6ES7232-0HB22-0XA8功能参数

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 一．前言

    EMOS自动化技术工业涂装生产线是自动化流水线涂装生产方式的一种，以EMOS（人机界面）自动化（信息）技术的方式来实现喷涂生产线的全自动信息化管理。

    随着涂装工业自动化技术的不断发展，实行现场中心监控，分区自动实现转接运行的思想会越来越广泛地被涂装工业自动化工程技术人员所青睐，并被正在逐渐应用于新增的大型工件（电梯部件、车类部件等）涂装技改项目中，但传统的集散控制系统一般由专业厂家生产，具有一定的专有性；另外，传统的集散控制系统一般来讲其控制成本费用比较高；因此，对喷涂生产线自控系统项目中的应用存在着制约性，带着这一问题，我们在阅读了大量技术资料的基础上对现有喷涂生产线上的控制系统进行了总结对比，提出了在规模（喷涂生产线总价在500万元以上）的喷涂生产线上采用EMOS（EquipmentMonitoringandOperatingSystem）人机界面系统和PLC软件、硬件控制系统相结合的控制方式的构思，实行中心监控，现场分区操作。而操作站的各种功能可以通过“实时软件”+“PC机”来实现，在安装有实时软件的PC机上可以方便对生产过程进行监控，有效提高被喷工件的质量。

    目前国内设计、制造、销售的自动控制喷涂生产线设备的单位很多，但其全自动化技术含量欠高，仅为一般的PLC，或者PLC+PT，与国外同类产品及工艺相比，还存在着相当多的缺陷。从涂装生产线而言，使用户的产品在表面处理与防护质量上远远达不到高质量、高品位的要求，其附加值大大降低，直接影响了经济效益。鉴于上述现状，改进传统的喷涂生产流水线中自动控制，根据当今产业的迅猛发展，必需要求我们研制开发出与之技术、质量相适应配套的用于喷涂生产流水线上的EMOS（人机界面）自动化（信息）技术，已成为提高我国涂装业自动化生产流水线运行正常率所必需配置的系统，为提高用户的产品质量、增加产品附加值和经济效益作出一份努力。

    二．基本原理

    将流程工业的自动控制过程与操作管理人员对自动控制过程的管理过程相对分离；流程工业的自动控制过程由各控制站相对独立地自动完成，而操作人员对自动控制过程的管理则由中央控制台的操作站来完成。*操作站与各现场控制点一方面各自相对独立地运行，从而将各种故障限制在局部范围内，极大地提高了自动控制系统总体的安全性和可靠性；另一方面又相互进行实时数据通讯和信息交换，实现了操作人员在中央控制台对整个自动控制过程进行管理和调整。

    现场控制点的主要任务是实现对生产过程中的自动控制，因此它必需要能够自动采集各工序中的工艺参数（如：温度、线速度、液位高度、水洗喷淋量、喷粉量、干燥度等）以及设备的运行状态（如：阀门的开度、机泵的开停）等生产信息，然后按照事先编好的控制程序进行大量的数值计算，较后输出标准模拟信号（或数字信号）去驱动各种阀门、电机等执行机构，调节各工艺参数，实现生产过程的自动控制；另外还要与操作站进行实时通讯，将采集到的各生产信息传送到操作站供操作人员使用，同时接收操作人员通过操作站发出的各指令实时调整自动控制方案、优化生产过程。因此它还需要具有标准化通讯接口。目前的各种PLC均具有这样的功能，而且其容量弹性大，扩充方便，控制方案的组态简单易学，性能价格比较优越，因此是喷涂生产线的理想选择。

    中央控制台，操作站通过人机界面机器和人交流，把控制点的各生产信息进行加工处理，然后以操作人员所习惯和熟悉的各种流程画面、生产报表、发展趋势和声光报警等形式提供给操作。另一方面把操作人员的各指令进行编码后传送给操作站，机器对控制方案进行实施，以优化生产过程或对特殊情况的紧急处理。

    用EMOS控制系统时，PLC承担了现场各控制点的工作，PC机承担了操作站的工作。在系统软件的PC机上可以离线（或在线）编辑PLC的控制应用软件（一般称为梯形图），控制应用软件下载到PLC后，PLC完成现场数据采集、逻辑控制、模拟控制等。而操作站的各功能可以通过“实时软件”+“PC机”来实现，在安装有实时软件的PC机上可以方便对生产过程进行监控。

    三．主要特点及指标

    1．主要特点

    ①多学科配置优化设计技术研究；通过智能识别不同工件分道输送、解决悬链多驱动在烘道内热胀冷缩原因和异步电机的不同步；提高喷涂上漆（粉）率、吸附力（一次上粉率）和粉末（漆）回收率，以实现清洁生产。

    ②智能积放式控制研究及控制系统开发；解决积放式输送的工件喷涂后在烘干固化箱内的固化时间和温度一致性.(即达到精确的工艺要求)。

    ③智能涂装生产线和物流结合点控制的开发。控制范围更广，从涂装线扩展成全车间全工序的物流输送控制。控制程度更深，各监控工位信息点、输送、处理和反馈控制进行全面管理。

    2．主要技术指标

    电压380V/220V；控制主通道5路；故障通道8路；传感通道16路；测温-18~+100℃；测湿0-99%RH；控温≤±5℃；喷房粉尘浓度≤10g/m3；噪声≤83dB；中控室实时监控；监控设备运行完好率≥99.8%；涂层附着力≥1级。

洁净手术室空调系统的温度与湿度控制效果对于手术有直接的影响。介绍了一种基于西门予S7—200PLC和TD一400C的控制系统来实现洁净手术室对温湿度的控制。由于温湿度具有大滞后性，使用传统PID调节方法难以得到满意效果，通过引入温度变化率来调整死区，改善了系统的控制效果，有效避免了过冲。经过实际运行，验证其在洁净手术室控制系统中的可行性。

    洁净手术室作为医院中控制要求较高的单位之一，其对温湿度有着恒定的控制要求。但由于室内的无影灯、普通照明灯等均会对温度和湿度产生影响，导致其很难满足手术时温度和湿度需保持恒定的要求，故温、湿度指标是洁净手术室中较重要的控制指标。温度直接影响病人及医护人员的舒适程度，而当房间湿度大于60％时候，细菌繁殖的速度就会大大加快，从控制细菌滋生的角度出发，湿度控制也极为重要。这就要求手术室内的空调系统能够根据特定的算法调节温湿度，并根据相应操作面板上的设定值快速响应实时控制要求。这里采用基于西门子S7—224cnPLC和文本显示器TD400C构成控制系统。

    l系统控制要求

    1．1温度控制要求

    通过设置在风管里的温湿度一体传感器检测回风温度，并将所测得的温度信号送到PLC的模拟输入端。PLC将测得的温度和通过手术室面板温度设定值比较并进行PID计算，将输出到相应模拟量输出，如冷冻／热水的电动调节阀，通过控制其开度达到温度控制的目的。

    1．2湿度控制要求

    通过设置在风管里的温湿度一体传感器检测回风湿度，并将所测得的温度信号传送到PLC的模拟输入端。PLC将测得的湿度和通过手术室面板湿度设定值比较并进行PID计算，将输出到相应模拟量输出。在冬季模式里通过对加湿器电动调节阀的开度调节达到湿度控制的目的。而在夏季模式里，湿度的控制并非通过对加湿器开度的单一控制，而是对水阀调节器和加热器的综合PID控制实现的。

    1．3风道压力控制

    按照工艺要求，风道内压力需保持一定值，以满足手术室医用要求。系统通过变频器驱动送风机，事先将满足工艺要求时的变频器频率值作为设定值，将设置在管道内的回风压力检测传感器测得的压力值作为反馈值，通过PID计算控制变频器的输出频率，以达到风压控制要求。

    1．4人机界面要求

    按照现场工艺要求，在手术室内设有操作面板一块，可以设定温度，湿度并控制系统启停，同时面板上有实时温度和湿度显示功能；同样，在控制柜上安装了人机界面TD400C，通过TD400C也可设定温度湿度启停机组。出于调试系统的目的，在TD400C上设有强制模式，及人工设定回风温湿度，屏蔽报警信号。

    TD400C的控制**权**手术室设定面板，可屏蔽来自手术室的设定信号。

    1．5安全要求

    该系统中故障信号有3种，分别是送风机故障信号，缺风保护故障信号，中效压差信号。这3种信号都是为了**风道内的空气流通。报警要有声光显示，提醒工作人员采取措施。

    2系统硬件及工艺简介

    2．1硬件组成

    整个系统硬件由检测元件，控制元件与执行元件组成。

    通过设置在风道内的温湿度一体传感器来检测回风温湿度；通过设置在管风道内的压力传感器检测回风压力；通过设置在水管上的温度传感器来检测水温并以此判断工作模式；控制元件主要指S7—224PLC，TD400C及室控制面板；执行元件包括水管的电动调节阀，加湿器调节阀和加热器调节阀等。

    2．2工艺介绍

    系统启动后若无缺风保护等报警信号，则开始通过安装在送水管上的传感器检测水温工作模式系统。工作模式分为冬夏两季。若送水管水温大于30℃则为冬季模式，低于30℃则为夏季模式。

    在冬季模式里，若回风温度低于设定温度，则打开水阀执行器，流出更多的热水以提高温度；若回风湿度低于设定湿度，则打开加湿器开度，以提高湿度。冬季模式里若回风温度**设定值，则减小水阀执行器的输出开度；通常情况下冬季模式里回风湿度总是低于设定湿度的，故不考虑回风湿度**设定湿度的可能。在夏季模式里，控制要求主要是除温。该系统要求湿度**调节。所谓湿度**调节是指夏季湿度较高时候，控制器通过计算后调节送水管的开度(管内是7℃左右的冷冻水)达到降温的目的，而由此造成的温度差则通过打开电加热器来补偿。当回风湿度达到设定要求时，系统自动进入温度控制状态。

    3系统软件设计

    根据工艺要求和硬件配置，采用西门子公司的STEP7MICRO／WIN32软件进行系统组态和TD400C人机界面设计。

    软件设计主要包括温湿度控制，强制模式选择，工作模式选择和故障报警处理。

    3．1模式选择

    控制模式设置是指系统控制分为TD400C设置(手动)和手术室控制面板设置(自动)两种。在手动模式下又有强制和非强制模式。在手动模式下可以屏蔽手术室面板的设定温、湿度及系统启停信号。出于调试系统的考虑，系统还设置了强制模式。在强制模式下，可以手动设定回风温度、回风湿度、回风压力等传感器信号，并可以手动复位各种故障报警信号。

    3．2故障报警处理

    按照设计要求，如果出现送风机故障信号，缺风保护故障信号，中效压差信号，将有声光显示，提醒工作人员采取措施。

    3．3温湿度控制

    软件设计的核心部分是温湿度控制，采用PID控制来调节温湿度。PID控制指的是闭环控制系统的比例积分微分控制。

    PID是一种线性控制器，它根据给定值r(t)和实际输出值y(t)构成控制偏差：

    e(t)=r(t)一y(t)

    将偏差比例(P)，积分(I)和微分(D)通过一定线性组合构成控制量u(t)对被控对象进行控制

   四、安全

    安全，是永恒不变的话题，是搅拌楼正常生产、经营的前提。所以在搅拌楼的设计中，安全也是我们重点考虑的问题。为了减少安全事故的发生，提高自动化生产的安全性，南方路机从人身安全、设备安全、混凝土安全三个方面出发，对整个搅拌楼设备进行了系统性的安全设计。

    1、人身安全设计

    1）、南方路机搅拌楼设有明显的安全标志，例如：当心触电、靠近危险等标识，随时提醒操作人员注意安全防护。

    2）、主机：

    通常做法：主机机盖限位，一掀开机盖，自动切断控制电路弊端：一旦人在拌机里进行清理时，不知什么原因机盖又合上了，危险出现！

    NFLG四重保护：Ⅰ、主机旁增加带钥匙的急停开关，维修人员进主机前，先关开关，再拔钥匙，并自己保管；Ⅱ、主机盖保护开关有可靠的接近开关；Ⅲ、强电柜上有一把**钥匙开关，修理前，由修理者关断电源后把门关住并把钥匙拔下，并自己保管；Ⅳ、主机开门处有一楔形垫块，在维修或清理主机时，可避免门误动作产生事故。

    3）、皮带：

    Ⅰ、防跑偏拉绳开关。在输送机周围有一个由拉绳包围起来的防跑偏拉绳开关，一旦发生跑偏，碰到拉绳或人为紧急拉动拉绳开关，输送机就立即停止；

    Ⅱ、皮带全包封安全防护，皮带尾部和两侧设有安全防护网可避免意外事

    故发生。

    Ⅲ、驱动部分有防护罩，避免靠近接触或皮带断裂伤人。

    4）、电源：

    通常做法：一个控制台上有380V、220V、直流24V等多种类的控制电压

    弊端：隐藏很多不安全因素，如修理时，修理工常常在应急修理时碰到高压部分，酿成触电事故，而且会导致电气元件损坏，修理时还会因换错产生新的设备故障。

    NFLG措施：从安全性和抗干扰两方面考虑。常用只有电压24V和220V，工人在现场要接触到的用直流24V，如操作面板上的按钮、指示灯，现场的电磁阀、安全开关等。而交流220V主要是用于交流接触器，并且通过380/220的隔离变压器取得，这种设计除了配件供应方便外，较主要的有二个好处：a、安全，公共点只要不和零线连接，一般讲来修理工在修理时是比较安全的；b、是在总线路上发生故障，三相严重不平衡时，220V控制电压变化不致太大。如果直接取相线和零线的220V，当线路三相不平衡时就会造成控制电压波动较大，容易损坏控制元件。控制电源应严格区分公共点。对于零线、隔离变压器的220V的公共点、直流24V的公共点是不允许连接起来的，以确保安全电压更安全。我们在设计时还注意同种元件使用同种类型电源，这样对使用者来说既方便又安全。

    大量事实说明安全事故多发生在对设备进行维护、修理的时候，所以除了直接的防护安全的设计以外，南方路机更强调设备的稳定性，从根本上减少设备的维护量，比如，主机3D高压清洗系统，有了这个设计，根本不需要人工进入主机清理，这样出现安全事故的机会自然降低，再加上我们现场的安全措施，可确保安全万无一失。

    2、设备安全设计

    对于设备安全，南方路机的理念是"预防为主"，所以我们很多的措施都是对设备的保护或者故障提前诊断。

    1)、主机减速箱油温、油位监测系统，可提前发出警报，有效保护主机，在搅拌机控制上，采用了三个保护：过流保护、过载保护和过热保护，对于电机在短时间内过载，电流快速上升的情况，过流、过载保护开关在短时间内就会切断电源，热敏保护能在电机缓慢过载时及时切断电源进行保护。

    2）、*在线实时检测设备生产状态，并进行安全连锁管制。若出现异常工况，可准确提示故障点并提醒工作人员进行定位查看与检修，实现准确故障定位排除。

    3）、双计算机同步控制系统，主要硬件由两台工业级计算机、高性能的微电脑控制器(PLC)、高速高精度的称重单元和国际低压电器组成，结合具有完全自主知识产权的专业混凝土生产控制管理软件，实现混凝土生产过程的自动化控制和数据管理功能。

    4）外加剂称的自动、半自动冲洗功能，较大程度的保护有关外加剂的一切器件，也可方便更换外加剂品种。

    3、混凝土安全设计：

    混凝土安全等于混凝土质量，高品质的混凝土是混凝土生产企业追求的较终目标。

    搅拌设备在进行生产的过程中每个环节的机械执行机构都在自动控制系统的控制下有序地工作，但是由于生产现场的环境因素：振动、温度、湿度等都可能导致某个环节的执行机构发生故障，例如主机重复进料、坍落度失控、外加剂过量等等，从而影响混凝土的质量。为了保证混凝土的质量，南方路机有如下保护措施：

    1）软件登陆和电子秤调校需要用户密码，有效的保证了重要生产数据的安全。

    2）计量称和搅拌缸具备停电记忆保护功能，有效的防止二次加料

    3）专业的零点和分度信号保护,有效的预防错误调校。

    4）计量：

    Ⅰ、改进自动分盘方式,自动平均分配配料值,减小落差波动,提高计量准确度。

    Ⅱ、自动补秤：当称量值<目标值-允许误差值时，系统自动开启配料机构执行补秤功能。

    Ⅲ、自动扣秤：当称量值>目标值-允许误差值时，卸料过程系统自动执行扣秤功能。

    Ⅳ、零位跟踪：当前值小于系统设定值时自动归零。

    Ⅴ、根据机械结构和材料属性的不同，慢速配料值、落差值和扣称提前量将自动调整，也可手动调整重量变动检测和零位跟踪功能。

    Ⅵ、全中文快速校称并具有自诊断和提示功能，提供在线使用帮助

    5）、卸料：

    Ⅰ、各称设有关门检测开关，与计量控制互锁，避免二次加料；

    Ⅱ、外加剂设有防漏装置，可避免外加剂计量时由于阀门泄漏引起外加剂

    进入主机；

    6）、搅拌：

    Ⅰ、在线混凝土均质监控系统

    Ⅱ、实时显示拌缸搅拌塌落度曲线图，并保存每盘数据和曲线图，供查询分析，防止坍落度失控；

    Ⅲ、含水率可人工输入调整或选配砂、石含水率测试仪进行自动检测调整。

    Ⅳ、可选配原材料温度监测控制系统和混凝土温度监测控制系统

    综上所述，搅拌楼在、稳定、环保、安全性方面均具有其*特的优势，将成为未来商品混凝土搅拌设备的发展趋势，南方路机的搅拌楼在设计、制造、使用过程中始终贯彻一个理念"做精、做专、做透"