西门子模块6ES7211-0BA23-0XB0大量供应

西门子模块6ES7211-0BA23-0XB0大量供应

橡胶是汽车轮胎制造的主体材料,而炭黑是轮胎生产中的一种重要成分。炭黑输送机在轮胎制造行业里是一种且非常重要的一种工业设备。为了避免人工操作出错,采用自动控制技术(可编程控制器PLC)实行自动输送机器的控制,通过炭黑扫描防错系统,控制炭黑输送中炭黑品种的正确性。 

1 引言

橡胶是汽车轮胎制造的主体材料,而炭黑是轮胎生产中的一种重要成分。炭黑通过一定的时间、压力和温度能够和橡胶充分的混合,使生产出来的轮胎具有损、的作用。生产不同的胶料时,使用不同的炭黑品种,炭黑品种的正确是轮胎生产中保证轮胎品质的道关,它对轮胎的品质起着举足轻重的作用。炭黑由人工将盛装炭黑的太吊起,并经由压送罐通过管道输送进入混炼机台的日储斗,由于人工作业的存在,经常会因人为疏忽,造成炭黑品种输送错误,没有将正确的炭黑品种送入的日储斗中,导致生产出的胶料不合格而不能使用,造成原材料的度浪费及生产成本的大幅提高。在这种情况下,为了提升轮胎的品质,炭黑扫描防错系统就应运而生了,通过炭黑扫描防错系统,我们能够控制炭黑输送中炭黑品种的正确性。

2 系统综述

炭黑扫描防错系统工作过程如图1所示,每个炭黑太都有一个条形码,条码包含生产厂家、进货日期、流水号、炭黑品种等信息,并在压送罐入口处增加一个电磁气动阀门。在输送炭黑时,作业员选储斗,然后用扫描对条形码进行扫描,扫描自动将条码信息传送至服务器,上位机从服务器读取条码信息,并同时从PLC读取数据以分析选储斗的情况,进行验证,如该炭黑品种与日储斗设定的炭黑品种相符,阀门打开,输送正常进行;如该炭黑品种与日储斗设定的炭黑品种不相符,阀门不打开,并且报闪烁,提示作业员,输送无法正常进行;报警时换正确的炭黑品种或重新选储斗;计算机生成数据报表记录炭黑输送的时间、品种、数量及炭黑日储斗号。

3 系统实现

炭黑扫描防错系统在控制室增加上位机,现场增加1把扫描,扫描炭黑太条形码,通过无线网络进入服务器条形码数据库系统,上位机实时从服务器读取条形码信息。现场机台各个日储斗日储斗信息接入到PLC系统,由上位机与PLC实时通讯,读取日储斗信息;并与从数据库读取的条形码信息进行验(上位机内已存储各个日储斗炭黑品种的信息),如日储斗和炭黑品种正确,则上位机输出给PLC信号,PLC打开相应的入口阀门;如判断信息错误,则不打开阀门并报警。

4 系统组成

炭黑扫描防错系统由检测系统、控制部分、报警部分组成。

(1)检测部分。无线红外线扫描扫描炭黑太条形码,磁性开关检测阀门的开、关位,漫反射开关检测炭黑太是否被吊起,现场机台各个炭黑储存日储斗信息输送到新增的PLC系统。(2)控制部分。上位机与PLC实现通讯,把日储斗信息送给上位机;然后计算机对日储斗与炭黑品种信息进行判断(计算机内已存储各个日储斗预设的炭黑品种),如果日储斗和炭黑品种相符,则计算机输出信号给PLC,PLC打开相应的阀门;如果日储斗和炭黑品种不相符,则不打开阀门并报警。其中每个入口阀门都可以通过手动和自动两种操作模式来实现。(3)异常报警部分。炭黑品种和所选日储斗不相符,入口处阀门不打开并报警,所有报警信息都会在计算机里生成记录方便观察及维修。

5 PLC选型与原理

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字量、模拟量的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的主导地位,是其他控制技术无法取代的。根据系统的设计要求,选用欧姆龙PLC。 

6 结语

本课题采用可编程控制器PLC实行自动输送机器的控制,通过炭黑扫描防错系统,控制炭黑输送中炭黑品种的正确性,提升了轮胎的品质,降低了企业生产成本。从系统的应用情况看仍存在一些需进一步完善的问题如网络通信功能和控制技术及策略如智能控制;除了电脑显示画面外,还可提供报警语音提示与画面显示相结合的系统,如出现故障则发出语音和画面同时输出。

1工艺简介

韶关钢铁公司全连续棒材车间按工艺设施分为4个区域：加热炉区、轧机区、冷床区及精整区，其轧机能力为30万t，产品规格为由10一16 mm圆钢及带肋钢筋。轧线设备为全连续19架轧机布置，如图1所示，其中精轧机组的15、17、19机架为平一立交替型式。终实现无扭轧制，轧制出口速度15m/s。

轧制过程为：钢坯(160×160×lO 000)经过上料台架、上料辊道进入步进式加热炉加热，然后由炉尾的出炉辊道单根输送至炉后辊道上，钢坯经550×3+4550×4粗轧机组轧制7个道次，轧成68 mm的中间圆断面，由粗轧机组后飞剪切去肥大且温度较低的头和尾，再进入∞80×6中轧机组轧制4或6道次，继续进入320×6精轧机组，轧制6个道次轧成要求的l0一16 mm的成品断面尺寸。粗、中轧机组各机架间以及粗中轧机组间轧件采用微张力控制进行轧制，在精轧机组前以及精轧机组各机架间设有垂直活套，轧件可实现无张力活套控制进行轧制。精轧机组轧出的轧件经轧后输送辊道被送至倍尺分段飞剪机处，被分段飞剪机前夹送辊夹住送入分段飞剪，将其剪切成适应冷床长度的商品材倍尺长度。

2张力活套控制

全连续棒材车间采用了SIEMENs s7系列PLC完成工艺控制过程，系统按照当前较为的监控级+基础级+现场总线的模式构建。微张力控制、自动活套控制为整个轧线控制系统的部分，由l套PLC系统完成，PLC系统之间通过以太网及MPI网互联，实现信号的相互传递。自动化系统采用sI—EMENS S7—400 PLC+PROFIBus DP的结构形式，组态如图2所示。

由于热连轧时，张力会引起轧件尺寸形状的波动，理想状态下，希望料钢上张力为零或在很小的范围内。但由于各个机架的压下量和轧制速度设定值不合适，咬钢时的动态速降，轧件长度方向上的水冷黑印和头尾温度差，轧辊热膨胀、磨损，轴承中油膜厚度的变化等原因，都会在轧件上产生张力作用。为了保证连轧顺利进行，往往采用很小的张力轧制，保证连轧过程正常进行的基本条件是各机架在单位时间内的“秒”相等，实际生产中，由于坯料、温度、轧机等方面的影响，常常会出现秒不等，连轧关系被破坏的情况，因此需要采取一定的措施使相邻机架秒相等。热连轧生产时有2粪方法可实现秒相等和傲张力恒定：微张力轧制和无张力活套连轧。

2 l微张力控制

轧件在粗、中轧机组各机架间，实现微张力控制轧制，采用主传动电机电枢电流比较法进行微张力控制，即在轧件轧人相邻下游一架轧机之前和之后，在轧机主传动电机均达到稳定状态时，分别测量并存储本架轧机的电枢电流值I、I1。，通过比较I、I1，的差值，反应堆锕或拉钢及堆拉钢的程度，通过调整奉架轧机的速度.使电流差值达到允许范围。这个调节只有有轧件在各机架问穿料过程中进行。调节过程中对原速度设定值进行了修正，修正后的建度值被存储，并作为下一根轧件的初始设定值。经微张力控制后，轧件断面上张应力能控制在1—5 N/mm2。

2 2自动无张力活套连轧控崩

精轧机轧制后的型材经过处理就是成品.精轧机轧制是型材生产的链后一道轧制T序.精轧机工作的好坏，直接影响到产品的质艟.为了使精轧机能够稳定地共和作，要求精轧机的速度恒定，即单位时间内通过备机架的金属体积相等(秒相等)，对于网钢热连轧过程来说，保持“秒”相等的主要手段是靠精轧机器机架间活套的调节，从这个意义上说.活套是实现连轧的关键。

因此在这些机架之间各设一活套，如图3所示，每个活套处没有活套高度扫描器，用于检测实际的活套高度，并与设定的活套高度值进行比较，当实际活套高度大干设定值，则活套上游各架轧机主传动电机降速，当实际活套高速小于设定值.则上游各机架电机升速.直至活套值与设定值相同.再恢复正常轧制速度。在活套控制过程中，上游各机架速度的调节由级联控制系统实现，保证轧件在这些机架间在一定的活套量下进行轧制，以实现无张力轧制的要求。经调整后稳定活套的速度值应存储下来，作为下一根钢的设定值。

每个活套的控制系统实际上由3部分组成：一部分是活套的逻辑控制部分，它负责产生起套、收套等动作;另一部分是活套的模拟越调节部分，它负责纠正活套的位置偏差;还有一部分是活套高度扫描器，它是衍套套量的检测元件，其灵敏度和精度直接影响柠制能夼正常T作。活套控制程序如图4所示。 

3结束语

该轧机张力话套控制系统采用分布式结构，充分利用PLC、现场总线和计算机网络通信等技术.使系统较好地满足了生产工艺的要求，吸收了轧线上的速度波动.稳定了精轧机的速度.提高了成品质量，降低了轧废率，创造了可观的经济效益。该套轧机已经连续生产几年.实践证明该系统稳定，运行。

金川集团公司选矿厂二选车间磨矿系统是七八十年代建成投产的老系统, 多年来经常出现球磨机滑动轴承烧瓦事故,影响设备正常稳定运行。其主要原因对球磨机滑动轴承没有的自动监控保护系统,以普通二类电器组件为主,仅依靠电接点压力表对球磨机滑动轴承轴瓦进油压力进行压力信号采集以判断轴瓦是否断油,通过继电器连锁电路进行跳车保护, 这种状况常造成球磨机滑动轴承烧瓦事故,造成事故停车, 影响生产, 造成经济损失。因此, 对二选车间磨矿设备电器保护系统改造势在必行。改造工程采用P L C系统将球磨机轴瓦温度和油压进行实时监控, 实现声光报警和故障自动跳车。改造后有效控制了设备运行状态,保证乐设备稳定运行,杜绝了故障停车。

1 系统总体方案

系统包括一个网络总站和五个现场控制站。PLC选用德国Siemens公司的可编程控制器S7-315和PROFIBUS-DP现场总线。PROFIBUS-DP是PROFIBUS的协议模型的一种, 即分布式 I/O。该总线具有以下特征：通道分配是基于主- 从方式的令牌传送;数据可由双绞线或光缆传输;开放的总线系统可自由扩展多家厂商的产品; 模块化的扩展方式。系统各非电量模拟参数的采集由各传感器/变送器完成。考虑工业现场环境与系统综合性能, 采用敏感元件与变送器一体化的传感器。远传信号采用通用4mA ～20mA 标准大信号。

系统通过现场总线获得各磨机运行状态数据;通过S7-315DP管理各现场I/O站;通过工业计算机提供人机界面( 报表、监视、查询、);通过S7-315DP执行应用程序在PC机关机条件下立完成系统监控功能。通过一个开放的标准化现场总线系统连接各个部件,见图1。

2 系统主要功能

2.1 网络功能

针对磨机在油温油压控制方面的缺陷,选用德国Siemens公司的可编程控制器S7-315,作为网络总站管理各现场I/O站,网络总站控制柜设在中控室; 选用SIMATIC ET200M模块化I/O站作为现场工作站对模拟输入信号进行控制。通过一个开放的标准化现场总线系统对球磨机轴承巴氏合金轴瓦温度和油压进行模拟量数据(4mA～20mA)采集,数据经网络工作站ET200M中的模拟量输入(AI)模板SM331处理成为数字信号通过Profibus-DP总线传输给网络总站和现场控制站。

2.2 数据采集功能

一体化温度传感器/ 变送器和压力传感器作为一次仪表对球磨机和同步电动机轴承巴氏合金轴瓦温度和油压进行模拟量数据(4mA～20mA)采集,数据经网络工作站ET200M中的模拟量输入(AI)模板SM331处理成为数字信号通过Profibus-DP总线传输给网络总站和现场控制站。

2.3 监控功能

系统通过数字量输入(DI)模板SM321将低压开关柜送来的外部数字信号( 如磨机开停车信号)转换成S7-315内部信号电平通过Profibus-DP总线传输给网络总站。

系统通过输出(DO)模板SM322将网络总站内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平(声光报警、跳车信号)通过Profibus-DP总线传输给现场工作站,进行声光报警和自动跳车。

网络工作站(见表1)其主体为西门子公司SIMATIC ET200M模块化I/O站,每个I/O站包含有电源、IM153模板用于连接现场总线、S7-300自动化系统的I/O模板包括模拟量输入(AI)模板SM331与数、字量输入(DI)模板SM321、输出(DO)模板SM322及其它附属设备。

(1)SM321数字输入模块。

数字输入模块将过程送来的外部数字信号电平转换成S7-300内部信号电平。这种模块适合于接开关和二线接近开关。本系统用于判断磨机开停车状态。

(2)SM322数字输出模块。 

SM322数字输出模块将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平。该模块运用于连接电磁阀、接触器、小电动机、灯和电动机启动器。在本系统用于输出或控制声光报警。

(3)SM331模拟输入模块。

模拟输入模块是将过程的模拟信号转换成S7-300内部处理用的数字信号。该输入模块可以连接电压和电流传感器、热电偶、热电阻传感器。本系统是将各传感器/变送器采集的各非电量模拟参数转换成S7-300内部处理用的数字信号经现场总线传输到总站。

3 数据采集

系统各非电量模拟参数数据采集点的选择和信号采集的准确度和性是决定磨油温、油压在线监控系统这个项目成功与否的重要因素,这是一个难点。如果数据采集不准确,整个系统形同虚设。系统各非电量模拟参数的采集由各传感器/变送器完成, 每一机组都设立一个立的DC24电源向传感器供电,工业标准两线传感器信号连接到PLC模拟输入接口。如图2,对于轴瓦油压的数据采集点设置在稀油润滑站出油管路上可以保证所监测到压力的性; 油温信号的采集点无法直接接触运行中的油面, 只有在瓦背上钻一个洞接近巴氏合金表面, 将温度传感器插入其中采集数据, 该数据是油温经巴氏合金瓦面测得,因此有误差;需对这些监测数据在计算机系统中的读数与实际值进行反复较核, 以确保计算机系统的参数能够反映客观数值。

4 结语

该系统改造以后,对油温、油压进行实时监测及保护, 从方案上解决了对轴瓦的保护问题。另外,一体化温度传感器和压力传感器比电接点压力表性强, 故障率低, 保证了对油温、油压的实时监测。可编程序控制器比二类电器使用寿命大大加长,保证了系统的稳定性,对轴瓦的保护为。

结合大同煤业集团马脊梁煤矿的生产实际，设计了基于S7-200PLC 与组态王6.52 的远控液压给煤机。论述了其液压系统的组成、工作原理，说明了远程电控系统的结构及工作原理，分析了远控系统的主要功能。远控系统使用组态王6.52 设计控制界面，可直接触摸屏幕进行控制、也可用鼠标控制; 能够在300 m 外的室通过PLC 及旋转编码器控制给煤机闸门的开度，在78°的范围内，实际误差小于1.2°。1 a 多的生产实际证明，该给煤机噪声小、给煤能力大，控制稳定。 

0 前言

大同煤业集团马脊梁集运站以前主要使用电机振动给煤机、输送带把洗煤厂精洗过的煤送至装车系统，电机振动给煤机存在煤块破碎、易堵塞、噪声大、给煤量小、给煤量无法调节等缺点，为了减少装车时间、控制装车量，设计了基于PLC控制的新型远控液压给煤机，主控计算机安装在室，距现场PLC 的距离大于300 m，在组态王组态的人机控制界面上可控制给煤要求的闸门开关、破拱、振动等动作;通过旋转编码器控制闸门旋转的角度，从而地控制给煤量;并能直观地在控制界面上动态显示。主控计算机与PLC 之间采用MPI 通讯协议，实现了数据的远距离传输。可直接触摸屏幕进行控制、也可用鼠标点击控制，操作简单、灵敏，能够实现就地控制，也可实现远距离(>300m)控制。

该给煤机运行1 a 多以来， 改善了现场工作环境，减少了操作人员的装车时间，运行，使用状况良好，好地满足了生产要求。

1 液压系统的工作原理

给煤机具有液压破拱、振动给料、弧形闸门转动等控制，液压控制系统原理如图1 所示。

液压系统中，换向控制集成块4、6 通过液压缸5 的活塞杆控制弧形闸门的转动， 换向控制集成块10 通过液压缸9 的活塞杆实现破拱动作。在电磁溢流阀12 卸荷情况下，电动机空载起动。旋转编码器为Autonics E40000 型，每转发出1 000 个脉冲，通过平行四边形机构与闸门转轴相连接，能保两者旋转的角度相等。

液压泵1 启动后， 液压油通过单向节流阀2 流入蓄能器3，当蓄能器中的压力达到压力继电器11的调定压力后，11 发出信号， 电磁溢流阀12 失电，液压泵卸荷。液压泵1 正常工作时，当换向控制集成块6 中的A 口与C 口、B 口与D 口相通时， 弧形闸门开启;当换向控制集成块6 中的A 口与B 口、C口与D 口相通时，液压缸5 活塞伸出，弧形闸门关闭。突然停电时，液压泵1 停止供油，换向控制集成块4 的A1口与B1口、C1口与D1口相通， 在蓄能器3 中的高压油的作用下，弧形闸门关闭，避免煤仓中煤继续落到输送带上， 造成输送带无法启动现象。

2 远控系统结构与工作原理

该远程控制系统可控制6 台液压给煤机。其组成：elo 触摸屏;610H 型研华工控制机;CP5611 通讯卡、西门子S7-200 226 型PLC;EM221 扩展模块;EM223 扩展模块。如图2 所示。

工控机上装了组态王5.2 和STEP 7 -Micro/WIN V4.0 sp4。使用组态王组态控制界面。控制界面之一如图3 所示。

在工控机中加装了西门子CP5611 通讯卡，工控机与S7 之间采用MPI 通讯协议， 实现信号的远距离传输， 本控制系统中信号的实际传输距离为300 m。由于需要控制6 台给煤机， 控制的动作较多，所以输入输出点数较多：输入48 点、输出32 点共80 个I/O 点， 而S7-200 226CPU 只有24 个输入点、16 个输出点共40 个I/O 点， 不能满足实际I/O点的需要，加装了EM221、EM223 两个扩展模块。

3 远控系统的主要功能

根据实际给煤作业的要求，该控制系统有远控及就地控制2 种功能，为了方便设备的日常保养与维护，就地控制主要实现闸门开关手动、破拱手动、振动点击手动等控制功能。为了能在装车室远程控制给煤机，方便、地完成煤炭装车任务，远控系统主要实现如下的控制功能：

(1)闸门旋转角度的控制

为了控制给煤量的大小，就需要控制闸门的旋转角度。所开发的远控液压给煤机闸门旋转角度的理论误差小于0.2°， 在实际应用中，由于机械摩擦、机械刚度及液压油弹性的影响， 在旋转角度为0~78°内， 实际误差小于1.2°。旋转角度的控制过程：在控制界面中，按下“闸门开度输入”按钮，输入要求的闸门转角，根据旋转编码器的型号转换为一定数量的脉冲数，PLC 中高速计数器测得旋转编码器的实际脉冲数，当输入脉冲数与实际脉冲数相等时，闸门停止转动，保持在要求的位置。本研究所用Autonics E40000 型，每转发出1 000 个脉冲，脉冲数N 与旋转角度φ 的关系为

因为脉冲数应该为整数，所以N 值应该取为整数。

(2)破拱控制 

当给煤机的上方出现煤拱，需要破拱时，可按下“破拱”按钮，控制破拱活塞杆的升降。通过PLC内的时间继电器的合理设置， 点动破拱按钮一次，可以实现如下的破拱动作：破拱活塞杆上升3 s，到达破拱位置;为了减少液压冲击，同时也给电磁换向阀一定的换向时间，在此停留1 s，随后破拱活塞杆下降4.2 s，到达破拱位置，完成一次破拱循环。

(3)振动电机控制

在开始给煤之处， 煤仓中的煤处于静止状态，为了加快其流动，开机时，在PLC 中设置振动电机自动振动30 s。在工作过程中，当出现煤拱或者下煤不畅时，按下控制界面上的“电机振动”按钮，2 个振动电机同时振动，要停止振动，再次点击该按钮即可。

4 远控给煤机的特点及应用情况

远控给煤机与其它型式给煤机相比具有如下特点：

(1)给煤量调节方便、准确在触摸屏控制界面上，输入闸门的旋转角度，传输至PLC，PLC 通过旋转编码器能够控制弧形闸门旋转至该角度，从而控制给煤量;

(2)噪声小，63 db，比原来使用的电机振动给煤机降低了31 db，在给煤过程中抛洒少，减轻了现场清理的工作量，大地改善了职工的劳动环境;

(3)运行稳定，不论是数据的远距离通讯还是液压系统均运行稳定。能耗低，维修量小，运行;

(4)输送量大，单台给煤机可达2 400 t/h，输送效， 装车时间由原来的3 h 减少到不足2 h，减少了装车人员的工作时间，明显地提高了装车作业效率。

5 结语

(1)分析了基于PLC 与组态王的远控给煤机液压、电气控制系统的组成及工作原理。

(2)基于PLC 与组态王的远控给煤机可实现远程自动控制。亦可现场手动控制。运行稳定、。

(3)能够实现给煤量的控制，控制误差小。在旋转角度为0~78°内，实际误差小于1.2°。