西门子6ES7232-0HB22-0XA8参数设置

西门子6ES7232-0HB22-0XA8参数设置

3 系统设计
3.1 系统设计原则
（1）系统硬件设备（包括系统软件）和控制应用软件满足高炉喷煤的各种工艺控制要求，并**与世界控制系统发展趋势相一致，能够更新升级换代，以保近十余年连续稳定运行；
（2）实现新一代电仪一体化，数据通讯网络及人机操作接口一体化；
（3）操作监视集中化，主工艺线（制粉、喷吹）上的设备均采用HMI（CRT操作站）操作，使电仪系统人机界面统一化、共享化；
（4）控制应用软件具有可靠性、稳定性及可操作性，并便于维护和扩展；
（5）选用的产品操作简易，人机界面汉化，用户友好，系统软件通用，设备成熟可靠，有业绩和应用实例。
3.2 系统硬件及设备设计
3.2.1 控制系统硬件及设备设计概要
随着自动化技术的不断发展和计算机技术的飞速进步，今天的自动化控制概念也发生了巨大的变化。在传统的自动化解决方案中，自动化控制实际上是由各种独立的、分离的技术和不同厂家的产品来搭配起来的，比如一个大型工厂经常是由过程控制系统、可编程控制器、上位监控计算机、SA系统和人机界面产品共同进行控制。为了把所有这些产品组合在一起，需要采用各种类型和不同厂商的接口软件和硬件来连接、配置和调试。
全集成自动化思想就是用一种系统完成原来由多种系统搭配起来才能完成的所有功能。应用这种解决方案，可以大大简化系统的结构，减少了大量接口部件，应用全集成自动化可以克服上位机和工业控制器之间，连续控制和逻辑控制之间，集中与分散之间的界限。同时，全集成自动化解决方案还可以为所有的自动化应用提供统一的技术环境，这主要包括：（1）统一的数据管理；（2）统一的通信；（3）统一的组态和编程软件；（4）便于链接的通用网络。
基于这种环境，各种各样不同的技术可以在一个用户接口下，集成在一个有全局数据库的总体平台中，这样系统之间的接口费用大大降低，备品备件的品种和数量也大大减少。同时技术人员可以在一个平台下对所有应用进行组态、编程和监控，可以大大提高监控水平，减少非计划停车时间。也是由于应用一个组态平台，培训和工程变得简单，费用也大大降低。
根据系统需求，西门子S7-300系列PLC系统能满足工程的工艺要求。设备结构形式符合世界自动化控制系统的发展，可实现电仪一体化操作。网络采用以太网总线结构。数据通讯网络系统的开放、系统人机接口电仪一体化、资源共享、系统软件稳定可靠，并有利于系统的维护和扩展。人机界面汉化，操作实用简便。西门子的全集成自动化思想集中体现在可同时实现PLC 和DCS的解决方案。本系统硬件与网络选用西门子全集成自动化产品。

3.2.2 网络系统方案
本工程的基础自动化控制系统在工艺成3个控制子系统：煤粉制备系统2套和煤粉喷吹系统1套。3个系统之间的通讯用西门子的数据网络通讯技术（工业以太网）实现。系统的各类电源采用在UPS电源基础上的集中供配制，实用并便于维护管理。系统网络层分两级：（1）标准以太网服务器控制方式，方便地实现远程操作和网络扩展；（2）现场总线实现现场与系统的统一。
3.2.3 PLC（I/O）接口信号
PLC的输入采用光隔离模块，输出采用继电器模块。用PLC驱动信号的直流电源驱动仪用（I/O）信号和RTD信号，将PLC与仪表直接相连，完成仪表信号直接进PLC。其中：模拟量（I/0）信号为4-20mA、RTD直接用PLC的温度检测进机。
3.2.4 煤粉制备系统硬件及设备设计
煤粉制备系统配有两套机组，分为A系列和B系列,为3座高炉煤粉喷吹制备煤粉。煤粉制备系统主要工艺过程如下：原煤仓煤块经过其出口插板阀进入电子称重式给煤机，根据设定的制粉量，向磨煤机供煤。原煤被磨辊碾磨的同时，被吸入磨煤机的干燥气干燥。升温炉送出的干燥气出口温度220～300℃，把较细的煤粉带入位于磨煤机上部的分离器。分离器把不合格的煤纷返回到磨盘上再次碾磨，细度合格的煤粉随干燥气经输送管进入布袋收尘器被收集，再经锁气器进入煤粉仓。
煤粉制备系统主要工艺装置和设备如下：原煤仓：A系列、B系列各一个；给煤机：A系列、B系列各一台，每台配有电子称、给料皮带速度变频器和闸板阀；磨煤机：A系列、B系列各配有一台型中速辊式磨煤机；热风炉烟气引风机：A系列、B系列各一台；烟气升温炉：A系列、B系列各配有一台烟气升温炉；增压风机：A系列、B系列各一台；袋式收粉器：A系列、B系列各一套；主排风机：A系列、B系列各一台；煤粉仓。
上述设备和各控制点由二台PLC采集与控制。
3.2.5 煤粉喷吹系统硬件及设备设计
煤粉喷吹系统主要工艺过程如下：在一个塔式结构的喷煤车间内装有三套喷吹系统，分别向3座高炉喷吹煤粉。喷吹系统包括了一个煤粉仓和每个喷吹系统的两个喷吹罐。煤粉制备车间制成的煤粉经布袋收粉器后，经锁气器进入煤粉仓。从煤粉仓(PCSB)送出的煤粉交替地加入各个喷吹罐，然后通过喷吹罐主管和分配器用气力将煤粉送进高炉风口。
喷吹罐自动进行加料和充压等，轮流连续不断地向高炉喷吹煤粉。喷吹罐的轮换程序是从喷吹罐1H1到喷吹罐1H2，然后再返回到1H1。当一个喷吹罐到达低位重量值时，控制系统将自动启动另一个喷吹罐。被启动的喷吹罐必须在正在喷吹的罐到达较小重量设定值之前已经装好煤粉，充好压，处在等待喷吹状态。较小重量设定值信号同时也在线设定在下一个罐上，以便能达到平稳地转换。
每个喷吹罐底部到流化锥体能帮助煤流稳定地沿着主管到分给各风口的分配器。
煤粉喷吹系统主要工艺装置和设备如下：喷吹罐装煤阀门控制；喷吹罐放散阀控制；充压控制；流化调节控制；二次风调节控制；管道防堵集中控制。
上述控制点由三台PLC采集与控制。
3.3 系统与应用软件设计
（1）硬件及操作系统要求
SIEMENS PLC相关设备(如上配置，CPU全部采用SIEMENS 315-2DP);
工控机（研华P4/256M DDR/40G/19″纯屏显示器）
操作系统bbbbbbS 2000
（2）开发工具
SIEMENS STEP 7 V5.2;WINCC 5.1;SIMATIC NET V6.1
（3）应用软件
按工程中工艺要求编制相应的控制软件，主要实现以下功能：
● 制粉电气控制系统：设备连锁控制；给煤磨煤控制；升温炉燃烧控制；升温炉送风控制热烟气引风控制；收粉控制；磨煤机入口负压控制；磨煤机出口温度控制；工艺参数测量监视；操作数据设定；数据整理及传送；设备状态监视。
● 喷吹电气控制系统：喷吹罐自动加料控制；喷吹罐自动换罐控制；喷吹罐自动放散控制；喷吹罐加压控制；温度和压力控制；工艺参数测量测量监视；设备安全连锁控制；数据整理及传送；设备状态监控；生产报表。

4 结束语
珠海粤裕丰项目中采用西门子CPU315-2DP的五台PLC及西门子交换机、网卡等采用PROFIBUS协议进行网络通信，使用光纤传输技术，提高抗电磁干扰能力和满足高速、远距离传输数据；截止目前为止该项目系统稳定性、工作效率、可靠性及可操作性等方面,取得了良好的经济效果。

在OMRON喷气织机整体应用方案中（右图为OMRON喷气织机控制系统实物图），角度传感器采用了OMRON公司的E6B2-C型增量型光电编码器，可准确地给出织机任何定位角度，控制精度达1度。此编码器一路给PLC提供角度信号，一路给阀门控制板提供角度信号。

主控部分采用OMRON公司CP1H系列CP1H-XA40DT-D可编程序控制器，该PLC内置功能强大，具体功能及控制对象如下：

内置4轴高速计数功能（单相100kHz，相位差50 kHz），接入旋编信号，在选用360P/R编码器，车速为1200转/分时，高速计数器输入脉冲频率为7.2KHZ，有很大余量。

CP1H内置8点中断输入功能，可捕捉宽度为50uS脉冲，响应频率为5kHz。当使用FDP储纬器时，FDP的FP信号及编码信号采用中断输入，当FDP较高3000转/分时，频率为1.2KHZ，4个FDP用4路中断，完全达到要求。

CP1H内置4路模拟量输入2路模拟量输出功能，较大分别率为1/12000，经纱张力信号通过内置的模拟量输入进PLC。2路模拟量输出可控制两只FDP驱动用的变频器，来调节FDP电机转速，控制纬纱张力。

CP1H还内置了4轴脉冲（100 kHz）的定位功能。电子卷取和电子送经（双经轴）系统较多是3轴伺服电机，配合采用OMRON公司的SMARTSTEP Z系列交流伺服电机可实现位置控制，卷取主动棍定位精度可达0.0001毫米，送经经轴定位精度可达0.0005°，足够满足织造要求。

通过CP1H内置的两个RS232C或RS485通讯口之一的RS485口和触摸屏通讯，适合于显示器和电箱分离式的环境，用一个RS232C口和阀门控制板通讯，满足快速控制的要求。

喷气织机通过张力传感器检测经纱总张力，由 CPU 控制由开口、松经、送经、经轴的卷径变化而发生的经纱张力变化，从而**送经精度并使经纱保持恒定的张力。并采用电控送经机构，根据织机停台时间由计算机控制伸长，使织轴倒转。

由于喷气织机采用了微机技术以及其他电子技术，对全机的运动进行控制，尤其对产品质量的自动监控，使得喷气织机的生产效率大大提高，产品质量得到**。织机上还安装了很多监控传感器，使得织机具有自动运行及程序控制的功能。

目前国产喷气织机电控系统都基本上要求具备了以下功能：

1、 电子卷取功能；

2、 电子送经：有单经轴、双经轴两种；

3、 储纬控制：4色自由选纬，主要的储纬方式有FDP和IRO定长型两种；

4、 引纬控制：较多有4个主喷、4个剪切喷或辅助主喷嘴、18个辅喷、1个牵伸喷的高低压控制；

5、 电子多臂：16片电子多臂；

6、 织机的动作控制：正转、反转、快车、停车、正找纬、反找纬、急停、短纬、长纬、断经、绞边、废边断纱检测等的检测；

7、 门幅越来越宽，一般到360毫米，入纬率越来越高，一般到1800米/分钟；

由于国产纺织机械要求电气控制系统，性能高、稳定性好、维修方便、故障率低，较好买回来就能用，用几年也不要保养维修，因为厂家基本没有专业的电气维修工程师；要求能适应高温高湿、多毛羽和粉尘，电源波动大，群机干扰大，连续24小时不间断长期工作，大部分厂条件一般都比较差；总之各种市场很大，要求很严格，但对价格控制更紧。

工控产品是实现自动化系统的物理基础，但由优秀产品堆积起来的系统未必就是性能优异的系统，其关键在于整体解决方案。本文结合工程实践，简要介绍基于台达工控产品并整体配套的自动化系统成功解决方案。

工业自动化系统正朝着集成化、网络化、平台化、综合管理等方向发展,因此构建工业控制系统时，不仅要硬件配套，更重要的是要考虑功能完善，将软、硬件系统功能**地整合，给用户提供稳定可靠，可操作性、可维护性和可扩展性好及功能齐全、性能优异的自动化工控系统。即使随着时光的流逝工控系统需要升级换代，系统仍然具有很好的兼容性，使用户投资受到良好的保护。新一代的台达工控产品提供了各种整体配套的自动化系统解决方案，限于篇幅，以下列举部分行业应用的成功案例供参考，这些案例经过现场长期运行考核，运行稳定可靠，给企业带来了**的社会经济效益，受到用户**，并充分地考虑了集成化、网络化、平台化、综合管理等前瞻性要求，在软件系统支持下，其数据点数、处理能力以及可伸缩性或扩展性等方面都有明显的提高，提供的整体配套解决方案会随时间推移而增值和延长项目的生命周期，从整体上提高了系统建设的率。以下是部分成功应用案例。

1 基于台达工控产品的织机自动化系统

1） 张力控制变频收卷系统

纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都采用机械传动，同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右，难于维护而且维护费用高。基于台达工控产品的张力控制变频收卷系统可取代传统的机械传动系统，保整个收卷过程稳定，该系统借助台达公司的变频器，采用闭环矢量控制方案实现恒张力控制。为了**恒张力，在小卷启动的瞬间、加速、减速、停车和大卷启动时，对不同卷经进行不同的转矩补偿，保整个收卷过程中避免小卷时张力过大，大卷启动时松纱的现象，图1是单台张力控制变频收卷系统的结构框图。

一、 监控系统

1. 概述

火电厂除灰渣集中控制系统的整体框架可以分为两大部分，即现场PLC控制部分和计算机监控及信息管理部分。主控室是计算机监控以及信息管理的核心所在。它负责系统数据的采集，命令的下发，以及故障的判断和处理，同时系统中各设备的运行状态信息在上位机CRT上直观、动态地显示出来。上位机和PLC之间通过数据通讯接口进行通讯（100M以太网）。

系统使用双回路电源供电，能在电源柜中互为备用，自动切换。当工作电源出现故障时，自动快速切换到备用电源，而不影响控制系统正常工作，确保在任一路电源故障情况下，均不会导致系统的任一部分失电。为确保电源不间断，系统接入了UPS不间断电源装置更加确保了系统电源的稳定性。

2. 系统配置

现场控制系统是隶属主控系统又相对独立的智能控制系统，它接收主控机下发的参数设定、运行指令，并以预订的方式对输灰系统进行控制。这样，既**了全系统的集中监控管理，又**了各种保护的是实时性，真正做到了分散控制，集中管理。

现场系统由MODICON TSX QUANTUM系列控制器组成，配备*处理模块、网络模块、通信模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、电源模块等。

主机采用双机冗余配置，按功能和地域划分成2个远程工作站。主控制室设置一台操作员监控工作站。监控计算机安装开发版的IFIX3.5组态软件，负责存储运行文件和运行数据。

3. 系统简介

监控平台的主要界面提供如下显示和操作功能：

1. 实时监控仓泵各个阀的工作状态；
2. 实时监控各个灰管的压力状况；
3. 料位、压力的越限报警；
4. 阀门等设备的运行/停机记录；
5. 料位、压力工况趋势图；
6. 报警事件处理、告示和记录；

二、 仓泵系统

1. 手动操作

手动操作分为就地现场箱手动操作和上位机手动操作（即上位机软手操）。

1） 就地现场箱手动操作只需要将就地控制箱上的“手动 自动”旋钮打至“手动”位即可进行相应的就 地手动操作。

2） 进行上位机软手操。

2. 自动控制

当需要通过PLC程序进行自动运行时，操作前也必须满足以下条件：

⑴、 现场箱上“手动/自动”旋钮位于“自动”位；

⑵、 切换上位机“手动/自动”旋钮至“自动”位。

否则将无法看到“运行”和“停止”按钮，进而无法进行自动操作。
自动运行条件下，条件⑴现场被人为切换时，则会出现故障报警，即程序停止，现场所有阀门关闭。
灰管疏通后，将仓泵内残留的灰手动吹扫干净后，返回到相应画面进行报警和故障复位，完毕后在自动操 作条件满足的情况下方可进行新一轮的自动运行操作。

3. 故障查询与处理

⑴、查询
在系统运行过程中，有故障发生时工控机发生鸣叫提示报警，操作人员可以通过画面切换至主画面处，点 击“报警一览”按钮，打开报警一览画面进行查询。

⑵、处理
根据故障“报警一览”中描述项内的提示，操作人员到现场相应位置进行故障排除处理。

4. 工艺流程,仓泵系统运行的工艺流程图。自动运行的原理也根据此流程编写。

5. 事件查询
此系统还提供事件查询功能（主要是针对仓泵系统）即可以查询各个阀门的动作情况，以便为故障查 询提供辅助作用。

6. 参数显示与设定
仓泵系统中，主要的参数显示有母管压力、各电场的灰管压力等。

三、 灰库系统

在此系统中，上位机可以实现远程控制操作，上位机不提供自动控制。
与仓泵控制系统相同，上位监控计算机上可以检测各个设备的运行状态，各指示颜色如下表：

颜色	状态
红色	运行状态
绿色	停止状态
黄色	故障状态

返回到主画面可以对灰库系统的各台设备进行远程监视、启停及电机调速。主要控制设备包括：库**切换阀、四套搅拌系统、料位计。

四、 总结

该系统提供自整定技术和一系列辅助设计功能，给您提供了全面灵活的控制器参数设定方案，通过实现控制器参数设定的自动化、可视化、*化提高控制系统的稳定性及生产质量；降低操作工工作负荷，提高了控制器的投运率；带给您较大限度的企业效益。

1  引言
      在电容器等分立式电子元器件生产过程中，套管烫印切断机是实现元器件外壳套管连续自动传送、热烫印商标、切断的设备。由于本公司在国内**业中起步较早，国内无法找到这种专用设备。考虑进口设备价值太高，而且不一定能适合本司要求，公司与南通大学联合开发了这套套管自动烫印和切断设备。它能够适应各种规格批次，具有定长控制准确、生产效等特点。

2  工艺参数及调节范围及控制精度要求
2.1  工艺参数
(1) 套管折径宽度:30~170mm;
(2) 套管厚度:0.1~0.5mm;
(3) 烫金纸宽度:60±1mm。
2.2  调节范围及控制精度要求
(1) 进给长度:1~500mm连续可调，误差范围±0.5%;
(2) 进给速度:40~450mm/s连续可调;
(3) 烫金头温度:10℃~300℃连续可调;
(4) 烫金时间:0.00~2.00s连续可调;
(5) 进给长度:1~300mm连续可调，误差范围±2%;
(6) 进给速度:120~300mm/s连续可调。

3  系统硬件构成
      系统主控制采用FX1N PLC，它是三菱公司推出的**小型可编程序控制器。它具有紧凑的机身设计，电源、CPU、存储器、输出输入组成一个单元的可编程序控制器，同时在AC电源DC输入型中内置传感器用的DC24V供应电源。具有一定的扩展单元，可使用FX0N系列和FX2N系列的扩展模块和扩展单元，输入输出扩展设备较大可扩展至128点。强大的指令功能，支持输入输出高速处理，如高速计数、脉冲输出功能。可进行各种链接，便于与人机介面链接以及较高的性价比。无疑能够满足我们控制的需要。
      烫金加热温控采用FX2N-2LC温控扩展模块，省去老式温控器，无须模拟量模块就可轻松将温度值传至人机介面，达到温度的精确控制。
      套管定长输送由三菱公司的MR-J2S-40A交流伺服放大器与HC-KFS43伺服电机构成。
烫金纸定长输送系统采用日本东方电机出品的UPK569AJW步进机构。
      三菱公司的F940GOT-SWD-C触摸屏构成人机的交换窗口。F940GOT-SWD-C为5.7英寸8彩色人机介面，具有许多特点:与外界链接方便，通过自带RS-422接口、RS-232C接口实现编程与PLC通信;阔视角的液晶显示，具有LCD背光照明功能，即使无光照也能看清显示内容;内置FX-10P功能使PLC顺序程序的调试及保养变得方便，在F940GOT轻松完成PLC程序的读出、写入、插入、删除、监控;通过菜单设定可以显示日文、英文、韩文、及中文汉字，提供丰富的图形编辑功能;通过定义触摸键替代普通控制按钮作为控制键;为保护PLC程序，可以设定密码，禁止读出与写入。

4  工作原理与控制方案
      整机工作原理示意图如图1所示。套管定长传送过程实现:PLC的Y1发出伺服脉冲，通过MR-J2S-40A交流伺服放大器驱动HC-KFS43伺服电机，再经过减速机带动主动辊1，带动套管定长传送。套管长度、传送速度、产品数量的检查、设定全部在人机介面完成。并且可以预设目标数量，到达自动停机。对于套管有无、位置偏移的检测全部有传感器接受，传至PLC与人机介面，完成准确报警内容