西门子模块6ES7223-1BL22-0XA8型号介绍

西门子模块6ES7223-1BL22-0XA8型号介绍

一、概述
随着人们生产、生活中对玻璃制品的需求不断增大，做为玻璃深加工的重要一环，人们对玻璃磨边设备提出了越来越高的要求。玻璃磨边机集两边同时切削、45度倒角、抛光和安全倒角于一体。机器由床身、固定磨轮组、移动磨轮组、升降机构、水冷却系统、玻璃输送机构、横向开合机构、进端定位机构、控制系统等组成。
本文介绍了OEMAX NX70 PLC在玻璃磨边自动生产线中的应用，讨论了PLC与变频器、人机界面的控制原理及软硬件的实现。

二、系统描述
玻璃磨边自动生产线由两台玻璃磨边机和一台  90°中转台组成。在两台玻璃磨边机所带的机械轴上共安装有12个编码器，使用3块NX70-HSC4高数计数模块对编码器进行AB相的高数计数。**台玻璃双边磨边机配置20个磨头(磨头数量根据需要可选)，*二台玻璃双边磨边机的磨头根据需要可以配置安全角磨头。90°中转台采用皮带转向机构实现玻璃的旋转。自动联线，用OEMAX PLC来做主控，抛弃了同步控制器，所有的同步过程在PLC中来做。通过PLC与4个变频器间的通讯实现两台玻璃磨边机的同步调速，在提高生产效率的同时，大大降低玻璃在搬运过程中造成的划伤与破碎。
针对玻璃磨边自动生产线的控制要求和工艺要求分析，控制系统结构图如下：

该系统中，选用罗克韦尔自动化公司的OEMAX NX70模块化可编程控制器为控制核心，其中电源模块选用NX70-POWER2、处理器模块选用NX70-CPU70P2、输入模块选用2块NX70-X32D1和1块NX70-X16D1,输出模块选用6块NX70-Y16R,高数计数器模块选用3块NX70-HSC4,插槽地板选用NX70-BASE12。该组合选用专为本系统设计，具有一定经济实用性。
变频器和触摸屏的选用，在本系统中主输送电机、横向开合电机、中转台电机采用变频器进行调速控制，实现了电机的软启动和平滑无级调速，减少了电网的冲击电流，了机械冲击和电网冲击对电机造成的损害，延长了电机的使用寿命，提高了生产效率和磨边质量。本系统选用了罗克韦尔自动化公司的 POWER FLEX 4系列变频器。
该生产线目前已经批量生产。以前该机型单机选用的是某品牌变频器，因为要做自动生产线(把两个单机并在一起)，其高数计数不够用，所以选用了A－B的PLC和变频器。通过网络实现PLC与变频器的通讯。主界面设置如下图所示：

界面设计具有故障自动显示功能，电气参数和工艺参数可进行加密设置，即可设置使用者的**权。同时运行状态中可显示输送带速度、玻璃尺寸、累积长度等实时参数。画面中还加入了操作帮助，给操作人员带来了很大的帮助。

三、系统总结
玻璃磨边自动生产线采用罗克韦尔自动化整体的控制系统解决方案,电器结构简化,PLC控制系统具有自动化程度高、稳定性可靠，通讯控制抗干扰性强，经济上更合理的特点。罗克韦尔自动化系列产品良好的兼容性，以及产品优异的性能使控制变得更加简易、和稳定，为用户创造了更高的价值。同时，罗克韦尔自动化的品牌形象也有助于客户更好的开拓市场，进一步提高了客户产品的市场竞争力

1 概述

湖南某洗涤设备有限公司（原厂）是专业从事工业洗涤设备生产与研发的企业。为医院、化工、石化、酒店宾馆及各生产企业提供各种规格的自动洗涤设备。旗下产品有半/全自动离心式洗衣机、半全自动卧式滚筒洗衣机、全自动物料结晶机等三十余种洗涤产品。产品在全国各医院、酒店宾馆及大型企业应用广泛。近年来在家用全自动洗衣机大力推广的影响下，大型工业洗涤设备也从原来的继电器控制方式时期逐步进入全自动控制时代。

2 工艺流程

整个洗涤过程分为进水、洗涤、放水、脱水四个部分，系统从进水环节开始到脱水环节结束共循环三次。

设备运行示意图：（见附图）

A．系统运行循环三次：**次循环转鼓进水至中水位时开始洗涤；第二、三次转鼓进水**水位时开始洗涤。

B．洗涤方式分轻洗、标准洗、强洗（按正转、停止、反转、停止四步动作循环至洗涤时间到达）

C．在20-80HZ频率脱水环节时如转鼓出现运行振动较大，则变频器停止输出至转鼓停止后再从20HZ重新脱水。

3控制要求及功能

A．洗涤设备应具备延时停止进水功能（即洗涤水进至中水位或高水位时开始洗涤但不关闭进水阀，直至延时时间到再停止进水）

B．系统具备停止与急停功能（即系统在运行时按下停止键则终止所有运行，再启动时又从**环节开始。按下急停键时则系统暂停运行，急停复位时系统再从急处继续运行）

C．洗涤设备的启动、停止、急停操作、参数设定均由人机界面完成。

D．系统使用变频器简易PLC功能来完成洗衣机脱水环节的多段速度曲线（**段20HZ/20秒；*二段50HZ/15秒；*三段80HZ/15秒；*四段100HZ/10秒；*五段130HZ/10秒）

E．洗涤频率加/减速速率2HZ/秒，脱水频率加速速率0.5HZ/秒，减速速率1.5HZ/秒。

F．脱水过程中如机械振动大于设计要求的振动时，系统应立即停止变频器输出直至转鼓停止后再重新从**阶段开始脱水（由振动开关提供信号）。

G．变频器中的简易PLC一至五阶段运行频率与运行时间由可编程控制器通过通讯方式设定。

4系统控制原理

该系统由可编程控制器、变频器、触摸屏等控制元件组成，可编程控制器完成整个系统逻辑控制、各运行相关参数传送与读写、设备运行状态显示功能。变频器与可编程控制器利用自由口通讯协议通讯完成设备的启/停、简易PLC程序的执行及其它相关运行参数的传送。PLC与触摸屏通讯实现人机对话，完成相关参数设置、启停操作与状态显示。

5方案的实现

触摸屏：

通过对厂家参数画面进行相关参数设置，将设备的洗涤时间、洗涤频率、手动脱水频率、自动脱水简易PLC的运行频率及运行时间固化到可编程控制器中，再将运行频率与运行时间等参数通过自由口通讯协议方式传送到变频器中。

操作画面上设置诸如设备的启/停、运行时间及运行状态显示。

楞编程控制器：

可编程控制器中编写主机带频率正转、主机带频率反转子程序供洗涤环节调用，编写阶段一至价段五运行频率设定、阶段一至阶段五运行时间设定子程序供厂家修改变频器简易PLC程序中的参数。

变频器:

1)频率给定通道与命令给定通道均选择串口给定;主机各运行频率与运行指令由PLC通过通讯的方式发给变频器。

2)将上限频率与运行频率设为130HZ。

3)加速时间1、减速时间1（洗涤环节的加/减速速率2HZ/秒）设为65秒，加速时间2、减速时间2（脱水环节的加速速率0.5HZ/秒，减速速率1.5HZ/秒）分别设为260秒和80秒。

4)V/F曲线电压值V1设为35%，频率值设定为20HZ否则电机会因起动转矩过低而无法启动;

5)X1、X2端子设定为选择加/减速时间2功能，系统运行在脱水环节时（X2为高电平）加减/速时间2有效，变频器按加减时间2进行加/减速。

6)X3端子设定为外部停机命令功能，当PLC给出停止命令或振动过大时（X3为高电平）变变频器停止输出。

7)X4设定为简易PLC程序失效功能；系统运行在进水与洗涤环节时（X4为高电平）简易PLC程序不能运行。

8)X5设定为简易PLC程序暂停功能；系统运行在脱水环节时如按下急停键（X5为高电平）简易PLC程序将暂停运行。急停复位后再从暂停处继续运行。

系统控制：

参数设置A.进入厂家参数画面设置洗涤频率、洗涤时间、延时停止进水时间。

B．进入脱水参数画面设置阶段一至阶段五的运行频率与运行时间。

手动控制按进水、洗涤、放水、低脱、中脱、高脱的顺序对设备进行独立启、停操作，操作过程中程序运行不受设置的运行的时间与转鼓振动频率影响。

自动控制A.设置好各运行参数后按下系统启动键，进水电磁阀打开转鼓开始进水简易PLC程序运行为无效。

B．转鼓进水至中水位时洗涤启动，设备按所选择的洗涤模式（轻洗、标准洗、强洗）运行，设定的洗涤时间到达时停止洗涤。

C．洗涤完成后开启放水电磁阀放水，简易PLC程序运行设为有效，放水至低水位时简易PLC程序开始按设定运行速度曲线运行。

D．如在脱水时出现机械振动大时，接近开关接通（X3为高电平）变频器停止输出，直至转鼓停止后再从阶段一开始脱水。

E．脱水环节完成后系统自动进入*二次循环（第二、三次循环时进水水位到高水位时再开始洗涤）

6总结

利用可编程控制器、变频器与人机界面等自动化产品的**结合来实现对工业洗涤设备的自动控制，其主要控制思路是对洗涤设备的进水/出水、洗涤模式、洗涤时间、脱水频率的设定、可编程控制器通讯功能的应用、变频器简易PLC功能的应用进行**的组合与设计。

本文介绍了可编程控制器在换热站自控系统中的应用。可编程控制器除了用于对现场仪表的数据采集和处理以外，还用来完成对现场的自动化设备的控制。此外，工控组态软件作为一种标准的人机界面被用于监控工业生产的动态过程。本系统中基于软件和硬件的执行情况将在文中作进一步的详细阐述。
1 引言

集中供热因具有节约能源和改善城市环境等方面的积极作用，而日益成为城市公用事业的一个重要组成部分。着眼于青岛市向现代化国际大都市的发展，华电青岛发电有限公司在市委、市**及集团公司的支持下，积极开展热电联产项目，满足了青岛市集中供热布局的大调整、大发展，及2008年会青岛赛区的要求。同时，也使整个青岛市区大气环境质量和市民生活品质得到了大幅度的提高。

作为集中供热系统的主要组成部分——换热首站，是热源输出的重要关口。2004年10月在华电青岛发电有限公司建成了青岛市市内较大的无人值守换热首站，供热面积达70万平方米，成为了青岛市自动化程度及投入率较高的换热首站之一。

2 换热首站自控系统的设计要求 字串7

该换热首站主要由三台汽水换热器组成的换热系统、四台循环水泵组成的循环水系统及两台泵组成的系统来构成。根据生产工艺设计要求，换热首站的自控系统采用典型的两级监控方式。上位机以标准的工业控制计算机（IPC）作为主要的人机界面（HMI），为生产管理级，完成对下位机的监控、生产操作管理等，主要面向操作人员；下位机由可编程控制器（PLC）构成，为基础测控级，完成生产现场的数据采集及过程控制等，面向生产过程。

（1）在生产过程中，存在大量的物理量，如压力、温度、流量等模拟量参数。需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。

（2）换热首站的自动控制，即实现整个进汽和供水过程的全自动控制，进行故障诊断，并在监控画面上显示各工况参数并控制设备运行状态。

（3）根据本地的气候条件以及供热对象的特性，给出一条室外温度与二次供水温度之间的对应曲线。控制器可以通过这条曲线根据室外温度传感器测量的室外温度对一次供汽流量进行控制，已达到对二次供水温度的控制。此设计的特点在于能够通过室外温度对二次供水的温度进行控制，以达到节省能源，提高供热质量的目的。另外在控制器中增加晚间节能的设置，根据需要设置晚间供热温度。 字串8

（4）自控系统通过加入时间日程表的控制，实现一天当中不同时刻对应不同的温度。

（5）通过采用西门子的压力传感器、控制器以及变频器来实现对二次供水压力的控制，由于控制器可编程的灵活性，可以实现变频器的低频限制，以避免变频器、水泵长时间在低频运行，从而保护电机及变频器。当一台泵无法通过变频达到所要求的压力时，控制器可使另一台备用泵以工频的方式进行。较终实现更加智能化的恒压控制。

（6）对调节系统可采用手操器控制，确保进汽和供水的温度、压力准确稳定，使换热温度达到用户的要求，并对其故障实现实时报警和连锁启停切换控制。以1#换热器为例，具体调节控制单元如下：

①1#换热器二次供水温度调节控制回路
主要功能:通过控制1#换热器一次蒸汽管网入口蒸汽调节阀CV-101A实现1#换热器二次侧热水出口温度的自动控制。
控制回路名称 : TIC-101A
过程变量 : TI-202A(1#换热器二次供水温度)
控制输出 : CV-101A(1#换热器一次蒸汽调节阀调节信号)

②1#换热器冷凝水水位调节控制回路 字串5
主要功能:通过控制1#换热器冷凝水排水调节阀CV-301A实现1#换热器冷凝水水位的自动控制。
控制回路名称 : LIC-301A
过程变量 : LI-301A(,1#换热器冷凝水水位)
控制输出 : CV-301A(1#换热器冷凝水排水调节阀调节信号)

③流量调节控制回路
主要功能:通过控制流量调节阀CV-302实现二次回水压力的定压自动控制。
控制回路名称 : FIC-302
过程变量 : PI-204(次回水压力/泵入口)
控制输出 : CV-302(二次回水流量调节阀调节信号)

控制输出 : 1BPQ-F(1#/2#疏水泵变频器转速调节信号)

（7）该换热首站监控系统共需处理72个数字量输入点、64个数字量输出点、48个模拟量输入点和10个模拟量输出点。

（8）可使运行操作人员通过上位机中的视频窗口实时监控现场设备运行状况。
按照上述设计要求，整个换热首站自控系统可具有良好的自适应能力，完全可以实现无人值守、节能的设计目标。