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产品描述

产品规格模块式包装说明全新品牌西门子

6ES7232-0HD22-0XA0供应现货


(4)PROFInet与分布式自动化

 


 

(6)PROFInet IT标准与网络安全
PROFInet一个重要特征是可同时传递实时数据和标准TCP/IP数据。在其传递TCP/IP数据的公共通道中,各种业已验证的IT技术都可使用 (如http、HTML、SNMP、DHCP和XML等)。在使用PROFInet时,可使用这些IT标准服务加强对整个网络的管理和维护,可节省调试和 维护成本。
PROFInet实现从现场级到管理层的纵向通信集成,一方面方便管理层获取现场级数据,另一方面原本在管理层存在的 数据安全性问题也延伸到了现场级。为保证现场级控制数据安全,PROFI-net提供特有安全机制,通过使用**安全模块,可保护自动化控制系统,使自动 化通信网络安全风险较小化。

(7)PROFInet故障安全
在过程自动化领域中,故障安全是相当重要的概 念。所谓故障安全,即指当系统发生故障或出现致命错误时,系统能恢复到安全状态(即“零态”),不会对操作人员和过程控制系统造成损害。这里,安全有两方 面含义:一方面是指操作人员的安全,另一方面指整个系统的安全,因为在过程自动化领域中系统出现故障或致命错误时很可能会导致整个系统的爆炸或毁坏。

PROFInet集成了PROFISafe行规,实现IEC61508中规定的SIL3等级的故障安全,保证了整个系统安全。

(8)PROFInet与过程自动化
PROFInet不仅可用于工厂自动化场合,也同时可面对过程自动化的应用,如图5。通过代理服务器技术,PROFInet可无缝集成现场总线 Profibus和其他总线。工业界针对工业以太网总线供电,及以太网应用在本质安全区域问题的讨论正在形成标准或解决方案。Profibus国际组织计 划在2006年提出PROFInet进入过程自动化现场级应用方案。

三 面向未来
作为国际标准IEC61158重要组成部分,PROFInet完全开放,Profibus国际组织成员公司在2004年汉诺威展览会上推出大量带有PROFInet接口的设备,为PROFInet技术的推广和普及起到积极作用。

借助于实时通信技术,PROFInet可直接应用于底层的现场级通信(包括运动控制),由此也实现全厂通信网络的纵向统一,管理层可方便地将现场生产数 据集成到企业信息处理系统中,为MES和ERP系统的应用打下基础;基于组件的自动化(CBA)将自动化系统的构建简化为不同功能工艺模块间的连接,大大 降低系统构建成本;IT标准和网络安全使用户在现场通信网络中放心享受IT技术带来的便利;集成的故障安全功能保了系统可靠性,为PROFInet在过 程自动化领域中的应用奠定了良好基础。

相信,随着时间流逝,作为面向未来的新一代工业通信网络标准,PROFInet必将为工厂自动化控制系统带来大收益和便利。



随着现场设备智能程度的不断提高,自动化控制系统分散程度也越来越高。工业控制系统正由分散式自动化向分布式自动化演进。因此基于组件的自动化 (Component Based Automation,CBA)成为新兴趋势。工厂中相关机械部件、电气/电子部件和应用软件等具有独立工作能力的工艺模块抽象成为一个封装好的组件,各 组件间使用PROFInet连接。通过SIMATIC iMap软件用图形化组态方式实现各组件间通信配置,不需另外编程,大大简化系统配置及调试过程。

(5)PROFInet网络安装
PROFInet支持星型、总线型和环型拓扑结构。为减少布线费用并保高度可用性和灵活性,PROFInet提供大量工具帮助用户方便实现安装。特别 设计的工业电缆和耐用连接器满足EMC和温度要求,并在PROFInet框架内形成标准化,保不同制造商设备间的兼容性。

1、在TP菜单栏里,打开文件/系统设置/参数,然后在参数选项卡中设置好普通、高级或者系统口令。
2、设置跳转画面按钮,输入画面号60001。
3、在需要口令保护的按钮、数据输入框等部件的属性窗口中,打开按键选项卡,在口令栏内,选择此处口令的类型,包括普通、高级或者系统。具体操作见触摸屏说明书。

二. 触摸屏与PLC,变频器无法正常通讯,在屏幕上显示“正在通讯中…….”?
首先,检查屏与设备间的连接电缆是否损坏,接触是否正常,如果是用户自己制作的电缆,必须确保接线正确。
其次,检查通讯参数的设置。屏的通讯参数必须和通讯设备的通讯参数相一致,如:设备类型、站号、波特率、停止位、数据位、奇偶校验。

以上均正确的情况下,用户必须要检查工程画面中的内容,尤其是按钮,数据输入等与通讯设备有关的部件,检查这些部件所选择的设备、站号是否正确。例如:屏与 信捷PLC通讯,PLC的站号为1,并通过电缆与TP的PLC口连接。然后在TP编辑画面上,添加了一个对PLC内的软元件M0置位的按钮,那么这个按钮 的“站点号”就要设置为1,“设备”栏选择PLC口。


三. 触摸屏作为从机如何设置?
在新建画面、选择设备类型时,用户可以选择“modbus从设备(显示器为Slave)”或者“自由机型(显示器为Slave)”,前者用于modbus 协议,后者用于自由格式协议与屏通讯。自由格式协议的详细说明请参见信捷相关文档。

四. 触摸屏无法下载
1、如果提示“连接超时”,请用户先检查连接电缆是否接触不良或损坏。
2、重新上电,再下载。
3、将屏下载口的5、8脚短接,再重新上电(注:断电到上电的过程中,5、8脚要保持短接状态)

五. 触摸屏画面设置正确了,离线模拟为什么不行?
以下情况无法使用模拟功能:
1、选择的通讯设备不是信捷XC。
2、屏的类型属于OP系列。
3、工程中含有打印画面。

说明:如果排除以上可能,模拟仍然无法实现,但下载到屏中正常,请以屏为准。

六. 触摸屏在线模拟为什么一直显示正在通讯中?
1、 与电脑通讯的COM口未选择正确。
具体操作:在“在线模拟”画面上右击鼠标,出现选择栏,选择“com port”,然后在“PLC port”里选择设备占用电脑的com 口,然后点确定,关闭在线模拟画面之后,再重新打开一次。
2、 检查设备与电脑之间的通讯电缆是否连接好,接线是否正确。

七. 把程序写入触摸屏里面后,在屏幕中间出现了芯片图案?
1、 画面中出现了屏无法读取的内容或元件,可用排除法。
2、 用户画面内容过多导致无法写入,可对画面进行删减。
3、 排除以上可能,仍然不能解决的,请与我公司联系。


八. 触摸屏内的时间怎么更改?
1、在画面内添加画面跳转按钮,*跳转到60002号画面。
2、下载到屏中,按该跳转按钮,进入时钟画面,对时间进行修改。


九. 新建时通讯口设备表里没有用户需要的机型怎么办?
1、 如果屏所支持的设备为相同品牌、不同系列,但有可用的共同空间,可以选用该设备。
2、 确认设备的通讯协议,若支持modbus协议,屏的设备可选择“modbus RTU”或“ Modbus ASCII”。
3、 用户对仪表等其他设备可自行编写通讯协议,详见自定义协议编写说明。

十. OP560在什么软件下编辑?
OP560在触摸屏的TP软件里进行编辑。

十一.如何制做触摸屏的下载电缆和通讯电缆?
下载线的制作请参照TP操作手册的P19;通讯线的制作请参照附录部分。

十二. 为什么欧姆龙PLC与触摸屏通讯,只能读出数据而无法写入?
老版的欧姆龙编辑工具可以直接通过更改DM6600设置,将原来缺省值修改为Monitor(监控)。

新版的欧姆龙编辑工具:工具→网络设置→PLC设定→再将PLC的启动状况修改为监控状态。
经过上面的修改后,触摸屏就可以实现读出和写入了,否则只能读而不能写。

十三. 使用OP6.4b版本软件编辑的OP520的画面程序怎么没办法下载下去?
该款文本显示器需要用OP3.6版本的文本编辑软件,而不要使用OP6.4的编辑软件.如果当前你使用的是XC系列PLC,在新建文件的时候请选择”FC系 列PLC”,波特率修改为:19200b/s.数据位:8位,停止位:1位,偶校验.在画面编辑过程中,寄存器名称W即相当与XC系列的D,

十四. 使用OP6.4b版本软件编辑的OP320的画面程序怎么没办法下载下去?
首先检查一下文本显示器下位机版本号(在产品的标签上有注明),如果其版本号为3.6或更低版本。(建议选用4.0及以后更高下位机版本的文本显示器),那 么其只能使用OP3.6版本的上位机编辑软件了. 如果当前你使用的是XC系列PLC,在新建文件的时候请选择”FC系列PLC”,波特率修改为:19200b/s.数据位:8位,停止位:1位,偶校验. 在画面编辑过程中,寄存器名称W即相当与XC系列的D。

十五. 怎样使用触摸屏的下载口来作为通讯口呢?
㈠,在软件编辑上.
1. 新建时下载口请选择相应连接设备.
2.在设置下载口设备相关元件时,在设备一栏中选择”下载口”,并正确设置站点号
㈡,硬件连接上:
除了数据线的正确连接,还需要将下载口的5,6脚短接.

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 1、问题的提出

    原带钢水处理系统主要是由1D、2D、3D三台水泵电机中任意两台从吸水井中抽水,通过磁分离器过滤进入1#水井,然后由15D或16D水泵电机从1#井中抽水供精轧机组冷却用水,17D或18D水泵电机从1#水井中抽水向粗轧机组和卷取区域供水,水对设备冷却后流入地沟,顺地下管路自动流回沉淀池。正常生产时,通过调节V101、V103阀门调节水量,多余的水流入沉淀池中,生产不连续时,通过V102阀门水流回池中。(如图1所示)1D、2D、3D功率为135kW,15D、16D、17D、18D功率为260kW,起动方式为直接起动,这种大功率电机带负荷起动,对电网电压影响非常大,降低电机寿命,所以使电机不能频繁起动,只有在长时间停轧时才能停电机,致使在短时间内停轧只能使水走旁路,造成资源浪费。因此带钢车间水处理系统必须进行改造。

 2、解决方案

    2.1总体思路

    改造后本系统共包括1D、2D、3D、15/16D、17/18D5套变频调速装置及S7-300型PLC一台,其中1D采用安邦信G9-160T3变频器,2D、3D、15/16D和17/18D采用安邦信G9-280T3变频器,如图2所示,该系统全部采用自动、手动与三段速度三种控制方式。

 2.2PLC在系统中的应用

    2.2.1本系统所有开关量信号全部输入PLC,通过逻辑运算生成输出信号,模拟量信号由外部调节器和变频器本身生成,其信号不进入PLC。其主要实现以下功能:

    1)利用PLC选择自动/手动频率调节。利用外部调节器生成的4—20mA信号和操作箱上带刻度的单圈可调电位器实现变频器从0—50Hz的全范围自动/手动调节。

    2)三段速度调节。利用操作箱上三位式转换开关来选择变频器装置实行爬行、低速、高速的三段固定速度运行。

    软件编程方面运用了结构化程序设计思路,将相对独立、集中的控制放到一个程序功能或功能块中。程序中,只是满足各种条件下的功能及功能块的调用,使得程序的可读性强。程序中采用了一定的过程数据,使得程序的修改简单,即程序中定义了过程数据,将所有经常使用的I/O点传输给过程数据。

    2.2.21D、2D、3D与15/16D、17/18D联动运行

    为了保证系统投运时1#井的供水和排水两套装置能够相互连锁,在操作箱上设有单动/联动转换开关。单动时每台变频器独立运行互不影响,联动时若需运行15/16D和17/18D必须先运行1D、2D、3D变频装置,并且1#井水位要**较低报警点的设定设定水位。若要停止1D、2D、3D变频器,15/16D和17/18D变频器必须处于停止位置。联动时若要同时停止15/16D和17/18D,如果1#井水位处于较高水位,则停止操作无效,直至水池低于高水位时停止操作才有效。为了保证15/16D和17/18D运行发生变化时,1D、2D、3D的自动调节能及时跟上,在变频器参数设定时,1D、2D、3D的升降速时间要比15/16D和17/18D短。

    1D、2D、3D与15/16D和17/18D变频器运行实行现场操作与机旁操作箱两地控制,运行前先在PLC柜上选择操作位置,再在所选择的操作位置启动变频器,变频启动运行后自动实现操作位置选择自锁,此时可以任意转换操作位置而不影响变频运行。不论操作位置选在何处,两地操作的停止按钮始终有效。变频启动条件必须满足主回路合闸,变频器无故障等条件。当外部故障时变频器主回路立即切断,变频输出相应立即停止。

    2.3自动信号的生成

    1D、2D、3D采用超声波液位计检测1#水池液位,通过压力变送器产生4-20mA信号输入外部调节器,由其计算生成自动调节信号给变频器,实现液位自动调节。15/16D、17/18D从原轧线流量测量装置取4—20mA流量信号,利用外部调节器计算后给变频器实现自动调节。

    1#井水位采用超声波液位计检测,产生4—20mA信号给外部调节器,由于调节器只能接受0-5V信号,所以在仪表信号输入端口并联250Ω标准电阻,使其信号符合仪表要求。在调节器内部设置一标准水位值,同输入信号进行比较,计算其差值经过PID调节器处理后成反比例输出4—20mA信号作为变频器自动给定信号。由于1D、2D、3D都需要监测1#井水位作自动信号,所以我们选用了KD-4000信号隔离器,把输出信号由一路扩展为三路,达到了系统要求。15/16D和17/18D信号处理与1#井水位信号处理方式相同,只是减少了输出信号的隔离扩展。

   3、技术创新点

    S7-300系列PLC以及安邦信变频器在水处理控制系统中得到了成熟的应用。利用所设计的闭环控制系统,对电机转速进行控制,提高了供水系统动态响应能力,实现的自动控制,同时减少了冷却水和电能的损耗。

    4、实施效果

    带钢水处理系统自动控制改造完成投入使用以来,运行效果良好,维护简便,节能效果显著,正常工作时,只需2/3的功率即可满足轧线用水量,年可节约电能135万千瓦时,电机转速降低平均30%以上,对于降低水泵机械设备寿命起到了积极的作用,各项指标及控制功能均达到了设计预期目标,实现了水处理全过程自动控制。

    5、结论

    带钢冷却水闭环控制系统的开发应用提高了轧线供水质量,提高了轧辊冷却了能力,减小了轧辊消耗;降低工人劳动强度。开发了PLC、变频器、自动配水等自动控制功能,使整个系统简洁、可靠、易于维护,为带钢的稳产、高产打下了坚实的基础。

一 工业自动化技术的发展
工业自动化较根本目的是提高生产力、降、为工厂创造更大效益。近几十年来, 自动化技术的不断进步和发展已彻底改变了传统工厂的面貌,越来越多的工作由机器设备完成,智能控制器(如PLC)代替了生产线上忙碌的工人,生产率得到几 十倍甚至上百倍提高。工厂效益的提高对自动化控制系统的依赖程度也越来越大,自动化控制系统水平成为决定工厂效益的一个重要因素。


 


 


近十几年中,随着计算机技术的发展成熟,设备智能化程度越来越高,工业自动化控制系统分散程度也随之提高,工业通信技术在自动化系统中扮演的角色变得越来越重要,并逐渐成为决定系统性能的关键因素。

过去十几年中,现场总线是工厂自动化和过程自动化领域中现场级通信系统的主流解决方案。但随着自动化控制系统的不断进步和发展,传统现场总线技术已难以 满足用户不断增长需求。一方面随着现场设备智能程度的提高,控制变得越来越分散,分布在工厂各处的智能设备与工厂控制层之间需不断交换控制数据,导致现场 设备间数据交换量飞速增长;另一方面随着企业信息化程度提高,用户希望将底层生产数据整合到全厂信息管理系统中,并在信息管理级实现对生产现场的远程服务 和维护,这样企业信息管理系统需获取生产现场的数据,所以客户希望管理层和现场级能够使用统一的、与办公自动化技术兼容的通信解决方案。

基于这种需求,以太网技术开始逐渐从工厂和企业信息管理层向底层渗透,广泛应用于工厂控制级通信。在自动化世界中使用以太网解决方案显著优势:统一架 构、集成通信以及强大服务和诊断功能。从目前工业自动化控制领域情况来看,以太网技术取代现场总线是工业控制网络发展的必然趋势。

不过以太网技术在工厂控制系统中的应用并不是一个简单移植过程,既要保持普通以太网技术的优势,又须解决工业现场应用中的一些问题,如实时性、运动控 制、故障安全和网络安全等,同时还需兼容现有工业以太网和现场总线通信系统。在这样的背景下,PI适时推出PROFInet,很好解决了以太网技术向底层 扩展的问题,实现工厂通信系统的纵向统一。


 


二 PROFInet结构和功能
作为完整、先进的工业通信解决方案,PROFInet包括8个主要功能模块,依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和网络安全、故障安全和过程自动化。


 


 


下面分别介绍各功能模块概念和功能,以建立PROFInet整体概念。

(1)PROFInet实时通信
为保证通信实时性,需对信号传输时间做精确计算。当然,不同现场应用对通信系统实时性有不同要求,在衡量系统实时性时,使用响应时间作为一个标尺。根据响应时间不同,PROFInet支持3种通信方式:


 



(a)TCP/IP标准通信
PROFInet基于工业以太网技术,使用TCP/IP和IT标准。TCP/IP是IT领域关于通信协议方面事实上的标准,其响应时间大概在100ms量级,对于工厂控制级应用来说,这个响应时间足够。

(b)实时(RT)通信
对于传感器和执行器设备间数据交换,系统对响应时间要求更为严格,需5~10ms。目前,可使用现场总线技术达到,如Profibus-DP。
对于基于TCP/IP的工业以太网技术,使用标准通信栈来处理过程数据包需要很可观的时间,因此,PROFInet提供一个优化的、基于以太网第二层 (Layer 2)的实时通信通道,通过该通道,极大减少了数据在通信栈中的处理时间。因此PROFInet获得等同甚至超过传统现场总线系统的实时性能。

(c)同步实时(IRT)通信
在现场级通信中,对通信实时性要求较高的是运动控制。伺服运动控制对通信网络提出极高要求,在100个节点下,其响应时间要小于1ms,抖动误差要小于1µs,以保证及时、确定的响应。


 


PROFInet使用同步实时(Isochronous Real-Time, IRT)技术来满足如此苛刻的响应时间。为保证高质量等时通信,所有网络节点须很好实现同步,才能保证数据在精确相等时间间隔内被传输,网络上所有站点须 通过精确时钟同步以实现同步实时。通过规律的同步数据,其通信循环同步的精确度可达到µs级。该同步过程可精确记录其所控制系统的所有时间参数,因此能在 每个循环开始实现非常精确的时间同步。这么高的同步水平单纯靠软件是无法实现的,须依靠网络第二层中硬件的支持,即西门子IRT同步实时ASIC芯片。

(2)PROFInet分布式现场设备
通过集成PROFInet接口,分布式现场设备可直接连接到PROFInet上,如图3。以ET200系列分布式I/O为例,集成PROFInet接 口,可实现现场分布式I/O与PROFInet的通信。除ET200外,其他设备如PLC和驱动设备等也可提供PROFInet与其他设备的通信。
对于现有现场总线通信系统,可通过代理服务器实现与PROFInet的透明连接。如通过IE/PB bbbb(PROFInet和Profibus间的代理服务器)可将一个Profibus网络透明地集成到PROFInet中,Profibus各种丰富 的设备诊断功能同样也适用于PROFInet。对于其他类型现场总线,可通过同样的方式,使用一个代理服务器将现场总线网络接入到PROFInet中。

(3)PROFInet运动控制
通过inet的同步实时(IRT)功能,可轻松实现对伺服运动控制系统的控制。在PROFInet同步实时通信中,每个通信周期被分成两个不同部分:一 个是循环的、确定的部分,称为实时通道;另一个是开放通道,标准TCP/IP数据通过这个通道传输。如图4,实时通道中为实时数据预留了固定循环间隔的时 间窗,而实时数据总是按固定次序插入,因此实时数据就在固定间隔被传送,循环周期中剩余时间用来传递标准TCP/IP数据。两种不同类型数据就可同时在 PROFInet上传递,且不会互相干扰。通过独立实时数据通道,保证对伺服运动系统的可靠控制。





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