西门子6ES7312-1AE14-0AB0安装调试

西门子6ES7312-1AE14-0AB0安装调试

一、散装机的工作原理及控制流程 

    1 散装机的组成结构 

    SZ系列固定式水泥散装机是由进料接头、伸缩下料套管散装头、下料锥斗、卷扬装置（包括松绳开关装置、料满控制器）、收尘系统、除尘系统、卸料阀、气源阀、闸门等零部件组成。散装机既可安装在库底也可安装在库侧同相应的卸料装置配套使用。库侧散装机使用时配备空气输送斜槽（含专用高压离心风机），库底散装机使用时配备短斜槽输送部分（含专用高压离心风机），以适应工艺布置的需要。 

    2 散装机的原理及流程 

    水泥罐车抵达*位置后，按控制装置上的“下降”按钮使散装头下降到罐车入料口进入准备装料状态。按“装车”钮进行装车。此时高压离心风机工作，使物料在打开卸料电磁阀后能输送斜槽；同时气源电磁阀打开，接通气源；收尘风机同时启动，收尘电磁阀开启驱使气缸动作推动外壳内翻板并使翻板处于导通状态，此时除尘电磁阀处于关闭状态，储气罐储存气体，收尘系统进入工作状态；同时料位风机和活化灰风机打开。0.5秒后卸料电磁阀开启，驱使气缸控制卸料阀门打开进行装料。装载容器内的含尘气体通过伸缩套管中的夹层通道由收尘接口抽到配套的收尘器中，使含尘气体吸附到布袋上，工作现场可实现无尘作业。当物料装到预先调定的高度或容器已经装满时，装载容器内的物料会堵住散装头下方的风管接头，产生料满报警并自动关闭卸料电磁阀停止装料。卸料电磁阀关闭1分钟后活化灰风机关闭，再过30秒后收尘风机关闭,收尘电磁阀关闭，此时外壳内翻板处于关闭状态，除尘电磁阀打开清灰2～3分钟左右自动停止，料位风机和高压离心风机停止，气源停止。最后按“上升”钮使散装头上升至预定位置。灌装结束。 

二、PLC控制的优点 

    目前国内水泥散装机的电控部分大都是以大量的时间继电器和中间继电器组成的实序逻辑控制电路来控制各个阀门、电机的启停时间和顺序，在整个工作流程中各元器件动作很频繁，尤其是时间继电器在现场环境比较恶劣的条件下更是容易损坏，故障。经常造成装车工作被迫中断，降低了工作效率。而采用PLC控制系统则大大避免了上述问题。PLC控制系统与继电器控制系统相比有如下优点： 

    2.1控制方式 

    继电器的控制是采用硬件接线实现的，利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。而PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，方便快捷。 

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    2.2控制速度 

    继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。 

    2.3延时控制 

    继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大。PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高,调整时间方便，不受环境影响。

    2.4上传数据 

    现在水泥厂的自动化程度越来越高，对设备DCS的要求也越来越高，因此在电气方面我们要实现如下功能： 

    ⑴能自动实现从开启除尘器设备到水泥罐车装满的全过程。 

    ⑵运行过程中，能将各设备的运行信号反馈到中控室。 

    ⑶中控室接到备妥后可以实现远程启、停设备。 

    ⑷停车状态下，提供设备的备妥信号。 

    ⑸运行过程中若出现故障，可向中控室提供故障信号。 

    ⑹实时监控水泥罐车内水泥的多少。 

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    三 PLC控制的具体实现 

    基于以上几点，我们选用德国西门子公司生产的S7-200可编程序控制器作为控制核心，通过对其编程实现各设备的运行。 

    系统硬件组成 

    主要构成如下：西门子S7-200系列CPU一台、数字量扩展模块EM223一台、模拟量扩展模块EM231一台，我们将各个电机和阀门的状态及控制信号接入PLC，由PLC对这些设备进行控制；EM231可接收罐车重量信号4-20mA电流信号。我们也可以将这些信号通过EM277模块按照PROFIBUS-DP协议将系统连接到全厂PROFIBUS-DP总线上，将系统升级为一个PROFIBUS-DP从站，实现中控室对散装车间的控制。

    前言
    
    目前高层在各类城市中比比皆是。为了防止意外火灾，高层建筑一般均设有消防专用泵组。尽管规范，规章明确要求消防设施，器材应定期维护保养。但是目前消防水泵都不能做到定期试机运行，天长日久就会导致泵体，底阀和单向阀卡死、锈死，所以经常会出现在发生火灾时设备不能充分发挥作用的情况，造成不应有的损失，为此《民用建筑水灭火系统设计规程》规定**高、一类高层公共的消防泵宜设定时自检装置。国家消防总局在1999年下文要求所有消防设备必须具有自检功能，消防控制设备必须在15天内自动启动一次，防止水泵生锈腐蚀。另在修订中的《建筑设计防火规范》也提出：消防给水设备必须具有自动巡检功能。通常老设备采用落后继电接触器控制方式，中间继电器和定时继电器太多，功能少,线路复杂，接点多，造成故障多可靠性差，维修困难。我们采用北京科迪纳可编程序控制器（PLC）对消防泵组进行控制，实现泵组在备用时定期试运行，扑救火灾时自动启动，从而有效地杜绝消防水泵关键时刻不能用的局面。PLC之所以有生命力，在于它的输入输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件或需要更多的接口，可靠性高，抗各种干扰的能力强、维护方便，硬件无调整元件，价格低寿命长。这样既节省了用户时间和成本，又可以很容易地根据不同需要进行扩展。

    1. 自动巡检功能
 
    自动状态（巡检开关打开）下在没有消防用水需求下，**台水泵启动（星形）5-30秒钟（启动时间根据设备确定），运行（三角形）10秒后，停机待命120-360小时（五-十五天）。待命期间如果没有消防用水，则*二台水泵启动5-30秒，运行10秒，停机待命120-360小时，如此周而复始地循环，（巡检周期：从数小时到数百小时之间可任意选择）电控柜并设有**压保护，从可靠角度出发，要设置泄压阀。在有消防用水需求时，泵组立即自动启动，加压供水，充分发挥其应用的作用。为避免因压力增大对管网产生破坏，我们打算增加电磁阀，巡检启泵时才打开电磁阀泄压，巡检启泵时间也延时到10分钟。

    2.启泵方式与顺序

    在自动启动多台泵的情况下，为了避免同时投入水泵而对电网造成过大的冲击，水泵是一台台相隔20秒启动。自动启动和待机启泵时，先是发出三声声光报警（报警2秒间隔2秒），再启动水泵。当设备的工作泵出现故障时（过载和短路信号），备用泵应能自动投入运行（延时10秒投入）,因为消防泵的重要性备用泵运行不设过载保护 。启泵方式有工频直接起动、自藕降压启动、Ｙ－△降压启动、晶闸管软启动控制、变频恒压控制等方式，以满足不同的使用要求。并且启动顺序可以选择，例如：2台泵的启动顺序有1用2备, 2用1备,两种方式；3台泵的启动顺序有1、2用3备, 2 、3用1备,3、1用2备,三种方式等。

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    3.控制柜面板显示

    在自动控制系统的设计中我们设计了故障显示报警系统。用指示灯指示设备正常运行和故障情况，当设备启动时指示灯以1Hz的频率闪烁,正常运行时对应指示灯常亮，当该设备运行有故障时故障指示灯常亮。为防止指示灯灯泡损坏不能正确反映设备工作情况，专门设置了故障测试按钮，系统运行任何时间持续按任何按钮3s，所有指示灯应全部点亮，如果这时有指示等不亮说明该指示灯已坏，应立即更换，按钮复位后指示灯仍按原工作状态显示设备工作状态。

    4.故障显示
 
    当设备出现故障时，信号箱将用声、光报警方式提示工作人员，及时处理故障。在处理故障时，又将故障进行分类，有些故障是要求系统停止运行的，但有些故障对系统工作影响不大，系统可带故障运行，故障可在运行中排除，这样就大大减少整个系统停止运行时间，提高系统可靠性运行水平。
 
    5.接口电路

    为了与各个厂家的设备配套，电控柜有两套启泵方式：1.一个启泵信号和一个停泵信号一般用于消防中心多线手动或自动控制，也可以用于低压启泵，**压缺水停泵。2.一个信号，接通启泵断开停泵，一般用于模块控制。为了配合消防栓按钮直接启泵，柜内对外提供一路24V5A直流电源。

    接口电路全是直流24V电源，模块可以直接用无源触点控制，不需要切换模块转换，但控制信号必须是无源触点信号。水泵返馈信号是无源触点信号。

    6.保护功能

    电控柜具有过压、欠压、过流、短路、缺相、水源缺水等故障报警与保护功能。在消防用水时为了避免由于**压水压波动而导致水泵频繁起停，我们在程序中采用了“延时滤波”处理。

    7.其它功能

    在自动手动切换过程中会停止所有运行的泵；可根据用户需要加装双电源切换功能，或另配单独的双电源互投柜，主、备电源能够自动或手动切换，以满足消防系统的设计要求。 设备还可以根据用户要求增设楼宇自动控制（BA）接口，与终端计算机联网，实现计算机集中监控。 

    本系统采用可编程序控制器进行控制系统设计，硬件结构简单，廉，响应速度快，性能、价格比很高，和单片机系统相比具有较高的可靠性。经现场使用考验，性能稳定，运行可靠。另外还可以根据实际需要很方便地进行扩展。对于现代智能楼宇，控制系统还可以通过通讯模块纳入到整个楼宇的监控系统之中，体现出较大的灵活性和适应性，具有较高的实际推广价值。

一、引言

    近几年我国的电子产品快速发展,带动了SMD元件和SMD包装行业的兴起。SMD元件包装较常用的办法是用编带。把SMD元件放入载带,再用盖带封装起来就是常说的编带. 载带机是为胶带成型而设计，以致供给电子元件装配。广泛用于：电子、包装、塑胶等行业。

    随着SMD元件规模化生产,元件的微型化,多样化要求载带的生产工艺精度提高,也促使了载带成型机朝着自动化,智能化,高精度和高速度的方向发展。因此,如何提高载带成型的整体技术含量,使之适应该行业的技术发展趋势要求是很重要的课题。

二、载带成型机工作原理

    载带成型机是以压缩空气为吹力,把加热塑化的PS PC PET等热塑料性塑料载带片材吹成各种形的模型,用来放置各种元器件。其主要构造由送料,拉料,预热模,加热模,成型模,二次成型模,针模,切,收料,热循环水及储气罐装置.送料,收料采用普通电加减速机带动,拉带要求高速精确,所以用伺服马达。成型模,二次成型模,针模采用气动装置。

    载带成型机对控制系统要求是坯壁厚度均匀,走带高速精确,温度控制精确度高,生产时间短,操作方便。

三、系统介绍

    1、系统方框图

    在这个方案中,PLC采用德维森科技（深圳）有限公司开发的V80系列中的M32DT-DC/S,该PLC有两路单独高达50KHZ的PTO/PWM输出接口,在这里只用了一路控制拉带伺服,然后带上V80系列中的E5THM 温度控制模块,该模块可以同时控制5路温度,在这里用了三路,分别是控制预热模,上加热模和下加热模。

    2、对控制系统要求

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   （1） 要求拉带高速精确,长度可以无级调整。之前载带成型机拉带部分都是用气缸加上挡块做成的,气缸运动受气压影响,行程用档块固定,每次换不同长度的成型模,档块位置都得重新调整,这样操作麻烦,不管是拉带长度还是速度,都满足不了要求。换成伺服带丝杆后,拉带平稳快速准确,成型速度是之前成型机器的两倍（业内标准为200米/小时）,而且长度可以随意在触摸屏上调整,操作相当方便。

   （2）预热加热模温度控制准确,不随工作进度而波动,控制温度精度在±0.5度。在这里是采用V80系列的E5THM温度模块,在PLC程序里用PID温度调节,触发用PLC的热电偶模块的PWM输出点控制,温度更加稳定平滑,在预热加热模上加上弄个通孔,通上一个循环水,可以使的预热加热模上的温度更平稳。

   （3）加热时间,成型时间,吹气时间,二次成型时间,打孔时间可以根据不同的载带宽度（12—104mm）调整。在这个系统中,这些参数都在触摸屏上设置,操作简单方便,系统可以保存不同规格材料对应的控制参数,这样可以使生产厂家大大节约在更换规格品种的调试时间。

   （4）进料收料自动,长度到达自动切断,自动智能化。

   （5）发生故障时,应该能显示故障名称及发生部位,同时自动停机。

四、控制方案的实现

    载带成型机的工作流程如下,当操作人员把把载带片材固定在载带成型机器上,水,电,气,打开,先让加热模和预热模加热到设置的温度,在触摸屏上设置好拉带长度,生产长度和各种其他参数,按触摸屏上的启动按钮,机器就开始自动工作了,先是手臂夹住带子,往前拉动设置的长度,然后松开,回到初始位置,再夹住带子,在带子停止前进的同时,推杆和压带柑同时动作,从侧面和上下位置固定带子,这时候,上下加热模动作合模,使热塑料性塑料载带片材温度迅速上升到设置的位置,在加热模动作后,成型模也合模,合模的同时,吹气阀打开,由于气体压力,使得加热后的塑料性塑料载带片材安照成型模的形状成型,如果片材材料比较难成型,可以打开二次成型的动作,使片材再一次受二次成型模冲压,使得带子成型的速度更为快速.成型模动作后,针模启动,在载带片材上每隔3MM打上一个孔。这一循环完了后,拉带又启动.送带和收带是用普通电机带动的,在送带和收带上面装了一个圈带合,用来缓冲带子传递,用光电传感器探测带子,实现自动收放料。

    在生产过程中,加热温度和时间,成型,吹气,二次成型过程时间的设置,是决定型坯好坏的关键。所以在本系统中,V80系列PLC的时间定时器分辨率达1毫秒,可以通过触摸屏设定精确。

四、 结束语

    全自动载带机是专门为现代化高速PVC塑料载带自动生产线研制开发的,是已投入使用的工业自动控制设备。本系统中,以V80PLC为核心的可编程控制器（PLC）,将整个系统的机械、气压、电气控制和计算机图像处理技术结合在一起,控制、自检、报警、图像处理等功能完善,实现了机电气一体化.用触摸屏实现人机对话,使用方便。整个系统硬件、软件设计*特。与EIA标准比对以后的实测数据显示系统加工产品精度高、工作可靠等特点。本设备的生产厂家已经获得了国家实用型专利发明证书

2 PLC选型设计 

    系统选用了日立公司的产品:E-64HR可编程控制器,作为主控单元，它有64个输入/输出点,其中40个开关量输入点，24个输出点，内置式电擦除EEPROM可以保护用户方便的完成程序和数的修改和存储, PLC根据各输入点所接按钮，接近开关，接触器等电器信号的状态以及编制的软件 
程序自动控制各电机，电磁阀，指示灯等，完成整个生产的工艺动作程序，钢领板换向及成型自动控制。E-64HR具有多种编程工具:通用编程器PGMJ-R和标准编程器PGNJ等，体积小携带方便，可在现场实地进行程序调整和传送。全部控制程序约276条，可见该系统软硬件资源得到了相当充分的利用。 

3 VC443A牵伸加捻机工艺 
       
    3.1 输入信号 

    VC443A牵伸加捻机控制系统的输入信号:主令按钮、限位开关、接近开关、钮子开关、拨盘开关的投入信号，全部为直流输入，共有40点。 

    3.2 输出信号 

    控制的负载主要分成三类:一7台交流电机:牵伸双速电机M1、油泵电机M2、靠模升电机M3、靠模降电机M4、移丝电机M5、锭子电机M6、风机M7;二是用于控制钢领板升降及侧压辊压差的电磁阀;三是信号灯;四是计数器，共有24点，全部为继电器接点输出信号。 

    3.3 开车主要控制过程 
   （１） 按“油泵开”按钮SB7，使接触器KM5吸合， 油泵开指示灯亮, 油泵电机M2运转。（程序器的输出50对应的LED发光）。 

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   （２） 按“低速开”按钮SB9。 

    ●辅助接触器KA1吸合，锭子低速运转。（程序器的输出51对应的LED发光） 

    ●程序器控制下，使计数器复零，进入准备工作状态，内部定时器T01 T02接通，使钢领板强迫进入废丝盘位置，待TO0延时到断开快速阀YV3，钢领板在程序器控制下微动。（程序器的输出76、65对应的LED发光，延时到熄灭，66、67对应LED交替发光） 

    ●定时器TO1延时到，使接触器KM3吸合，牵伸双速电机M1带动牵伸罗拉和上下牵丝盘低速运转，低速指示灯亮，进入挂丝阶段。（程序器的输出52对应的LED发光） 

   （３） 按“高速开”按钮SB11。 

    ●辅助接触器KA2吸合，使锭子高速运转。（程序器的输出53对应的LED发光） 

    ●程序器控制使电磁阀YV4断电，侧压辊加压。（程序器输出64对应LED发光） 

    ●定时器T02接通，延时到后接触器KM4得电，牵伸双速电机M1切换为高速运转，高速指示灯亮，继电器KA3吸合，移丝电机M5运转。（程序器输出54对应的LED发光。55对应的LED发光） 

    ●定时器T03延时到后，钢领板强迫上升，靠模上撞块使底部打结开关SA2接通，定时器T04得电，使上升阀失电，实现底部打结，T04延时到上升阀YV1/1再次得电，强迫钢领板快速上升，进入正常牵捻区，待T05延时到后切断快速阀YV3，钢领板在程序器控制下，以正常速度运动，同时接通继电器KA4，靠模升电机M3运转，带动靠模缓慢上升，计数器开计（程序器56对应的LED发光。65对应的LED在接通快速阀时发光，74对应的LED发光，有计长信号时发光指示）。至此开车过程结束，机器进入正常纺丝。 

4 结束语 
       
    采用PLC可编程控制器控制的VC443A牵伸加捻机，在进行梯形图设计时充分利用PLC的软元件（如计时器、辅助继电器，定时器等）合理设计PLC输入、输出元件的状态监测程序，可屏蔽输入元件的误信号，防止输出元件的误动作，其工作性能稳定且各输入/输出点简单明了,充分发挥PLC高可靠性、高抗干扰的特点，寿命长，维修量少，查找外部线路简单，获得了成功应用，实现设备生产过程自动化，提高劳动生产率，改善企业管理，创造了企业经济效益。