广大的用户开放，比如意大利国家铁路和米兰运输部门等。

导言
　　
　　PROFIBUS作为一种总线标准，具有开放、国际化、不依赖于设备生产商等特点，由其构成的兼容网络系统，可 应用于不同的场合，分别是PROFIBUS-FMS，提供强有力的通信功能；PROFIBUS-DP，用于传感器和执行器级 的高速数据传输；PROFIBUS-PA，用于安全性较高的场 合，允许对设备进行完全的内部操作。
　　
　　在烟草制丝电控系统中，控制对象大部分为开关量点。现 场设备控制采用PROFIBUS-DP，主站间通讯一般采用 SIEMENS Industrial Ethernet，也可采用PROFIBUS- FMS。
　　
　　本文中，我们将采用应用多的模式为例，即主站监控级网络采用SIEMENS Industrial Ethernet，设备级网络采用PROFIBUS-DP。
　　
　　电控系统设备及结构配置
　　
　　在现场级控制设备选型时，我们主要考虑在SIEMENS的PROFIBUS和另一家的总线中选择其一。因为制丝电控 系统主要是由电机控制回路组成，另外一家公司的技术要求每台电机控制作为其一个子站，成本要高出许多SIEMENS PROFIBUS-DP家族中ET200S的集成负载馈电器，将PLC的输入/出、端子模块、断路器和接触器结合在 一起，每个DP从站理论上多可控制20台电机(每个子站 的物理长度不能超过1米，负载馈电器的物理宽度为45mm)。从这个意义上讲，ET200S是的选择。另外 一个原因就是目前烟草行业中，控制系统应用多的还是SIEMENS公司产品。因此，现场级控制设备选型确定为ET200S产品。
　　
　　按照制丝工艺要求，整条线划分为十二个工艺段，每个 工艺段由一组PLC控制。在每个工艺控制段PLC中，主站 采用S7-400产品，CPU选型为带内置DP口的CPU，其系统结构如图所示。
　　
　　根据以上的设计原则，在某烟厂的制丝电控系统中，已成功应用了现场总线技术。我们共采用了8组PLC控制，现场设备控制采用 PROFIBUS-DP 模式，分别组成8 组PROFIBUS-DP网。共有电机类ET200S站点61个，普通 I/O站点81个,变频器站点67个，操作员站点8个，水份仪 站点18个，电子称站点18个，操作台站点7个。
　　系统特点
　　
　　采用PROFIBUS技术后，与传统的电控系统比较，系统具 有以下几个特点：
　　
　　·系统设计更加方便、清晰负载馈电器的使用，免去了电机保护开关、接触器及与 PLC输入/出的大量原理图、接线图的设计，出图量大幅 度减少，ET200S模块化组件的使用，也使柜(箱)内布 线、设计更为简便，加快了控制系统设计、生产周期。
　　·安装简单、快捷 在不采用任何工具的情况下，接口模块和端子模块卡在导轨上，完成接线后，电子模块、电源模块、负载馈电 器模块“即插即用”。
　　·组态、调试更加容易 无须其他特殊软件，在S7软件包中，用鼠标拖拉即可完 成PROFIBUS-DP的组态。不需额外费用，设备故障就可通过总线报告，故障定位更加方便。
　　·维护简单
　　划分子站和模块化组件的使用，以及强大的故障诊断能 力，都为日后设备维护带来极大的便利。
　　·便于扩展和信息集成
　　PROFIBUS的使用将孤立的单元设备带进了信息化网络中, 为今后系统扩展和企业综合自动化的实现打下良好的基础。
　　·终用户工程造价降低
　　PROFIBUS技术的使用，节省了大量的线缆、桥架、端子 排、柜体等，培训和维护费用减少，这些都降低了工程总造价。下表显示了典型制丝线电控系统的材料使用比 较。
　　
　　结论
　　
　　PROFIBUS技术从99年开始就已成功应用于烟草行业中了，特别是在江苏某烟厂的6000KG/H制丝管控系统中, 现场设备的控制全部采用了PROFIBUS技术，得到了用户 的高度评价。尤其是与传统集中控制比较，在系统设计、安装调试、维护及扩展方面都具有十分明显的优势。PROFI- BUS技术在烟草行业的成功应用具有典型意义，为其他行业的自动化项目提供了一种理想的解决方案，应得到更为广泛的推广。二、西门子SIMOTION介绍
　　在运动控制领域，一般的电机驱动器提供了丰富的运动控制功能，但逻辑控制和复杂运算功能却相当弱，而一般的PLC提供了全面的逻辑控制功能，但又很难具备运动控制的全部功能。传统的应用方式是将PLC和伺服控制器配合使用，但存在高速数据传输、数据同步和控制等方面的问题。
　　西门子公司提出新一代的运动控制平台SIMOTION。SIMOTION是为运动控制起主导作用的机器而设计的，本身集成了逻辑控制与运动控制，可以独立完成以往PLC加电机调速器的所有功能，主要应用于那些控制要求复杂，控制速度快，要求运动的领域中。
　　1．SIMOTION是一种简单，灵活的控制系统，本身集成了运动控制、逻辑控制与工艺控制。具有如下的优点：
逻辑控制和运动控制相结合，取消了影响响应时间的独立接口
节省了为这些中间接口进行编程以及诊断的投入
整个机器的编程以及诊断不仅规范，而且象PLC一样开放透明
　　2．SIMOTION系统具有三个组成部分：
　　工程开发系统
　　工程开发系统可以实现由一个开发环境解决所有的运动控制、逻辑及工艺控制问题，并且它还能够提供所有必要的工具，从编程到参数设定，从测试到故障诊断。
　　实时软件模块
　　这些模块提供了众多的运动控制以及工艺控制功能。针对某一特定的机器所需要的功能，灵活地选择相关地模块。
　　硬件平台SIMOTION D
　　SIMOTION D的功能集成在新的SINAMICS S120多轴驱动系统的控制模板上，使之成为一个紧凑的拥有控制器及驱动器的系统。将运动控制与驱动器集成在一起，使系统具有极快的响应速度。SIMOTION D具有若干种规格，均是取决于其性能的要求。
三、系统要求
　　鉴于灌装食品行业设备自动化程度高，产品产量大的特点，对高速纸包机提出了如下的控制要求：
1． 运行速度快
　　由于食品灌装生产线的灌装速度高，要求包装机的速度也必须达到与之配套的水平。目前成熟的纸箱包装机可以达到标准产量60箱/分钟，大产量80箱/分钟。
2． 可靠性高
　　鉴于生产线的连续高速生产的特殊情况，生产线上任何一个环节出现故障都会直接导致全线的故障停机，从而给用户带来巨大的经济损失，故要求设备可靠性非常高。要求配套的纸箱包装机在出厂前必须经过严格的测试，以每批次连续生产2000箱，连续生产10个批次不出现任何故障为出厂验收合格标准。　　分瓶控制的要求如图5所示，分瓶电机M1控制分瓶器A和C，分瓶电机M2控制分瓶器B和D，在同一个链条轴上同方向运动，分瓶器A、C；B、D之间的距离恒定不能改变，且分瓶器A在运动过程中不能够超越D的位置，分瓶器D在运动过程中不能超越C的位置，否则机械上将卡死出现故障。要求分瓶器A到达图示位置时分瓶器B也正好到达图示位置这样刚好将四瓶产品与后面的产品分开达到分瓶的目的。同理分瓶器B和C也在A和B的位置上分出四瓶同样的产品。按照上述流程一直循环为下面的分装做好准备。具体A和B之间的距离确定了每箱可以容纳的产品的数量，要求可以通过操作画面设定每箱可以容纳的产品数量，系统自动计算出A和B之间的距离保证机器正常工作。
　　针对上述控制要求，采用SIMOTION提供的标准多轴CAM曲线同步功能对两个分瓶电机进行位置同步控制具体的控制方式如下：
　　定主轴电机的位置作为CAM曲线的X轴，两个分瓶电机的运行位置做Y轴分别做两条CAM曲线。
　　由于每个分瓶器旋转一周刚好可以分出四箱产品，而主轴旋转一周可以完成一箱产品的分装，为了简化系统模型，将整个生产过程分割为相同的若干生产单元，整个生产过程实际上时不断的重复这个同样的生产单元，在每个生产单元里主轴一旦启动必须完成该单元才可以停止。
　　在每个生产单元里分瓶电机与主轴电机进行CAM曲线位置同步对于每根分瓶电机轴来说主电机旋转四周1440度分瓶电机旋转一周360度。　上述曲线制定完毕后，规定在图6的位置为整个曲线运动过程中三个电机的零点，分瓶电机M1，M2将以此位置作为零点按各自的运行曲线和主轴做严格的位置同步，保证分瓶连续的运行。
2． 停机修正：
　　分瓶过程中会出现一个问题：当分瓶电机一旦投入运行，系统必须完成一个生产单元（生产四箱产品）分瓶电机回到曲线的0点坐标后才可以将分瓶电机与主电机取消同步控制，否则在下一个生产单元分瓶电机将出现位置错乱无法同步的情况，将导致产品浪费。因此需要对分瓶控制做如下的修正：
　　如图6、7所示由于分瓶器是循环运行，对于机器设备来说当分瓶轴停在主轴0，360，720，1080，1440这5个位置的任何一个位置时设备所处的位置与图5完全相同，所以鉴于上述情况，我们只要设定当分瓶停止的事件被触发后，系统判断主轴处于上述5个位置的哪个区间内，找0，360，720，1080，1440这五个位置中近的一个位置解除同步，当分瓶电机解除同步停止后，将分瓶电机当前坐标清0，这样即保证了下次启动时与主轴位置的严格同步。从而消除了分瓶控制方案中存在的不足。
经过上述修正处理后的机器，当分瓶启动后包装的误差数可以减少到1包，在国内外同类产品中处于地位。
3． 喷胶控制：
　　喷胶控制也是该机器的一大难点，在0～360度范围内当检测到有纸板到达喷胶机的位置时，判断主轴在0～360度范围内旋转到一定角度后打开喷胶电磁阀开始喷胶，到达另一角度后关闭喷胶电磁阀。而且由于喷胶电磁阀动作的滞后性，在不同生产机速下要设置不同的前溃补偿量。
　　针对上述控制要求采用SIMOTION提供的电子凸轮完成该功能。