西门子模块6ES7212-1AB23-0XB8库存充足

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皮带运输机广泛地应用于冶金、化工、机械、煤矿、建材等工业生产中。图3.26为某原材料皮带运输机的示意图。如图所示，原材料从料斗经过两台皮带运输机送出，料斗供料由电磁阀YV控制，皮带运输机1、2分别由交流接触器KM1、KM2控制电机进行拖动。

    图3.26 某原材料皮带运输机的示意图

    (1)控制过程。

    ①初始状态。料斗、皮带1和皮带2全部处于关闭状态。

    ②起动操作。起动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆送料方向按一定的时间间隔顺序起动。其操作步骤为：皮带2→延时10s→皮带1→延时10s→料斗。

    ③停止操作。停止时为了使运输机皮带上不留剩余的物料，要求顺物料流动的方向按一定的时间间隔顺序停止。其停止的顺序为：料斗→延时10s→皮带1→延时10s→皮带2。

    ④故障停车。在皮带运输机的运行中，若出现皮带1过载时，应把料斗和皮带1同时关闭，皮带2应在皮带1停止10s后停止。若出现皮带2过载，应立即关闭皮带1、皮带2和料斗。

(2) 110地址分配如表3.5所示。

表3.5 I/O地址分配

    输入 　     输出 　 

    起动按钮     X0      料斗控制YV      Y0  

    停止按钮     X1      接触器KM1      Y1  

    热继电器     X3      接触器KM2      Y2  

    热继电器     X4   　 

    (3)程序设计。如图3.27所示为根据皮带传输机控制要求设计的功能图。功能图的控制功能分析如下：

    图3.27 皮带运输机的PLC功能图

    ①PLC投入运行，M8002产生一个初始化脉冲，将全部的步状态器S0～S25复位，并将初始步S0置位。

    ②起动时，按下起动按钮，X0闭合，且KM1和KM2正常，其热继电器的动断触点X3、X4处于闭合状态，系统的状态转移到S21，Y2得电，KM2首先投入运行，T1同时得电开始延时，10s后，状态转移到S22，Y2、Y1得电（在KM2工作的基础上KM1也投入运行），同时T0得电开始延时，10s后，状态转移到S23，Y2、Y1、Y0全部得电，KM2、KM1、YV都投入运行，完成全部起动过程。

    ③当按下停止按钮时，X1闭合，状态转移到S24，Y0断开，YV停止运行，同时T3开始计时，延时10s后，状态转移到S25，Y1断开，KM1停止运行，同时T2开始计时，延时10s后，状态转移到S0，Y2断电，KM2停止运行，完成全部停止过程，并准备好下次起动。

    运输机在运行中若出现KM2过载时，KM2的热继电器触点X4闭合，状态转移到S0，此时X4动断触点断开，禁止S0转移，所以全部输出断开，KM2、KM1、YV停止运行，直到KM2的热继电器复位时，其动断触点X4闭合，才可以再次起动。

    运行中若出现KM1过载时，触点X3闭合，状态转移到S25，Y0、Y1失电，料斗和皮带1同时被关闭，同时T2开始计时，延时10s后，状态转移到初始状态S0，Y2失电，皮带2停止运行，直到KM1的热继电器复位时，X3常闭触点闭合，皮带又可以再一次起动。

当LCU程序里面的数据上载时CX-Process工具软件不会显示块连接的信息。这种软件只能将块连接数据保存到计算机的内存里而不是在LCU里。将连接数据保存在CS1的闪存里面。通过CX-P软件可以将块连接信息保存到CS1的闪存里面。操作举例：

（1） 用EXPLORE将CX-Process工具软件里面的数据保存在电脑里面的一个暂时文件夹里。例如暂时文件夹：Program File\Omron\CxprocessTool\data\Tmp。

（2） 将保存的文件名改为8个字符长加上3个字符长的扩展名。这个操作必须做因为CX-Programmer的块拷贝功能要在MS-DOS里。例如，Node0101400.mtld要改为NO1101400.tld。注意一定要做这一步去覆盖以前的那个文件名。

（3） 运行CX-Programmer:：

a、 在PC的菜单栏选择在线连接； 

b、 双击“内存”在新出现的内存窗口显示内存； 

c、 创建内存卡的文件夹； 

d、 将在第二步中保存的文件放到第四步中的文件夹内，建议使用以太网或者CLK通信。

e、为了使用在CX-Process中拷贝的文件必须做一个反步骤：5,4,3,2,1去覆盖原始的文件。 

 PLC和DCS作为自动控制领域的重要控制设施，越来越广泛的应用在各种生产控制现场中。在制造业这个生产大系统中，它们已经成为了的控制工具。

PLC和DCS作为自动控制领域的重要控制设施，越来越广泛的应用在各种生产控制现场中。在制造业这个生产大系统中，它们已经成为了的控制工具。针对PLC和DCS系统的应用，我们常常有这样的疑惑：PLC与DCS之间有什么区别和联系？使用时到底哪些方面是需要我们特别注意的？现阶段制约其技术发展的瓶颈又是什么？对此，e-works与从事多年PLC和DCS应用研究工作的华南理工大学副教授杨红进行了交流，探寻PLC和DCS的发展之谜。

首先，工欲善其事，必先利其器。对于PLC和DCS之间的区别我们必须有个清晰的界定，别看它们同为控制工具，实际功能却大相径庭。所谓分散控制系统（DCS）是融计算机技术、控制技术、通信技术、CRT技术为一体，它主要是针对生产过程进行监视、控制、操作和管理的一种控制系统。而PLC叫可编程逻辑控制器。DCS和PLC用相似的地方，就是软件组态的基本配置，但是DCS更强大。例如数据库生成，历史数据生成，图形生成，报表生成和控制组态等。PLC控制的对象一般都比较简单，DCS则可以控制企业的全部设备，成为*枢纽。在生产控制的战场上它们一为将才，一为帅才，相互之间不存在谁控制谁。PLC可以给信号DCS，反过来DCS也可以给信号于PLC，两者互相配合，其主从关系主要取决于对设备的要求。

PLC的发展十分迅速，随之也从技术上带来了各种挑战，谈到如何突破现阶段PLC的发展瓶颈时，杨教授提出我们应该放宽眼界，思考如何实现一个国家层面的、通用的、共性的、全面的PLC平台？一个PLC通用平台，无论是作为信息化产品、控制技术产品还是两化融合的骨干产品，都应该被重点关注。平台包括研发/设计、制造、应用三部分，并给出通用PLC平台具体产品目标要求（系统硬件、软件）、功能要求（硬件、软件的通用性技术指标，性能的先进性与可靠性指标）。

回顾DCS的发展之路，各个技术阶段的划分很重要的一点就是依仗微处理器的位数增加，有人甚至提出微处理器更新换代一次，DCS技术就会升一级。对此杨教授认为DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS技术必然随着微处理器的技术不断更新换代以顺应新系统的需要。

针对硝烟四起的PLC和DCS市场，国外强企一直占主导地位，本土产品举步维艰，针对此种现状，杨教授结合上述所说，对国内PLC市场提出下列建议：

**，建设一个国家层面的、通用的、共性的、全面的PLC平台。

第二，从市场细分着手，以软件带动硬件发展。

第三，共性技术的开发及所有权应归国家，推广方式可以借鉴国外经验。

最后，未来的PLC和DCS市场会朝着什么方向发展，杨教授做出这样的预测：长期以来，PLC始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。在未来的较长时间里，这种格局将继续保持下去。对于DCS系统来说，小型化、多样化、PC化和开放性是未来发展的主要方向。目前小型DCS所占有的市场，已逐步与PLC、工业PC、FCS共享。今后小型DCS可能首先与这三种系统融合，而且“软DCS”技术将首先在小型DCS中得到发展。PC-based控制将更加广泛地应用于中小规模的过程控制中，各DCS厂商也将纷纷推出基于工业PC的小型DCS系统。开放性的DCS系统将同时向上和向下双向延伸，使来自生产过程的现场数据在整个企业内部自由流动，实现信息技术与控制技术的无缝连接，向着测控管一体化方向发展。

文介绍了永宏 PLC 在灌装机上的应用，灌装机主要是包装机中的一小类产品,从对物料的包装角度可分为液体灌装机,膏体灌装机,粉剂灌装机,颗粒灌装机;从生产的自动化程度来讲分为半自动灌装机和全自动灌装生产线.；永宏 PLC 通过精准的硬件高数计数功能，配合便捷的浮点数运算，编程极其便利；轻易、便捷的达成了系统的控制要求。永宏 PLC 的便利、稳定、可靠的性能深的客户的信赖。 

一 项目简介 

1.1行业介绍 

灌装机主要是包装机中的一小类产品,从对物料的包装角度可分为液体灌装机,膏体灌装机,粉剂灌装机,颗粒灌装机;从生产的自动化程度来讲分为半自动灌装机和全自动灌装生产线.近来随着食品的QS 认证,食用油的厂家已经开始注重产品质量和包装,所以油类灌装机在灌装机中地位凸现.

图 1-1 全自动油类灌装机

1.2 客户需求 

客户希望通过改造设备，提高设备的自动化程度，通过PLC控制去除以前单纯继电器控制的缺点，以保证设备更加持久耐用，并且可通过文本设定灌装容量。由于设备销售市场广阔，客户要求 PLC 有较好的**度和较高的稳定性，提升产品档次并能保证设备的长久正常运行，降低后期维护费用。 

1.3 解决方案 

半自动油类灌装机控制工艺较简单，以顺序控制为主。案例中选用永宏 FBs-MA系列经济型主机作为控制单元。针对不同设备机型，分别选用相对应的主机。人机界面选用永宏FD101文本 进行控制。 

1.4 方案背景 

永宏 MA 系列经济型主机有 10 点至 60 点不等的机型，主机较多配置 8 点 20KHz 高速计数、8 点 20KHz 高速脉冲输出，可拓展 2 个通讯口，通讯速率达 921.6Kbps。PLC 的程序执行速率为 0.33uS，程序容量高达 20K Words,顺序指令 36 个，应用指令 326 个（126 种） 

二 控制系统设计 

2．1 硬件配置 

设备的控制核心采用永宏 FB0MA 主机一台，该主机配置 6 点输入、4 点输出。主机自带一个 RS232 通讯口，除作为编程口之外还可以作为人机或其他设备的从站使用。人机界面采用了 FD101 文本 一台。

图 2-1 硬件配置图

2．2 控制工艺流程设计 

此灌装机为半自动设备，每次启动执行完一个循环后，需要人工调整桶位置后重新启动；下面主要详细介绍一下其工艺流程为：按启动按钮后，抽油泵启动、两个流量阀打开、流量计开始记录流过的流量、某一个流量计达到设定值时此流量阀关闭、当另外一个达到设定值时阀关闭抽油泵停止、传送带开始运行；到此完成一个工作循环。 

以下是控制工艺流程图。

图 2-2 半自动油类灌装机工艺流程图

2.3 软件设计 

2.3.1 PLC 程序的编写 

从设备的工艺流程上，我们可以看出该设备的控制属典型的顺序流程控制。永宏 PLC 编程指令超过300种以上，并采用较人性化，可读性较强的多输入/多输出指令格式，一个指令即可达到大部分它牌 PLC数个指令才能做到的功能，使程序大为精简，同时运算结果可直接由内部或外部输出取得。在设计、操作、维护上都相当便捷容易。 

如下图 2-3 所示为部分程序流程控制，控制主要是应用了永宏PLC的两路硬件高速计数功能，通过两路流量计分别控制各加注口的开闭，通过专门的硬件高速计数指令以及I/O设置，轻松的实现了准确计量的的目的，并且降低了编程难度，提高了程序的便利性和易读性。

图 2-3 永宏 PLC 梯形图

2.3.2 人机界面的编辑 

半自动灌装机文本画面制作。

图 2-4 流量当前显示 图 2-5 参数设定画面

三 设备调试 

该设备的控制工艺较清晰，工作仅一个循环过程。设备的调试也是按照顺序控制一步步调试的。首先测试了水泵控制和流量控制阀，后通过面板显示测试了流量计的计量功能；调试基本完成了设备的预期功能。以下图3-1为整体设备调试图，图3-2为主要的控制部件图。

图3-1 设备调试图图3-2 椭圆齿轮流量计

四 总结 

4.1 实施效果 

经过现场调试，我们的控制系统完全满足客户对设备的功能要求，而且通过简易人机界面设置、应用参数设定显示等的内容，使设备的自动化、人性化程度更高。该案例的实施，得到了客户对永宏 PLC 产品的认可，永宏产品的稳定、可靠、优越的性能也在此案例中得到了很好的验证。

图4-1 半自动油类灌装机

4.2 应用体会 

永宏FBs系列主机性能**、可靠稳定、操作简便的特点在此案例中得到深刻的体会。FBs系列PLC以永宏自行研发的SOC为核心，整合*处理器(CPU)、硬件逻辑处理器(HLS)、高速通讯口、高速计数器/高速计时器，NC定位等为一体，速度更快，稳定性更强。WinProladder编程软件人性化的编辑、监视、除错功能，更容易被使用者所接受，提高了项目开发的效率。

1.2 方案背景 

传统的倍捻机齿轮箱有工作难度大、工作的时候噪声非常大、漏油现象，尤其是变换生产品种的时候要花的时间长和步骤复杂等缺点。当纱线品种不同时，齿轮箱的齿轮尺寸以及定型凸轮的结构，所以齿轮箱的灵活性不够强；而且由于这样的机械架构导致了倍捻速度不能够太快，严重影响了工作效率；最后是其价格也相对较高。而采用我们永宏PLC作为控制核心，在成本和工作效率能够大大提高，而且针对不同的工艺的要求能够简单的进行修改。 

1.3 客户需求 

倍捻机在做生产的时候，有两个重要的质量要求：对纱线进行卷绕时，纱线成型的纹理是不能够重叠的；其次，纱线成筒后，两边不能够出现掉线的问题。在这个的基础上，还要求整个机器的启动配合，主要包括锭速电机、卷绕电机以及移纱杆横动速度的同步。 

1.4 解决方案 

1.4.1 防重叠设计 

纱线出现重叠现象主要是由于卷绕与横动速度配合问题导致，因此在程序中，将横动速度设置为三个，并且增设了软边缩进。此方法不仅可以让重叠概率大大降低，而且软边缩进在一定程度上也能够打乱有规律的布线，从而进一步减小重叠的可能性。 

1.4.2 防掉线设计 

纱线的掉线问题主要原因有三种：机械振动；脉冲输出错误；工艺参数设置不够良好。在脉冲输出错误方面，采用的是子程序计算完全后再进行使用，并且尽量在满足运行要求的条件下简化伺服流程，降低出错的概率。 

1.4.3 启停同步设计 

两台电机均采用的是变频器控制，考虑到机械惯性等外在因素后，对锭速变频器设置一对加减速时间，然后通过内部的一个函数计算，得出卷绕变频器的一对加减速时间，使得两台电机启停能够同步。而横动的同步，则是通过通讯读取卷绕变频器的时候频率通过一些计算，转换为伺服横动的速度，然后使用伺服命令动态修改速度的功能，以实现伺服横动的同步要求。 

1.5 实施结果 

采用FBs- PLC作为控制核心，配合变频器、伺服电机、触摸屏实现倍捻机的功能，不仅在工艺设置的可调节性占有优势，而且整个机器的启停阶段也可以做到良好的配合，以确保捻度的保持性。由于机械的构造干扰比较大，将屏蔽及接地设计好，对于机械的良好运行也比较有保证。 

二 控制系统设计 

2．1硬件配置 

设备的控核心为永宏FB4MC主机，FBs-CB5通讯扩展板1块，以及11KW及7.5KW变频器各一台，伺服电机一台。该主机配有8点输入和6点输出，自带一个RS232通讯口，通过加FBs-CB5通讯模板实现PLC与双台变频器的通讯。配永宏HU070S-00触摸屏一台，该人机采用65536色真彩TFT液晶，具有800×480的分辨率，主机自带两个通讯口。

图2-1 硬件配置图

2．2控制工艺流程设计 

步骤一：机器上电后伺服自动复位寻找中心位置，进入机械运行的准备状态。 

步骤二：使用触摸屏与PLC做通讯，并直接在触摸屏上对工程参数进行设置，主要是机械方面的参数；其次是根据工艺要求对工艺参数进行设置。 

步骤三： 参数设置完全后，便可进行启动。三个部分动作同步运行起来，伺服横动根据成型长度做往返运行，分别根据停摆速度、上摆速度、软边速度运行一定的次数组成一个大的循环。 

步骤四：当按下停止按钮，三个部分同步停止。此时，伺服停止位置是不确定的，当再次启动时，程序能够实现衔接上次停止的状态继续运行。 

PLC自20世纪70年代后期进入中国后，已然经过了三十多年的长足发展。不知正在阅读文章的各位，是否还记得您参与设计的**款PLC电路？现如今，PLC及DCS仍然在工控领域发挥着重大作用，并且正在朝着模块更小、速度更快、通道密度更高的方向发展。 

以PLC机架插槽的典型I/O卡为例，目前常见的8通道模块尺寸一般为90mm×70mm×23.5mm，但在市场需求驱动下，名片大小的产品已经问世。通道密度或数量的增加不仅能提升模块功能，而且可以增加产品价格竞争力，自然大受欢迎。但是，如何降低模块尺寸？如何在满足上述需求的同时解决由此产生的自热问题？如何进行低功耗设计？这些，也都是PLC系统设计时面对的实际问题。 

ADI过程控制系列之《工业现场环路供电仪器仪表的四大关键设计环节》一文，已就现场仪器仪表/变送器的设计需求和挑战进行了深入分析，作为该篇文章的姊妹篇，本文将着重关注PLC/DCS系统中的模拟输入输出部分的发展趋势。这里会将输入和输出模块区分开来，就其不同的系统要求进行分别探讨，并着重介绍ADI能够支持这些要求的较新优势产品和解决方案。 

多通道全集成模拟输出解决方案 

模拟输出讲究的是集成、能效和性能。首先，模块尺寸要小。目前，设计人员早已通过在产品设计中选用0402封装电阻电容以及LFCSP封装IC，达到减少电路板尺寸的目的。与此同时，每个模块的功耗也由曾经的5W-10W，发展到了如今的3W-5W，未来势必降至更低。在这方面，一些设计人员通过牺牲设计规格来满足功耗预算，此法虽然能达到降低功耗的目的，但势必也会导致产品竞争力下降，因此并不推荐。 

其次，通道密度要增加，由原来的4通道、8通道增加至现在的12甚至16通道。众所周知，空间不变而通道密度增加，会显著提升模块的环境温度，在某些情况下，高达100摄氏度的系统环境温度并不**，而这本身却会对较高IC结温造成挑战。而且，通道密度的增加还意味着元件数量以及功耗的增加，这也从另一方面要求设计人员在选择元件时，要尺寸更小、静态电流更低而且效率更高。 

第三，速度，即建立时间要提高，从而实现工厂自动化。目前，模拟输出通道建立的时间已经降低至20μs，但依然在向更率发展。 

第四，工艺安全要求也要提高，系统要引入安全完整性等级(SIL)来提高诊断性以及稳定性。