湖州西门子PLC总代理商

德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

西门子PLC S7-200型号的结构组成有哪些

　　基本单元

　　S7-200系列西门子PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用。

　　西门子PLC

　　扩展单元

　　S7-200系列西门子PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数。

　　编程器

　　西门子PLC在正式运行时，不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等，并将用户程序送入PLC中，在调试过程中，进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器，一般可分为简易型和智能型。

　　PLC

　　简易型编程器是袖珍型的，简单实用，价格低廉，是一种很好的现场编程及监测工具，但显示功能较差，只能用指令表方式输入，使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作，将的编程软件装入计算机内，可直接采用梯形图语言编程，实现在线监测，非常直观，且功能*，S7-200系列PLC的编程软件为STEP7-Micro/WIN。

　　程序存储卡

　　为了保证程序及重要参数的安全，一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口，通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC，也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES

　　7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种，程序容量分别为8K和16K程序步。

　　写入器

　　写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送，是将西门子PLCPLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中，或将西门子PLCPLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。

　　文本显示器

　　文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备，还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改，或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法，多可显示80条信息，每条信息多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示，并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键，每个都分配了一个存储器位，这些功能键在启动和测试系统时，可以进行参数设置和诊断。

说明：

在当前过程中可能发生这样的事件，它需要的响应时间要快于当前程序执行周期所能提供的时间， 还可能发生这样的事件，它的持续时间短的不足以在当前的程序执行周期内被识别出来，因此，在 S7-300 控制器以及以下模块中编辑了过程报警。

过程报警能力，满足事件要求而被实时调用。
过程报警类似于中断。
本文为 S7-300 CPU 提供过程报警指南。

概要:
如果在程序执行过程中触发报警事件，操作系统会调用 OB 40，来中断当前程序执行或者是中断低优先级的程序块处理。OB 40 的临时堆栈数据可以更加的一个或多个报警触发事件（可置位多个状态位）， 这些临时堆栈数据可以在报警 OB 块中通过用户程序评估。
如果在 CPU 中没有报警组织块 OB 40 存在，当报警事件触发时，CPU 会进入停机模式。报警组织块有一个固定的优先级设置 16。

在不同模块中的过程报警触发事件：

模拟量模块：可以用过程报警监视模拟量输入模块中的某个值。当模拟量的值低于下限或高于上限的时候, 过程报警可以被组态为在此时触发。有关各个模拟量输入模块的更多信息，请参见手册 "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可编程逻辑控制器 S7-300 模板规范)第4章，条目号 8859629。 

数字量模块：具有过程报警能力的数字量输入模板可以监视单独的位状态。过程报警可以在以下事件发生时触发：该位出现下降沿或者上升沿。有关各个数字量输入模块的更多信息，请参见手册 "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可编程逻辑控制器 S7-300 模板规范)第3章，条目号 8859629。    

功能模块：具有过程报警能力的功能模块能够执行大量不同的任务，可以为不同的事件配置过程报警，下面通过 FM350-1 计数器模块的例子来说明。
在下列情况下，FM 350-1 都会触发 CPU 中的过程报警：达到比较值、超过上限/低于下限、计数器过零。有关 FM 350-1 模块的更多信息，请参见手册 "FM 350-1 Function Module" (FM 350-1 功能模块)，条目号 1086726。其它功能模块的详细信息，请参见具体模块的相关文档。
 
警告：
许多功能模板需要的参数软件，这些软件随功能模板一起提供，并有专门的文档。只能 STEP7 和这类软件一起使用才能组态过程报警事件触发。

SIMATIC S7-300 中的报警 OB ：
在 SIMATIC S7-300 CPU 中，报警组织块 OB 40 提供了临时堆栈数据。可以通过临时堆栈数据指示出发生报警事件的通道/位。当在 CPU 块文件夹中创建新的报警组织块 OB40 时可以在 STEP7 中找到它的描述  （单击鼠标右键 >插入新对象 >组织块 > OB 40），选择创建的 OB 40  按下“F1”，打开了 STEP7 中的帮助信息，如果已经有一个警报 OB 40 存在，则可以直接选择它然后按下 F1 ,打开的就是关于警报 OB 40 的帮助文档。

有关区域数据具体模块评估的更多信息，请参见手册 "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可编程逻辑控制器 S7-300 模板规范)第 3 章 (Digital Modules) 和第 4 章 (Analog Modules)，条目号 8859629。 

在 CPU 318-2 DP 中可以使用两个警报 OB (40 和 41)。有关 CPU 318-2 DP 的更多信息，请参见手册 "Programmable Logic Controller S7-300 CPU Data, CPU 312 IFM to CPU 318-2 DP" (可编程逻辑控制器 S7-300 CPU 数据，CPU 312 IFM 到 CPU 318-2 DP)，条目号 8860591。

在所有 S7-400 CPU 中共有八个警报 OB 可用。可以在条目号 23659324 中找到关于 S7-400 CPU 过程警报的更多信息。

组态过程报警:
可以在硬件配置中，为具有警报能力的模块在其属性中组态过程警报。

有关计算 S7-400 的警报响应时间的示例，请参见手册 "S7-300 CPU 31xC and CPU 31x, Technical Data" (S7-300 CPU 31xC 和 CPU 31x，技术数据)第5.5 节，条目号 ID 12996906。

组态过程报警模块:
可以通过系统功能 SFC 55 (WR_PARM), SFC 56 (WR_DPARM) 和 SFC57 (PARM_MOD) 在程序循环执行过程中组态具备过程报警能力的模块。有关如何用系统功能组态相关数据记录的信息，请参见手册 "Programmable Logic Controller S7-300 Module Data" (可编程逻辑控制器 S7-300 模块数据),条目号 8859629。

有关不同 SFC 的信息，请参见 S7 在线帮助以及手册 "System Software for S7-300/400 System and Standard Functions" (S7-300/400 系统的系统软件和标准功能)章节7.1，条目号 1214574。

警告：
系统功能 SFC 55, SFC56 和 SFC 57 不能在 PROFINET IO 中应用。

注释：
一些数字量模块 （例如 6ES7321-7BH0X  或 6ES7321-7RD00)） 需要 6个字节的长度来写数据记录 DS1。 在 SFC 55 的 "RECORD" 参数增加了 2 到 6 字节的 ANY 类型数据。附加的两个字节的值必须为零。

1  引言
      无论是国内还是国外，可编程控制器都已成为工业控制领域中主要的自动化装置之一，它代表了当前电气程控技术的世界先进水平，传统的继电器接触式控制正在逐渐退出工业控制领域市场。在我们公司引进的众多进口设备中，也大多数采用PLC控制，其中尤以进口全自动离心机为典型的代表。这种全自动离心机通过PLC程序控制，可实现对离心机过程:进料、分离、洗涤、卸料的全自动操作，极大地提高了生产能力和生产效率。
2  问题的提出
      不管多先进的设备在实际使用中总会出现一些问题，有些故障是必须通过修理硬件设施才能解决的;但是有些故障我们只要通过修改PLC的软件程序就能进行解决，很显然，后者不但方便省事，而且能节省维修费用。下面就是我们通过优化离心机PLC的程序成功解决离心机故障的几个比较典型事例，它们主要从软件上对离心机的功能进行了完善和补充，实践使用证明效果很好，它大大地降低了离心机的故障发生率;并且缩短了离心机的循环周期，提高了离心机的使用效率。
      在实际的使用过程中，我们总结发现离心机频繁发生的故障主要集中在卸料过程上，大约能占到离心机故障总量的一半左右。而在卸料故障中又以下2种故障为难处理:一是卸料用垂直油缸的滚轮支撑套发生破裂，该故障修复的工作量相当繁重，需要将整个机盖吊下，拆下油缸重新加工，整个过程至少需要2～3天才能完成，该故障的频繁发生一度影响到公司的生产。另外，更为严重的是给设备使用带来了安全隐患，因为一旦发生该故障，就会导致卸料犁与离心机甩篮底部发生碰撞而产生火花，化工行业大多使用易燃易爆的介质，因此极易发生安全事故。另一个故障是在卸料过程中，由于受到物料的阻力，离心机的甩篮速度会降至零，从而终导致离心机的跳闸。该故障虽然处理起来比较简单，但是如果频繁发生，也会影响机器的正常使用，特别是在车间生产任务比较紧的情况下。
另外，生产工艺的改进，离心机的动作程序也需要及时跟随改变。
3  问题分析和解决
3.1 增加了卸料速度补偿程序
      离心机在卸料时，当犁刀进刀后，特别是在垂直进刀后，离心机甩篮的转速会由于受到犁刀卸料的阻力而下降。从PLC的程序梯形图可以知道，当速度低于40rpm时，犁刀会停止前进，等待甩篮转速上升;当速度继续下降至低于30rpm时，犁刀就会退回，以减轻甩篮旋转的阻力，使甩篮转速上升，当转速升至60rpm时，再继续进行卸料，完成整个卸料过程。这在机器正常，且物料适量、干燥的情况下是能顺利地完成的。但是一旦碰到物料偏多又潮湿时往往就不能顺利地完成这个过程，特别是对于已经使用多年的离心机，因为它的液压系统和气动执行机构不可避免地存在着或多或少的泄露，这会使离心机在低速时速度不能保持恒定，特别是在甩篮转速因受到阻力而下降时，不能迅速地使速度上升，情况严重时就会使甩篮转速降至零(实际使用中，在某些机器上经常会发生这种情况)，这种状态如果超过一定的时间，机器就会跳闸(这时机器的保护功能动作)。
在分析了PLC的程序和实际的卸料故障后，可以发现，如果在卸料过程中，当甩篮转速下降至40rpm时，用中速阀或高速阀强制“推”一下甩篮，待转速升至60rpm时，再恢复低速状态(卸料速度)，如此不就可以避免甩篮转速降到零了吗？而且这种方法也不需要增加什么硬件，只要对程序进行一下修改就可以了。当然这里讲的只是原理，实际的程序修改还要考虑多方面的因素，如:动作顺序、联锁保护等，实践证明这一办法是可行的，现在已在多台存在此类故障的离心机上投入使用，效果良好。
3.2 修改了卸料程序
      经过查阅相关资料，弄清其原理后发现该离心机PLC的在程序设计上存在一定的缺陷。其卸料过程是这样的:(准备卸料)水平进刀→(水平进刀到位后)→垂直进刀→(犁刀垂直到底后，停留20s)→垂直退刀→水平退刀(犁刀归位后，卸料结束)。
      从程序中可以看出，在实际的卸料过程中，当犁刀垂直到底后，油缸仍在供油，也就是说，在犁刀垂直到底后，油缸仍在试图使犁刀继续向下，液压油数十公斤的作用力和整个犁刀的重量全都集中在限位螺丝和滚轮支撑套之间，所以滚轮支撑套被顶豁的故障。
      在弄清故障原因之后，处理的方法可以有以下几种:一种方法是加固滚轮支撑套;另一种方法是在犁刀垂直到位后，将油缸断油，利用油缸内的储油将犁刀保持在原位，在退刀时，再恢复油缸的供油。前者显然只能治标而不能治本，另外滚轮支撑套的直径和厚度也是有限度的，不能任意改变。而后者则不同，它是利用油缸内的储油将犁刀保持在原位的，这样限位螺丝和滚轮支撑套之间就不接触，也就没有作用力;也就是说滚轮支撑套不受外力作用，从而从根本上保护了滚轮支撑套。
      在具体实施时，也有2种方法，一种是在液压油路上加装一可控电磁阀，这种方案破坏了原装进口设备的整体性，而且需额外投资。鉴于此，本人从分析离心机PLC的程序入手，通过修改软件程序终解决了这一难题。
      在了解离心机的电气液压控制原理，分析了PLC的程序后，发现在卸料用液压集成块的总油管上有一个被称为是“反失速阀”(ANTI-STALL VALVE)的电磁阀(0066)，它的作用是:在卸料的过程中，当离心机的甩篮转速由于受到犁刀卸料的阻力而下降至40rpm(0006)时，将卸料用总油管关闭，使犁刀保持在原位，待甩篮转速上升至60rpm(0007)后再恢复油路供油，从而保证卸料过程的顺利完成。在实际实施时，本人在不影响机器其他功能的前提下，通过修改PLC的卸料程序，借助此“反失速阀”和犁刀垂直到底接近开关(0035)实现了这一功能。即:在卸料过程中，当犁刀垂直到底后，利用犁刀垂直到底接近开关作为信号将该“反失速阀”关闭，使油缸断油，将犁刀保持在原位，待卸料完成后，0065断开，再将“反失速阀”重新开启，恢复油路供油使犁刀退回，从而完成整个卸料过程。
3.3 删除了洗涤部分的程序
      随着生产工艺的改进，离心机的工作介质已不需要进行洗晶。而离心机原来的程序中有两次洗晶过程，我们原来的处理方法只是简单地将两次洗晶时间设为短:0.1s，尽管时间很短，但这一步骤仍然存在，机器仍然需要执行，也就是，机器在中速进料后，升至高速分离一段时间，降至中速进行1次洗晶;然后再升至高速分离一段时间后，再降至中速进行2次洗晶;然后再升至高速进行后的分离。很显然，机器进行了不必要的频繁地升降速操作。这不但浪费时间，而且会对机器的气动执行器、液压泵、液压马达等形成不必要的频繁的冲击，加速了它们的磨损。在删除了这部分的功能后，机器在进料结束后，直接进入高速分离，缩短了离心机的循环周期，提高了机器的使用效率。
3.4 修改了进料程序
      原来机器的进料时间计算的是进料阀的开阀的时间，由PLC程序可以看出，如果测厚仪发生某些故障时，会导致机器难以上高速，且该故障极不易被操作工发现，特别是在一人照管多台离心机的情况下，它降低了机器的使用效率，影响生产进度。经过修改后，机器的进料时间计算的是整个中速进料时间，也就是说，不管机器料进满与否，只要进料时间一到，机器就上高速，这样在测厚仪发生故障时，就便于操作工发现。
4  结束语
      按此方案修改了离心机PLC的程序后，不仅使程序变得更简练，而且使功能也比以前变得更加完善、可靠。现在经过修改和优化后的程序有的已经运行了几年的时间，从未发生过任何问题，实践证明此方案是安全的、可靠的，它对于充分发挥工厂中PLC的作用及维修其他同类离心机也具有重要的现实意义。