西门子(保定)PLC代理商

  1 引言

    近年来，随着我国自动化技术的提高，工厂自动化也上了一个新台阶。PLC作为一个新兴的工业控制器，以其体积小,功能齐全，价格低廉，可靠性高等方面具有独特的优点，在各个领域获得了广泛应用。

    作为国内大的印刷机生产厂家---北人集团公司，为了使产品性能稳定，易于维护，我们采用了以PLC为主控器的控制方案。由于双色印刷机要求易于操作，精度高，故其输入，输出点较多，因此采用了双机通讯。上位机采用三菱FX2N-80MR+32EX+4D/A，主要负责主传动的控制，各机组离合压的控制，以及气泵，气阀的控制等。下位机采用三菱FX2N-64MR+4A/D,主要负责水辊电机的控制，主传动的调速输出，调版电机数据采集等。同时选用了一台三菱5.7寸触摸屏，主要负责水辊电机速度显示，调版显示，以及整机故障显示等。本系统运行可靠，维护方便，操作简便直观，大大提高了胶印机的档次，受到用户好评。

    2 系统结构

    其中，上位机与下位机采用了RS485通讯，通讯方便，可靠。对多色机而言，安全因素很重要。在设计中，每个机组既要考虑到安全控制，其中包括本位机组的急停，安全按钮；还要考虑方便操作，包括每个机组均应有正点，反点按钮。因此，一方面输入点增加很多；另一方面，走线也很不方便。采用双机通讯，可以很好地解决此问题，各机组的走线可以按照就近原则，进入离它较近的控制柜内，既节省了走线，也方便了控制。

    由于印刷机是一个精度较高的机械，印刷品的好坏一方面在于机械加工以及安装的精度，另一方面，也取决于水路，墨路的平衡以及合压的准确性。双色机的每一色组，都有水路和墨路装置。为了便于水辊速度的调节，每根水辊都用一个变频器控制，同时，主电机速度也需要变频器调节。因此，为了实现多路速度调节，我们采用了三菱4D/A数模转换器，它将PLC方给出的数字量，根据相应的算法，转换成0~10V直流电压输出，很好地实现了多路速度调节要求。

    在印刷过程中，调版是一个比较繁琐的过程。尤其对多色机来说，各组版对正的精度会对印品产生很大的影响。如果套印不准，印刷品就会出现字面重叠或影像不清。一般来说，印版轴向调节范围为-2mm~+2mm,周向调节范围为-1mm~+1mm。如果使用手动调版，会浪费很多时间，而且精度不高。为了实现自动打版，我们在版辊上安装了电位器，通过电位器将模拟量传送给4A/D，经过PLC处理，可将版辊的转动精度很好地控制在打版范围内。

    触摸屏作为一种新型的人机界面，从一出现就受到关注，它的简单易用，强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境。用户可以自由地组合文字，按钮，图形，数字等来处理或监控管理随时可能变化的信息。随着机械设备的飞速发展，以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作，无法提高效率。但使用人机界面，能明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变得简单生动。使用触摸屏，还可以使机器配线标准化，简单化，同时也能减少PLC控制所需的I/O点数，降低生产成本，也相对提高整套设备的附加价值。三菱触摸屏和三菱PLC有很好的通用性，能在线监视并修改程序，不必很麻烦的重复插拔接口。

    3软件设计

    3．1给纸设计

    印刷机整体的电气设计还是比较复杂的，对时间的要求也很严格。

3 PLC控制系统设计
浸种催芽设备自动监控系统实现对各个浸种催芽箱的阀门、水位、温度控制；锅炉的阀门、温度控制；水箱的阀门、温度、循环泵控制；工艺数据采集（如水内PH值检测）、数据通讯及上位监控和管理等。
基于“集中管理，分散控制”的模式，数字化、信息化环保工程的思想，着眼于企业“管控一体化”信息系统的建设，建立一个先进、可靠、高效、安全且便于进一步扩充的集过程控制、监视和计算机调度管理于一体并且具备良好开放性的监控系统，完成对整个工艺过程及全部生产设备的监测与自动控制。我们采用以和利时公司LM系列可编程控制器PLC为现场集控系统，实现对各个浸种催芽设备分控站的自动控制和数据采集。
3.1 控制系统结构
整个系统设1个中央控制室、8个浸种催芽设备PLC分控制站。浸种催芽设备分控站由可编程序控制器（PLC）及触摸屏组成，对本地浸种催芽设备实现自动控制、数据采集及数据传送。中央控制室、浸种催芽设备分控站之间的数据通讯采用成熟的TCP/IP通讯技术。
系统结构图如下：
 

图3-1  系统结构图
3.2 PLC系统配置
PLC系统由LM3109 CPU模块、LM3403 TCP/IP通讯模块及LM3223开关量输出模块组成，同时配置和利时HT6000系列触摸屏，实现就地自动控制。
1、LM3109CPU模块：集成一体化模块，自带40点数字量I/O，提供24路DC24V输入/16路继电器输出。具有1个RS232和1个RS485通讯接口，支持专有协议/ModbusRTU协议/自由协议。
2、LM3403 以太网扩展模块：通过连接本模块，使得LM系列PLC作为MODBUS/TCP从站被连接到局域网中 。
3、LM3223 继电器输出模块：提供16通道继电器型输出，额定负载电压为DC24V或AC24－－220V，输出开关容量为2A。
4、采用HT6000系列触摸屏，尺寸从5.7″到15″可选，集成多路通讯口，内部集成配方存储卡，HT6000系列配方卡为256KB，可实现数据、历史操作记录、历史趋势图断电保存等，方便用户查询。
以8箱体单炉浸种催芽设备为例，输入输出信号清单如下：
表  4-1 输入输出信号清单

3.3 系统网络
中央控制室与各远程PLC控制站之间通过星型结构局域网络来实现数据通讯。局域网络的主要设备为交换机或集线器，主要完成PLC与中央控制室数据传输转发的任务。主要设置的参数如下：
1、与PLC LM3403模块TCP通讯接口参数，包括IP地址、子网掩码、网关及输入、输出区大小设置。
2、中央控制室工控机完成计算机IP地址设置，组态软件通讯PLC配置。
3、星型结构局域网。星型网络几乎是Ethernet（以太网）网络专用，它是因网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备（如集线器或者交换机）连接在一起，各节点呈星状分布而得名。这类网络目前用的多的传输介质是双绞线，如常见的五类线、超五类双绞线等，距离超过100米时，采用光纤通讯。
3.4 监控系统功能
3.4.1 中央控制室功能
中央控制室内选用研华工业级计算机，配备不间断电源，现实短时间的掉电保持保护；提供大屏幕显示（液晶电视），把计算机的画面显示在大屏幕上，供操作员外的其他人员了解育种进程。
上位软件选用和利时HollyView组态软件，实现对现场数据的实时监控，提供友好的画面显示，具有数据报表、数据历史查询、温度趋势曲线、故障报警记录、远程控制管理等功能。大大减少人员的现场操作，实现工业级别的全自动监控。
配备打印机设备，打印历史记录，提供数据分析的依据。提供USB接口，对历史数据可以拷贝保存。
可在控制室内完成中央控制和现场控制切换，手动控制和自动控制切换，工艺参数设定及修正，权限控制等操作。

3.4.2 现场PLC控制站功能
PLC采集设备数据的方式有两种：一种是通过I/O点的方式监控设备的阀门、电机、液位状态；另一种是通过RS485通讯的方式采集设备的多路温度信号。
浸种催芽过程以温度为主要参考条件，通过一定的逻辑关系，实现对系列阀门及电机的控制，科学严格的保证水稻种子浸种催芽的所需条件。
配置现场级触摸屏HT6A00T与PLC通讯，显示设备实时数据，实现设备就地控制。就地控制独立于中央控制室，在中央控制系统故障时，也可单独控制设备。
4 结束语
基于和利时LM系列PLC可编程控制器的浸种催芽设备监控系统，实现了浸种催芽设备安全、稳定运行，提高了生产线运转的可靠性，大幅度提升了其性能。为垦区水稻标准化生产奠定了基础，大大提高了浸种催芽工作效率。