6ES7232-0HD22-0XA0厂家供应

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4.2 PLC程序设计

    4.2.1 PLC应用程序
 
    根据多工位双面轴承加脂加盖机工作过程对控制系统提出的要求，整个PLC应用程序分公共程序、手动模式程序、自动模式程序、工位控制程序和报警程序。

    （1）公共程序主要对系统工作参数进行设定，实现良品和不良品的计数统计。

    （2）手动模式程序可单进行各工位的开或关选择设定，并可以单对各工位进行动作测试，全部为点动。在自动模式运行前，需要先在手动模式下进行设备初始化操作。

    （3）在自动循环模式下，按启动按钮，每次检测到有送料信号时，产品在流水线上的每个工位进行移位传递，完成要求的工位动作和检测，如此循环。

    （4）工位控制程序是整个系统的，根据触摸屏上工位开或关的设定和自动过程中脂检和盖检的结果，控制各工位16位操作数相应位置1或0，执行循环移位，以实现对各工位动作的控制。

    （5）报警程序进行包括设备运行不到位时、产品在流水线积压、缺料等各种故障自动识别，自动声光报警，触摸屏显示，必要时进行自动停机保护。

    4.2.2 工位选择控制编程思路

    此生产线一共有16个工位，可以对应定义16个16位的word型掉电保持区操作数%MW300-%MW330，分别对应各工位的控制位：1号%MX300.0,2号%MX302.1,3号%MX304.2，4号%MX305.3……15号%MX329.6,16号%MX331.7。1号送料工位装有光电传感器，通过该传感器对16个操作数进行移位控制，每次1号工位检测到新送过来一个产品，做一次移位，把工件位置确定下来。在需要检测工作的位置也就是3、7和13号位置装有检测传感器，产品检测到不合格时，将各操作数对应此检测位置的控制位置0，那么当移位到各工位控制位时，就不执行工位操作。

    例如：0000，0000，0000，0001表示个产品刚进来，当这个产品走到工位4，操作数是0000，0000，0000，1111，此时若脂检工位（工位3）有不合格检测信号则将各操作数的3控制位%MXm.2均置0，操作数是0000，0000，0000，1011，下一个新产品送到移位后操作数是0000，0000，0001，0111，此时%MXm.3位（4号工位控制位）是0，则4号工位不执行工位动作。依次类推，直至此不合格产品终在删除工位进行删除。

5 结 语

    将PLC和触摸屏应用于16工位双面轴承加脂加盖机控制系统，可集中处理工艺要求的复杂逻辑，能实现加脂加盖可选、单双面可选、工位可选以及设备运行中故障报警及时停机，控制灵活，大提高了系统的抗干扰能力和控制精度，从而使轴承成品的质量也随之提高。系统在实际生产中，得到了较好的验证，有较好的市场前景。3 监控系统方案设计

    3.1 PLC介绍

    3.1.1 PLC工作原理

    PLC工作方式又扫描方式和中断方式，所谓扫描方式是周而复始的执行一系列任务。任务循环执行一次称为一个扫描周期，其扫描的工作过程如下：

    （1）读输入：将物理输入点上的状态复制到输入过程映像寄存器中。
    （2）执行逻辑控制程序：执行程序指令并将数据存储在变量存储区中。
    （3）处理通讯请求：即执行通讯任务。
    （4）执行CPU自诊断：检测固件、程序存储器和扩展模块是否工作正常。
    （5）写输出：在输出过程映像寄存器中存储的数据被复制到物理输出点。

    中断方式是指当中断事件发生时则立即执行一次相应的中断服务程序，不受扫描周期的影响，响应速度快，从而进一步提高了PLC控制的性。中断事件不发生时，不扫描中断服务程序，这样可以节约扫描时间，减少扫描周期。

    3.1.2 PLC特点

    （1）PLC逻辑判断和控制能力强，抗干扰能力强，性好。PLC从硬件上采用隔离、滤波措施有效地抑制和了干扰。

    （2）扩展性和柔性好，且可移植性好，在不改变硬件的情况下，只变软件的程序就可以实现不同的功能。

    （3）编程语言丰富，可以采用不同语言编写程序，HOLLiAS? LM系列PLC支持6种编程语言，包括：梯形图（LD）、指令表（IL）、结构化文本（ST）、功能块图（FBD）、顺序功能图（SFC）和连续功能图（SFC）。给编写程序带来很大方便。

    3.2 监控系统方案

    16工位双面轴承加脂加盖机器的电气控制系统是整机系统的一个重要组成部分，其中各工位的开或关选择是保证控制系统整体性能的关键所在。根据各工位的具体控制要求，本文采用可编程控制器和触摸屏相结合的控制方案。其中PLC完成对各工位接近开关、传感器信号的采集和逻辑运算，实现对各电磁阀、步进电机等输出装置的动作控制；触摸屏实现各种参数的设置、显示以及故障报警。

    3.3 控制系统硬件设计

    分析设备工艺要求，系统需要36路数字量输入，25路数字量输出和2路模拟量输入，同时需要一点高速脉冲输出实现步进电机运动控制。系统选用和利时公司的LM 系列可编程控制器LM3106A、LM3210、LM3212、LM3221和LM3310实现控制。 控制系统结构如图3所示。

   5.2 主机架（主站）选型

    5.2.1 标准机架：（型号IC698CHS017）17 槽，后安装，支持早期90-70 产品，保护用户投资；

    5.2.2 CPU 模块：（型号IC698CPE010）10M 内存，INbbb 赛扬处理器，运行速度300MHZ，100 MHZ 内存总线，内建10/100M 以太网接口和3 个串行接口用于系统诊断；

    5.2.3 电源模块：（型号IC698PSA100），宽电压适应（90-260V），大容量，具有过压过流保护；

    5.2.4 机架风扇组件：（型号IC697ACC724）用于机架系统散热；

    5.2.5 后备锂电池：（型号IC698ACC701）在系统断电情况下可使用6 个月；

    5.2.6 智能总线控制器GBC：（型号IC697BEM731）用于和分布式I/O 模块通讯，支持32 个从站，通讯距离远，大可达2300 米，支持冗余总线；

    5.3 分布式I/O 模块（从站）选自选型配置

    5.3.1 电源模块：（型号IC200PWR102）具有短路和过载保护，既能做主供电电源，也能作为辅助供电电源；

    5.3.2 网络接口单元：（型号IC200GBI001）用于从站和主站之间的通讯，支持网络冗余，端子连接；

    5.3.3 模块底座：（型号IC200CHS022）紧凑式盒式接线端子I/0 底座；

    5.3.4 通讯模块底座：（型号IC200CHS006）为现场总线通讯模块提供机架，底板通讯；

    5.3.5 开关量输入模块：（型号IC200MDL650/241）32/16 点输入，支持带电热插拔，每回路均有LED 指示灯，同时还有显示模块本身电源状态和外部电源状态的指示灯；

    5.3.6 开关量输出模块：（型号IC200MDL742）32 点晶体管输出，支持带电热插拔，响应时间短，16 点一组，2 组隔离；

    5.3.7 模拟量输入模块：（型号IC200ALG230）4 点输入，12 位分辨率，支持带电热插拔；

    5.3.8 模拟量输出模块：（型号IC200ALG320）4 路输出，12 位分辨率，支持带电热插拔

2 系统设计特点

    2.1 采用三电（EIC）一体化控制，系统采用集散型PLC 实现分布式网络控制，确保系统运行稳定，实现仪表、电气及自动控制系统的集成控制；

    2.2 PLC 之间的通讯采用的光纤环网,上位机、PLC 之间的通讯采用工业以太网结构，PLC 与变频器之间的通讯采用直连的方式，确保系统具有良好的稳定性、性、开放性、性；

    2.3 在完成基础级自动化的基础上，统一规划二级网络结构，预留与MES 系统的通讯接口，同时在二级系统上实现初步的管理调度功能和初步的资源规划。

3 系统概述

    淄博宏达钢铁有限公司2×507m3高炉PLC 系统由10 套单PLC 构成，按工艺流程分：3#、4#高炉本体系统，称为PLC31 控制系统、PLC41 控制系统（本体系统）；3#、4#高炉槽下设备称重与炉设备控制系统称为PLC32 系统、PLC42 系统（炉上料系统）；3#、4#高炉热风炉数据采集与阀门控制系统称为PLC33系统、PLC43 系统（热风炉系统）；煤气净化系统称为PLC5 系统（3#、4#高炉共用此系统）、综合泵房系统称为PLC6 系统（3#、4#高炉共用此系统）。所有PLC 控制系统通过光纤环网连接在一起。

1 前 言

    随着现代建筑业的飞速发展，桩基础已从木桩逐渐发展为钢筋混凝土桩或钢桩。校基础的施工方法和施工机械也有了的发展。桩的类型大体上可分为两大类：预制桩和就地灌注桩。预制桩主要采用锤击的方法将其打入土壤中。其施工机械也从刚开始坠锤、蒸汽锤和柴油锤，发展到振动锤。液压振动桩锤的优点是噪声小，随着人们环保意识的不断加强，也将足打桩设备发展的必然趋势。就地灌注桩是由相应机械成孔后，灌注而成。就地灌注校机械品种繁多。从近年来我国进口的设备情况和工程机械展览会来看，钻孔机成为灌注桩机械的主力军。它的发展也是相当的。

    振动桩锤是一种广泛应用各种基础施工工程的沉拔桩施工机械，由于具有噪音低，沉桩效果好，可在水下作业等优点。

2 设备结构以及工作原理

    2.1 设备结构

    振动桩锤部件是一台能耐高加速度的特殊耐振电机，其轴温可耐95摄氏度，能短时过载使用且有较高的启动转矩。其大体结构分为减振框架、振动器、液压夹头、液压操纵箱、导向装置和电气控制箱等六部分。

    2.2 工作原理

    当设备启动前，先用吊车将振动桩锤落到桩上，并将夹头夹在桩管上。然后开启油泵，启动液压夹头夹紧，通过液压操纵箱，使夹头压力达到 10MP。当夹头夹紧后，主机随即启动，开始进入正常工作状态。液压夹头由油缸、杠杆、滑块、压块等组成，在工作时，它能将桩夹紧，把振动器所产生的激振力的传递给桩，由液压系统中的高，通过高压软管进入油缸，油缸中的活塞推动杠杆，杠杆推动滑块把桩夹紧。振动器主要由振动箱、偏心块、轴、齿轮、皮带轮等组成，耐振电机通过三角带把动力传递给振动箱内一对相啮合的圆柱齿轮上，齿轮与偏心块分别装在两根轴上，偏心块高速度旋转，产生了垂直振动（即激振力），带动桩体运动。

3 系统设计以及硬件配置

    3.1 系统设计

    考虑该设备使用在露天，潮湿，腐蚀性大，振动大等特殊场合，我们选用了具有三防（防湿热、防霉菌、防盐雾）处理，并装有防振性能好的WAGO 接线端子的和利时LM系列PLC以及HT6000系统触摸屏。保证设备在湿气、盐喷、潮湿、高温、振动大以及各种化学品侵蚀的恶劣环境下，仍能运行。

    为了操作方便以及节约成本，我们采用和利时LM3107E带有1路模拟量输出以及2路模拟量输入的CPU模块，通过触摸屏去调节变频器频率，并反馈运行电流。

    同时根据设备在现场的使用情况，我们设计了远程控制装置，对设备进行远程无线控制，大大提高了工作效率，同时也了现场操作人员的生命。

    3.2 硬件配置

    LM3107E模块额定工作电压220VAC，自带23点I/O，提供12路DC24V输入和8路继电器输出；同时可进行2路模拟量输入和1路模拟量输出处理。

    HT6600C触摸屏和LM3107E PLC是通过RS232串口进行通讯，产用MODBUS通讯协议。变频器的频率调节是通过 LM3107E本体上带的一点模拟量输出信号进行控制，可以选择0～10V或者0～20mA两种控制信号。无线按钮是通过工业遥控器实现，把接收装置通过硬接线方式连到PLC数字量输入端。而发送装置者可以在100米范围内进行无线遥控操作。

4 程序设计

    4.1 下位PLC程序设计

    该下位程序分主程序；自动控制、手动控制以及配方三个子程序。为了让客户操作方便，在自动控制子程序里面，实现一键控制设备运行全过程。在运行前先设置变频器量程，主机电流限制值，保压以及补压时间值等相应参数。然后只要一触发设备启动按纽，油泵以及夹头紧先工作，当液压夹头达到预定的 10MP后。自动启动主机，振动桩锤开始工作。为了设备运行，程序设定每隔一定时间夹头紧运行进行补压。同时为了保护设备，当主机运行电流连续过限制电流几分钟后，出现主机过载报警画面，并强制停止主机。

    为了防止误操作，在主机运行过程中不允许关油泵和松夹头，如出现误操作就出现误操作报警提醒画面。

    同时该PLC的编程软件具有视图功能，可以通过视图功能方便的进行程序模拟调试，避免了要经常通过触摸屏来进行调试并修改程序的麻烦。大大节省调试的时间，提高工作效率。

    4.2 上位触摸屏程序设计

    该触摸屏装有LM系列PLC的驱动，所以通信地址连接方便。触摸屏程序分中英文两种语言，各画面间互相切换。一些重要的参数设置了密码保护，防止误设置而损坏设备。为了使设备运行逼真，采用了主机运行动画显示功能。

5 结束语

    随着国家为拉动内需，刺激经济增长在修路、建桥等民生工程的大量投入，振动桩锤的发展也将借此东风而发展。而快速发展的同时，我们也要考虑到怎样把的自动化技术融合到该行业当中，使该设备精益求精，使设备的单体工作效率发挥到大。通过该成功案例的描述，希望能对该行业起到投石问路的效果。