西门子(张掖)PLC代理商

西门子PLC模块6ES7314-1AG14-0AB0

本示例描述了模拟量模块EM2353A1/1AQ与CPU-212或CPU-214一起使用的一种探讨。本例中模拟量输入值是给定采样次数的采样平均值，然后试验决定怎样设置输出。EM235配置成士10V。

程序结构

程序和注解

本程序描述了模拟量模块EM235(3A1/1A0)的功能，从AIWO中取输入值，为了增加稳定性而求多次采样值的平均值，再依据计算出的平均值在AOWO中输出模拟电压。

模拟量模块经过测试可提供模块错误信息。如果第一个扩展模块小是模拟量模块，01.0接通。另外模拟量模块检查到的错误是电源出错，则将CPU上01.1接通。模拟量模块上有EXTF字样。

本程序中所用除法是简单的移位除法(用采样次数的2的方次)。因为移位只花费较短的扫描时问，该数能从2变化到32768。

输入字是12位长。如果采样次数大于16(2的4次方)，那么和的长度将大于一个字(16位)。于是需要用双字(32位)存贮采样和。为把输入值加到采样和中，你应当把它转成双字。

当输入数为负值时，高有效字增添1;若为正值，高有效字增添0来校正输入值。

本程序长度为118个字

本例用S7-200CPU 214 DC/DC/DC进行定位控制，并具有位置监视和位置校正

概述

本例相对位置山增量传感器进行位置监视。为了求出传感器信号，将该信号作为CPU214中的大可处理7kHz信号的高速计数器的输入，这样，就可检测出位置误差。例如，当起一停频率超出时，通过步数丢失可以检测到位置错误。一旦检测出位置误差，就以较低频率进行位置校正。

硬件要求

程序框图

程序和注解

一、初始化

在程序的第一个扫描周期((SM0.1=1)设置重要的参数。此外，高速计数器HSC2由外部复位并初始化为A/B计数器。HSC2对检测定位的增量轴编码器信号计数。传感器的A路和B路信号分别作为CPU输入端I1.2和I1.3的输入。旋转方向的选择、按钮锁定、操作模式的选择及定位的过程 (请参考此例概述)。由增量传感器进行定位监视，在输出脉冲结束之后，等待T1时间，以便使连接电机和传感器的轴连接器的扭转振动消失。

二、实际值和设定值的比较

T1到时后，子程序4对实际值和设定值进行比较。如果轴的位置在设定位置的±2步范围内，定位就是正确的。如果实际位置在此目标范围之外，当超过起停频率时，那就会造成电机失步这种情况的发生，此时，一个相应的警告信号就会则Q1.1输出。

三、位置的较正

若定位错误被检测出来，则起动第二等待定时器T2。此后，根据设定值和实际值之间的差值计算出校正的步数。当校正时，电动机频率低于起停频率，以防新的步数丢失。

四、校正取消

如果在两次校正尝试之后还小能达到设定位置，为女全起见，控制将被锁定(M0.2=1)。只有按下确认按钮I1.4之后，控制才被打开，然后，进行另一个参考点的检测。

五、信号清单:

 控制器

    系统的关键的设备部分是PLC。PLC是以单片机为核心专门用于工业过程自动化控制的电脑器件，具有的可靠性和稳定性。本系统选用西门子公司的S7-200系列CPU222PLC作为控制的核心，利用CPU222的2路独立的20KHz的高速脉冲输出来控制步进电动机的运动。此高速脉冲信号不能直接驱动步进电动机，需通过步进电机驱动器将功率放大后才能起作用。5路数字量输入分别与5个传感器相连接，用来判断步进电机的位置、工件的位置、刀头的位置。14路数字量输出中，有6路用来控制步进电机驱动器，8路用来控制电磁阀开关。

    PLC本机有一个通讯口，为标准的RS-485借口，在PLC与上位机进行通讯时需将RS-485接口转换成标准的RS-232接口，可以采用四门子提供的隔离型PLC/PPI电缆进行转换。该电缆有拨码开关可以进行设置。在上位几上将控制软件编写好后，通过此线下载程序并监视程序的运行情况。为了降低成本，在程序调试好以后就可以不*上位机进行操作和控制，而是用简单的操作面板即可。本系统选择是DP210操作面板。

    3.3 系统的外设

    根据系统对刀具加工精度的高要求，选用步进电机来控制加工程序。步进电机可以到一个脉冲，在本系统中一个脉冲的精度是0.005mm。步进电机驱动器用于驱动步进电机,从而控制刀头的动作,完成平头。步进电机驱动器接收到PLC的信号,包括CP步进脉冲信号,DIR方向信号,FREE脱机信号,经过其内部的功放电路和处理电路后输出到后面连接的两相步进电机。步进电机根据信号的编号来产生相应的动作。电磁阀直接接受来自PLC的控制信号产生动作。另外,PLC直接接受传感器的信号,通过内部程序的运算和逻辑判断来决定输出。

    变频器用来控制主轴三相电机的转速。本系统中变频器采用基本参数运行模式,由电位器来设定运行频率,变频器的启动和停止由外部端子控制.根据不同工件的特点,通过旋转电位器来改变主轴电机的转速,外部端子的信号由PLC的第12路数字量输出控制。

    4、系统的软件设计

    系统的软件包括人机交互界面DP210程序和系统的主控程序。DP210程序完成操作人员同PLC之间的对话，主要是各个操作画面之间的相互转换和每个操作画面当中各个按键动作所对应的PLC程序的控制位。程序画面要与生产现场的工作流程相适应，越是前面的画面就越是使用率高的画面。

    PLC程序接收到DP210的操作信号后，按照工作要求进行整个刀头工作的控制。主程序的流程图如图3所示。PLC主控程序中的核心控制是对步进电机的控制，启动1#步进电机的程序如图4，控制电机方向的程序

一、前言

在我们的日常生活中，经常需要把一些单个物品分成诸如3、4、6、8、12等不同数量的物品组合包装为一体，以方便销售或携带，HW-800H型集合包装机正是适应市场的这种需求并参照国外同类机型结构的基础上开发、设计的。

二、技术要求

HW-800H型集合包装机的机械结构主要包括支撑框架、进料传送机构、封切机构、出料机构以及上、下供膜机构等六个部分。支撑框架主要用来安装、支撑各功能机构,技术上要求有足够的钢性和支撑强度；进料传送机构将包装物体按照指定的数量和包装形式输送到所需的位置后，推料汽缸向前运动，将待包装的物品向出料方向推动，在推动的同时，上、下供膜电机以适当的速度供膜，推料汽缸向前到位后快速退回，封切机构将包装用热收缩薄膜热封并切断，包装机又开始下一个工作循环。

为满足上述技术要求，其运动机构的控制主要有3台变频调速电机和8个汽缸完成。其中一台电机用于进料传送机构的驱动，另外两台电机用于上、下膜纸供给驱动，8个汽缸协调配合，完成对包装物品的阻挡、定位、移动以及对膜纸的封切等功能；为完成上述要求，电气控制系统应具备如下功能：
1、控制方式分为自动、手动两种工作方式。在手动工作方式下，不但可以方便设定设备工作参数，还可以手动单独操作设备各运动机构,以测试各功能、动作是否正常并方便设备维修；在自动方式下，可在无人干预的情况下，自动完成各动作功能，并能在无膜或断膜以及物体排列不对的情况下自动停机并给出相应报警信息。
2、具备人机对话功能，能够设定和显示设备工作参数并可随时修正，以适应不同包装物品、不同排列组合的要求。
3、上下供膜速度一致并连续可调，膜纸封切温度控制在±2℃以内。
4、工作循环速度为20-30次/分，为此要求各控制器件具有很高的稳定性和可靠性。

三、硬件配置

根据上述控制要求，综合考虑机器的先进性、可靠性和成本等因素，决定采用SIEMENS公司生产的S7-200 CPU226 CN PLC和K-TP178Micro人机接口界面作为该设备控制系统的核心控制器件，具体硬件配置框图如图1所示。
人机界面K-TP178Micro是SIEMENS公司新推出的S7-200PLC专用触摸屏；与S7-200硬件功能配合使用，可十分方便地实现数据配方、归档和PID自整定功能，它专为中国用户量身订做，触摸屏与按键组合操作合二为一，操作十分快捷；快速的系统启动时间和操作响应时间，1024K的存储空间，带按键音，5种在线语言切换，可满足多种应用需要。

PLC选用SIEMENS公司于2005年12月推出的S7-200 CN 系列的CPU226 CN型PLC，外加一个带四通道模拟量输入、一通道模拟量输出的EM235CN扩展模块。S7-200CN继承了S7-200的优良品质和性能，适用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到复杂的自动化控制，应用领域极为广泛，覆盖所有与自动监测，自动化控制有关的工业及民用领域，具有极高的性价比。CPU226CN是控制系统的核心部件，它将通过DI收集到的设备当前运行状态和HMI的设定信息，按照编制好的程序功能，通过DO驱动设备执行机构完成相应动作，其工作的稳定性、可靠性直接影响着设备的效率和性能。左、右两路封切温度信号经温度变送器转换为0-20mA信号，送到扩展模块EM235的模拟量输入端，经A/D转换为数字信号并与HMI温度设定信号比较，通过PLC内部PID功能控制加热元件的通断，实际应用效果可控制在±2℃以内。通过人机界面设定的上下供膜速度信号，经PLC数字运算，再经D/A转换，转换成0-10V的信号，送到两台SINMCSG110 0.37KW变频器模拟量输入端，控制上下供膜速度并在0-20米/分钟之间连续可调。

S7-200 CPU226CN自身带有两路PPI通讯端口，可通过普通的两芯屏蔽双绞电缆进行连网，通讯速度高达187.5Kbit/s，可同时连接多至31台S7-200CN系列PLC、编程器或人机界面（HMI），是一种连接十分简单、实用的通讯网络。

需要特别提出的是：SIEMENS变频器对电机的技术参数要求十分严格，在电机运行前，必须根据电机的参数正确设定变频器技术参数（P0304-P0311）并进行快速调试，否则可能影响电机运行的稳定性，甚至损坏元器件。

四、编程

程序的编制主要包括人机界面应用程序和PLC控制程序两个部分。

1、人机界面应用程序
人机界面是用户设定设备运行参数的关键，主要包括工作画面、参数设定画面、手动画面、设备运行状态和帮助信息等五个部分。工作画面是操作设备常用的画面，包括各种主令开关、当前封切温度、上下供膜速度等设备运行参数和状态；参数设定画面主要用于设定设备的运行参数；手动画面主要用来在手动状态下手动设备各运动部件，测试其运动功能；帮助信息是帮助用户如何使用设备以及当设备出现故障时如何处理。
2、PLC控制程序
在熟悉上述生产工艺和控制要求的基础上，由于本机没有特别的控制要求，PLC控制程序的编制是很简单、快捷的。控制程序主要包括紧急停止及安全控制、手动控制、自动控制、互锁控制、PID温度控制、故障及报警信息显示等六个部分，这六个控制程序既相互独立，又相互协调、配合，共同完成控制任务，实现控制要求。

五、结束语

实践证明，上述控制方案运用于HW-800H型集合包装机，控制性能优良，运行稳定可靠，人机界面友好，设备工艺参数修改方便、快捷，并已批量生产，值得在其它中、小型控制场合推广和应用。