6ES7216-2BD23-0XB8大量供应

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塑料挤出机由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成；而挤出机组的电气控制大致分为传动控制和温度控制两大部分，采用PLC实现对挤塑工艺包括温度、压力、螺杆转速、制品冷却和外径的控制，以及牵引速度、切割或者收盘控制。

一、工艺介绍及工作原理

    产品的厚度或者管壁厚度是通过改变主机速度和牵引速度比来进行调节的。

    二、电气控制方案

    温度控制：整个设备有22路温区，其中机筒5路，模具15路，熔体温度一路，合流芯温度一路。其中机筒部分需有加热和冷却功能，模具部分和合流芯温度只需加热功能，熔体温度只需测量实际温度。

    转速控制：需要2路模拟量输出控制主机和牵引机的转速。

    模拟量测量：需要4路模拟量分别测量主机电流，主机转速，熔体压力和牵引电流。

    数字量输出：控制主机启动温区的加热冷却等信号输出31路。

    数字量输入：编码器输入，各路报警信号等13点输入。

【主要控制功能】

序号 设备型号  订货号 数量 

1 CPU226L(24DI/16DO) CO-TRUST CTS7 214-1AD33-0X40 1 

2 EM231 8AI*PID温控模块 CO-TRUST CTS7 231-7HC32 3 

3 EM231 8AI*16BIT模拟量模块 CO-TRUST CTS7 232-0HF32 1 

4 EM232 4AQ*12BIT模拟量输出模块 CO-TRUST CTS7 221-1BL32 1 

5 EM222 32DO*24VDC数字量模块 CO-TRUST CTS7 222-1BL32 1 

6 KP10H 10寸操作面板 CO-TRUST CTS6 K10-CH10 1 

    · 操作屏可监控整个生产线的运行，主机和辅机控制系统又可单运行；

    · 可实现机头压力闭环控制确保制品的质量；

    · 主螺杆、喂料和牵引变频器可方便实现同步调速；

    · 温度控制采用模块内部自带的PID算法，机筒温度区采用加热和冷却控制方式（抽冷和风冷），使温度控制的动态和静态性能都达到理想的效果；

    · 具有主螺杆保护程序，可防止误操作而损伤主螺杆；

    · 实现管材壁厚控制，节约材料；

    · 可存储100多组工艺参数配方，如主螺杆、喂料和牵引速度的设定值、各温度区的低温和高温设定值、保温时间、上料时间和切割延时时间等重要资料

    · 故障报警功能，可显示故障原因、故障位置、故障发生时间及故障排除方法、并可存储500条历史报警记录；

    · 可实时显示各温度区的温度曲线，机头压力曲线等；

    · 可以实现多台挤出生产线联网，集中控制。

【组成特点】

    · 系统容量大，如果采用温度与动作分离的实现方案，则系统大可扩展到40个温区 ；

    · ，用小型机的投资实现了中型机的控制规模，大大降低了系统成本；

    · 人机界面采用大屏幕色彩液晶显示，可以方便地对整个设备进行监视及操纵，而且美观大方；

    · 调速部分采用变频调速装置，控制机筒压力恒定，可以确保基础设备各部分运行的平衡与同步；

    · CTSC-200的PID温度控制模块集成了只能温控算法，使编程简单，温度控制精度高，温度采集采用隔离技术，抗干扰能力强。

    · 可以通过多台PLC联网的方式，满足多台挤出机的生产线。

【使用的应用场合】

    此系统适用于各类挤出机生产线的控制，包括

    · 型材生产线

    · 单臂、多壁、及发泡管材生产线

    · 板材及发泡板材生产线

    · 片材生产线

    · 单层及多层吹膜生产线

    · 造粒生产线

    三、总结

    挤出机作为塑料生产线的设备，其控制系统主要以温度控制为主，而且温区比较多，无论数字量还是温度测量都需要点数比较大的系统才能实现。

    采用CTSC-200的PID温度控制模块，不仅满足了系统22个温区控制的硬件要求，其内部还集成了智能温控算法，使整个系统的温度控制编程变得非常简单。在机器实际运行调试时，还可以通过HMI设备，对各个温区的PID参数进行调整，十分方便，使各个温区的温度控制都能达到良好静态性能和动态性能。CTSC的4AI模拟量输入模块和4AQ模拟量输出模块实现了对电机转速的控制

可编程控制器（programmable logical controller，简称PLC）已经越来越多地应用于工业控制系统中，并且在自动控制系统中起着非常重要的作用。所以，对PLC的正确选择是非常重要的。

    面对众多生产厂家的各种类型PLC，它们各有优缺点，能够满足用户的各种需求，但在形态、组成、功能、网络、编程等方面各不相容，没有一个统一的标准，无法进行横向比较。下面提出在自动控制系统设计中对PLC选型的一些看法，可以在挑选PLC时作为参考。

    可以通过以下几方面的比较，挑选到适合的产品。

    一、工作量

    这一点尤为重要。在自动控制系统设计之初，就应该对控制点数（数字量及模拟量）有一个准确的统计，这往往是选择PLC的要条件，一般选择比控制点数多10%~30%的PLC。这有几方面的考虑：

    1、可以设计过程中遗漏的点；

    2、能够保证在运行过程中个别点有故障时，可以有替代点；

    3、将来增加点数的需要。

    二、工作环境

    工作环境是PLC工作的硬性指标。自控系统将人们从繁忙的工作和恶劣的环境中解脱出来，就要求自控系统能够适应复杂的环境，诸如温度、湿度、噪音、信号屏蔽、工作电压等，各款PLC不尽相同。一定要选择适应实际工作环境的产品。

    三、通信网络

    现在PLC已不是简单的现场控制，PLC远端通信已成为控制系统解决的问题，但各厂家的通信协议千差万别，兼容性差。在这一点上主要考虑以下方面：

    1、同一厂家产品间的通信。各厂家都有自己的通信协议，并且不止一种。这在大、中型机上表现明显，而在小、微型机上不尽相同，一些厂家出于容量、价格、功能等方面考虑，往往没有或者有与其它协议不同，而且比较简单的通信。所以，在这方面主要考虑的是同一厂家不同类型PLC之间的通信；

    2、不同厂家产品间的通信。若所进行的自动控制系统设计属于对已有的自控系统进行部分改造，而所选择的是与原系统不同的PLC，或者设计中需要2个或2个以上的PLC，而选用了不同厂家的产品，这就需考虑不同厂家产品之间的通信问题；

    3、是否有利于将来。由于各厂家的通信协议各不相同，上也无统一标准，所以在PLC选型上受到很大限制。就要考虑影响面大、有发展的、功能完备、接近通用的通信协议。

    四、编程

    程序是整个自动控制系统的“心脏”，程序编制的好坏直接影响到整个自动控制系统的运作。编程器及编程软件有些厂家要求额外购买，并且价格不菲，这一点也需考虑在内。

    1、编程方法

    一种是使用厂家提供的编程器。也分各种规格型号，大型编程器功能完备，适合各型号PLC，价格高；小型编程器结构小巧，便于携带，价格低，但功能简单，适用性差；另一种是使用依托个人电脑应用平台的编程软件，现已被大多数生产厂家采用。各生产厂家由于各自的产品不同，往往只研制出适合于自己产品的编程软件，而编程软件的风格、界面、应用平台、灵活性、适应性、易于编程等都只有在用户亲自操作之后才能给予评价。

    2、编程语言

    编程语言为复杂，多种多样，看似相同，但不通用。常用的可以划分为以下5类编程语言：

    （1）梯形图

    这是PLC厂家采用多的编程语言，初是由继电器控制图演变过来的，比较简单，对离散控制和互锁逻辑为有用；

    （2）顺序功能图

    它提供了总的结构，并与状态定位处理或机器控制应用相互协调；

    （3）功能块图

    它提供了一个有效的开发环境，并且特别适用于过程控制应用；

    （4）结构化文本

    这是一种类似用于计算机的编程语言，它适用于对复杂算法及数据处理；

    （5）指令表

    它为优化编码性能提供了一个环境，与汇编语言非常相似。

    厂家提供的编程软件中一般包括一种或几种编程语言，如TE公司的Xbbb编程软件可以使用梯形图（Ladder）、顺序功能图（Grafcet）、结构化文本（Literal）3 种编程语言；Siemens公司的Step7编程软件可以使用梯形图（Ladder）、指令表（STL）两种编程语言；Modicon公司的Modsoft编程软件只使用梯形图（984 梯形）一种编程语言，而另一个Concept编程软件可以使用5种编程语言，依次为梯形图（LD）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）、指令表（IL）。同一编程软件下的编程语言大多数可以互换，一般选择自己比较熟悉的编程语言。

    3、存储器

    PLC存储器是保存程序和数据的地方，分内制式和外插式两种，存储器容量在512~128M字节之间，一定要根据实际情况选取足够大的存储器，并且要求有一部分空余作为缓存。

    PLC存储器按照类型可分随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除只读存储器（EPROM）等。RAM可以任意读写，在掉电后程序只能保持一段时间，适合于在自控系统调试时使用。ROM只能读不能写，程序是由厂家或开发商事先固化的，不能改，即使失电也不丢失。EPROM与ROM只是EPROM通过特殊的方式（如紫外线）可以擦除再写，适合于应用在长时间工作而改动不大的系统中。

    4、易于改

    PLC较继电器控制的另一个优势在于它可以根据实际需要任意改控制结构（或控制过程），这就要求改程序方便快捷。

    5、是否有模块

    部分生产厂家的PLC产品提供一些模块，如通信模块、PID控制模块、计数器模块、模拟输入/输出模块等。在软件上也提供了与此相对应的程序块，往往只是简单的输入一些参数就能实现，便于用户编程。

    五、与监控系统的通信

    1、人机对话操作台。这是监控系统的早期产品类型，是生产厂家专为自己的PLC产品设计的，适合于点对点控制。结构简单，功能少，面板控制，操作较易，现仍然广泛地应用于现场控制系统中。其优点是在远端控制失效的时候，仍能很好地控制现场。

    2、随着计算机的不断发展，依靠PC（包括工控机）的监控系统越来越多地应用在自控系统中，这种监控系统一种是PLC开发商专为自己的（或特定的）产品量身定做的；另一种是软件开发公司开发的适合大多数PLC产品的监控系统。种与PLC产品的相容性强，能够根据PLC产品的特点相应的控制方案，应该说仍以PLC为；后一种则抛开了PLC产品，注重计算机在图像、动画、声音、网络、数据等方面的优势，给二次开发人员了较宽松的开发条件，往往可以制作出的监控系统，只要有相应的通信协议（目前已拥有了绝大多数生产厂家的通信协议），就可以与各种类型PLC相连，是当今自控系统。所以，在这方面应考虑所选的PLC与监控系统的通信方式是否可行。

    六、可延性

    这里包括三个方面含义：

    1、产品寿命。大致可以保证所选择的PLC的使用年限，尽量购买生产日期较近的产品；

    2、产品连续性。生产厂家对PLC产品的不断开发升级是否向下兼容，这决定是否有利于现系统对将来新增加功能的应用。

    3、产品的新周期。当某一种型号PLC（或PLC模块）被淘汰后，生产厂家是否能够保证有足够的备品（或备件）。这时应考虑选择当时比较新型的PLC。

    七、售后服务与技术支持

    1、选择好的公司产品；

    2、选择信誉好的代理商；

    3、是否有较强的售后服务与技术支持。

    八、性价比

    相对于自控系统性能的好坏于价格的选择。只是在几项比较接近，又不易选择时，才考虑价格因数，选择性价比比较高的产品。

    在实际选型过程中，往往受到多方面的制约，不一定要考虑以上全部方面，但其中有些项是考虑的，而存在的问题也通过其它替代方式加以解决。

    一般来说通过前5项的比较，已可确定2~3种产品，再考虑到后几项，便可选中较满意的PLC。随着科学技术的不断发展，PLC产品也一定会有一个统一的标准。那时，挑选PLC将不再是困难的事情。

 导读: 本文设计的分布式远程无线监控系统，现场测控采用以色列UNITRONICS 公司具有SMS 功能的M90型PLC，远程无线传输途径选用性能稳定的GSM 公用网络，传输模式采用成熟的SMS 短消息方式，以PLC 现场站定时自动上传到监控的数据为主信息流。

    一．引言

SMS 短消息服务业务作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的

重视。目前，GSM、CDMA、TDMA 等移动网络都支持SMS，这使SMS 成为一项非常普及的移动数据业务，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来，如资讯服务、商务、远程监控等。SMS 可以实现全国漫游，同时它克服了传统专网通信系统建网周期长、大、维护费高、用户数量有限的缺点，如果用户使用STK 加密卡，还可实现点对点的保密通信。利用GSM 短信息系统进行的双向数据传送运营、性能稳定，为各种远程监控提供了一个全新的的通信平台。

由于PLC 适合工业企业对自动化系统高性的要求，长期以来，PLC 始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制系统提供了、的应用案例。另一方面，PLC 还依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击。开放式通信网络技术的应用当其冲，一些PLC 厂商在基于现场总线、internet 及移动通信的PLC 网络互连功能的开发方面已有所突破。

本文设计的分布式远程无线监控系统，现场测控采用以色列UNITRONICS 公司具有SMS 功能的M90型PLC，远程无线传输途径选用性能稳定的GSM 公用网络，传输模式采用成熟的SMS 短消息方式，以PLC 现场站定时自动上传到监控的数据为主信息流，同时设有监控服务器适时呼叫参数和手机加密移动查询功能，从而形成集中与移动方式结合的完整的远程监控应用方案，实践证明该系统功能完备、性能、规模配置灵活、。

二．系统硬件配置及工作原理

该系统由一个集中监控、多个PLC 现场监控站和GSM 网络组成。

2． 1GSM 传输站

GSM 传输站由GSM MODEM、SIM 卡、RS232连接电缆、直流电源和外接天线组成。每一个传输站可很方便的接入GSM 公网。GSM MODEM 集成了使用西门子TC35的GSM 信道单元、信令转换单元、电平转换单元。在应用中，现场PLC 测控站和监控服务器通过RS232接口连接到内插GSM 手机通用的SIM 卡的 GSM MODEM 来发送和接收GSM 短消息，完成远程数据交换功能。DC24V 的直流电源用于现场的GSM 传输站是比较方便的，监控的GSM 传输站可选常用5V 变压器。

2．2现场测控站

一个PLC 现场测控站由各种现场传感器和一台M90 PLC 组成，每一台PLC 分别配置一个GSM 传输站。

现场传感器如流量计、液位计监测到数据以0-5V 获4-20mA 的标准模拟信号形式输入PLC，现场设备状态与开关控制信号接入PLC 的数字I/O 端，由PLC 就可立的实现传统的现场控制。由于M90-PLC 自身具有很强的通信功能包括CAN 总线、基于PSTN 的串口远程通信，别具特色的是它基于串口的SMS 短信收发功能。按照监控系统的要求，M90-PLC 可以将设备工况与产量信息通过GSM 传输站以短信的形式发送给监控，并接收监控或授权的的操作命令短消息，进行现场参数设定和设备控制。

    2．3监控

监控主要由监控服务器和打印机等办公设备组成。根据用户的性要求，监控的服务器可以为 一台PC 机或工业用的高性的工控机，还可以配置两台互为冗余的服务器。每个服务器通过RS232接口连接到一个GSM 传输站，实现24小时在线的实时监控，并可通过打印机输出报表，或进行大屏幕的动态监控。

系统结构图如图1所示。

本监控系统以PLC 现场站定时自动上传到监控的数据为主信息流，同时设有手动适时呼叫参数的功能，并配有手机加密移动查询与自动告警功能，形成完整的信息传递模式。监控将分散在各地的各个测控站的数据分类整理，并存入数据库中。如果现场出现了告警信息，现场测控站通过GSM 传输站同时发送告警信息到监控和值班人员的上；监控对告警信息进行统计和分析，并及时通知相关责任人，还可以根据险情启动应急预案，包括现场设备的远程启停控制。当告警排除后，现场测控站同样发送告警排除通知短消息到监控，监控就可以恢复正常的数据采集与状态报告了。

    三．系统软件设计

3．1 下位机软件设计

下位机即M90-PLC 测控站的编程是通过使用安装在计算机内的Unitronics 的U90编程软件来实现的。

Unitronics’ 软件工具遵从IEC 113.1 标准，并提供了可视化的集成开发环境。除了具有传统PLC 的助记符和梯形图等控制软件编程功能外，还提供了各种功能模块，包括各种通信功能选择、通信参数设置、短信息内容编辑、1K 内容的现场数据库以及可以具体到某年、某月、某日、某个时间段的多种定时器等，允许我们用多有效的方法去执行各种各样的功能。这样可以很方便的实现监控系统的下位软件编制，并有利于缩短开发周期和节省程序容量。

M90的编程步骤：

（1）接着按照现场控制要求通过的PLC 通用的梯形图方式，实现开关量和标准模拟输测与控制。

（2）按照监控的需要，通过集成开发工具提供的SMS 窗口，实现固定的短消息的编辑与GSM 通信设置；

（3）将代表某个的短消息的内部继电器接入到梯形图中，在满足设定的逻辑条件时，通过触发特有的S 与R 触点，实现短消息的收发。

3．2上位软件设计

上位软件包括上位机SMS收发通信程序、监控界面软件与监控数据库软件三部分。我们选用VB6.0 作为开发工具。

1．上位机SMS 收发通信程序设计

Visual Basic 串口通信由于bbbbbbs 系统程序的支持而变得为方便，而通过串口控制GSM MODEM，实现SMS 功能的方法也比较简单。

GSM 传输站的GSM MODEM 支持AT 命令集的指令，上位机通过RS232串口向GSM

MODEM 直接下发AT 命令，就可以快捷的实现SMS 的收发、查询与处理。SMS 端信息的发送和接收常用两种格式，文本（Text）方式和PDU（Protocol Debbbbbbion Unit）方式.M90 PLC 内部使用的是TEXT 方式，在上位软件设计中我主要针对Text 方式进行了上下位机站的固定文本短消息通信，另设置了TEXT/PDU 模式的转换接口，以便应用于通过手机或PC 进行监控数据库的中文查询功能。

    由于篇幅所限，这里尽就Text 方式收发短信息的VB 程序开发做一下介绍。采用Text 方式收发短信息比较简单，使用VB 编写程序为方便。程序中进行初始化设定之后，就可以通过MSComm1控件下发AT 命令进行短信息发送了。下面是一段VB 的短信初始化和测试示例：

mPort=1

‘选择通信口为COM1口

MSComm1.Setting=”9600，N，8，1”1

‘设定串口通信格式：速率为9600bps，无奇偶校‘验，8个数据位，1位停止位

MSComm1.PortOpen=True

‘打开COM 口

MSComm1.Output=”AT+CSCA=”&Chr（34）&”+863800210500”&Chr（34）&”

‘设置西安地区中国联通短信息服务号码

MSComm1.Output=”AT+CMGS=”&Chr（34）&”+”&Chr（34）&”

MSComm1.Output=”Happy New Year！”

MSComm1.PortOpen=FalSe

‘关闭COM 口

2．监控界面与数据库设计

这里介绍一种中小型SMS 远程监控系统界面的设计内容。

监控系统界面主要包括系统登录界面和监控系统主界面。点击监控服务器桌面的SMS 远程监控系统图标，

出现系统登录窗口，系统在检验用户名和密码，确认有效后，即可进控系统主界面。

监控系统主界面又分为系统设置界面、短消息查询与处理界面和远程控制界面。

用户管理：监控用户名、用户密码和用户权限改，用户添加与删除管理

系统通信管理：通信格式设定、SIM 卡号码设定与短消息收发管理

现场站设置：现场单位名、站号、手机号、设备数量等的设定

现场当前信息：各单位的各个现场站点的工作状态查询;如排污口的污水或油井出油量对应的瞬时流量、累积流量，设备状态和运行时间。

息收发：监控与现场站之间短信息收发的分类记录

即时查询：现场站定时上传数据之外，监控用户可进行手动查询现场信息。

设备控制：授权的监控系统用户可进行设备的远程控制，包括参数设定和设备启停。

    四、结束语

短消息业务具有永远在线、不需拨号、价格、覆盖范围广等优势，特别适用于需频繁传送小数据量的应用，还适用于偏远地区、架设通信线路困难的地方。而以PLC 为的高性的监控系统，已经为各种各样的自动化控制系统提供了、的应用案例。本文采用GSM 网的SMS 短消息业务，实现了现场PLC 控制站、监控和移动之间的远程数据通信，这是通信技术、控制技术和计算机技术的结合，也使该远程监控系统具有、、经济、便利的显著特色。在生产流水线上、在油井旁、在气输送管道边，无论你在那儿，你就可以通过这种远程监控系统，用或计算机随时监测各种产品的产出量，并进行工况远程移动监控。该系统已在昆明、成都、大连等地多个行业投入运行，实践该系统工作性非常高。