6ES7232-0HD22-0XA0产品规格

6ES7232-0HD22-0XA0产品规格

一、 系统概述
FA506型细纱机是目前成纱质量好，自动化程度高，操作简单，便于管理的环锭细纱机，适用于纯棉或化纤的纯纺和混纺的细纱工序，尤其采用PLC作控制器，不但提高了控制精度，而且解决了生产管理方面存在的缺陷，大大降低操作者劳动强度；同时锭子曲线控制也提高了纱线的质量，保证了纱锭成型，提高了全机的产量。
系统设计特点:
1、 用PLC控制整个纺纱过程，具有程序开车、钢领板自动升降、中途停车后自动跟踪开车、自动落纱、自动留头等。
2、 设定纺丝的工艺参数，依据工艺要求自动协调控制；实现定长落纱和锭子速度曲线控制。
3、 显示纺纱过程的锭速、牵引倍数、细纱号数、捻度以及班产累计等。
4、 采用数字通信，提高了系统的抗干扰性。
二、 系统硬件
电气控制系统包括：数字量输入及数据检测部分、可编程控制器部分、执行机构、人机界面。
１、 数字量输入及数据检测部分：
1） 各种数字量开关 包括开停车开关、功能开关，用于开停车与实现工艺要求的各种功能动作。
2） 三自动检测部分 由关主电机、下钢板、刹车传感器构成。其作用为当落纱开始后能自动适位停车、自动留头、为重新开车降低断头创造条件。
3） 数据检测部分 由主轴、前罗拉、后罗拉传感器组成。其作用是自动检测纺纱过程中主轴、前后罗拉的运行数据，为计算班产量、锭速、牵引倍数、细纱号数、捻度等工艺参数以及为锭子速度曲线控制提供数据。
２、 可编程控制器（PLC）部分：
该部分主要由西门子S7226主机与扩展模块构成，可编程控制器专为工业环境而设计的通用自动化装置，它吸取了微电子技术、计算机技术及自动化技术的新成果，采用可编程的存储器，实现逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算，并通过数字式、模拟式的输入和输出控制各生产过程，西门子S7226主机有16点数字量输入、24点数字量输出，可带7个扩展模块，本系统设计所有数字量输入全部由主机完成，模拟量输入由扩展模块有EM235完成
３、 执行机构
包括主电机、吸风电机、钢领板升降电机、自动润滑装置、自动清洁装置、变频器、落纱电源等，用于完成纺纱过程的全部工艺动作。其中变频器锭子速度控制由变频器、锭子传动部分、主电机构成。其作用是变频器根据PLC的指令（锭子速度控制曲线）自动调整锭子运行，提高纱线质量和产量。
４、 人机界面
采用TP27触摸显示屏做人机界面，完成参数设定、显示，可直接设定锭子运行曲线，实现控制柔性化。并能根据工艺要求修改参数。TP27与PLC 之间以PPI协议通讯。

二、 软件设计：
电气控制软件分为：控制主程序、参数设定显示子程序、计算采样子程序、数字通讯子程序和锭子运行曲线子程序。
１、 控制主程序
软件主控制程序部分，依据工艺要求编制的程序，上电后自动检测各开关量和传感器输入的数据，完成整个纺纱过程自动控制和调用子程序。
２、 参数设定显示子程序
主要依据TP27配置完成参数设定显示，包括班次设定、错误设置提示，总产量、班产量累计显示、锭子速度、前罗拉速度、牵引倍数、捻度、产量、细纱号数等参数显示。

３、 计算采样子程序
主要依据主轴、前罗拉、后罗拉数据检测传感器采样结果以及设计参数完成系统计算，用以完成各类显示参数的计算及定长落纱等功能。
４、 数字通讯部分和锭子运行曲线子程序
主要采用自由口通讯协议完成与变频器的。ＳＭＢ３０自由口通讯控制寄存器设置为自由口通讯方式，程序通过接收中断和发出中断以及发送指令ＸＭＴ控制通讯口的操作，在自由口通讯方式下通讯方式由程序梯图控制。ＳＭＢ３０还定义了波特率、校验方式和数据长度等。为了使锭子运行曲线平滑。在设定的点与点之间采用数学建摸的方法拟合发送参数。
三、 通讯设计：
该控制系统大特点是应用数字通讯方式完成TP27与ＰＬＣ以及ＰＬＣ与变频器之间的。PLC的Prt0口与TP27连接，以PPI协议通讯完成参数设定显示， Port1口与变频器相连，以自由口协议通讯完成锭子运行曲线控制，以往我们进行锭子速度曲线控制时只能选用模拟量来控制变频器运行，这样硬件成本高且控制精度较低。采用数字通讯后，硬件仅为一条屏蔽线，抗干扰能力增强，为实现联网传输控制参数提供了条件，降低了控制成本;数字通讯、高性和大的提高了机器性能比和市场竞争能力。
四、应用效果
ＦＡ５０６型细纱机控制系统前身采用ＰＬＣ开关量控制和协议参数仪构成，全机控制精度低，性和抗干扰性能差，系统成本高。采用西门子S7-226系列ＰＬＣ构成系统后，全机控制采取数字通讯方式，控制精度高，性和抗干扰性能大为提高。利用“提高软件设计水平来降低硬件投入”原则，大降低了系统成本，单机实现成本降低达控制系统的１０％左右，大提高了产品盈利能力，市场前景十分广阔。

1 引言
印刷机是一个精度较高的机械，印刷品的好坏一方面取决于机械加工以及安装精度，另一方面取决于水路，墨路的平衡以及合压的准确性。为使印刷出来的产品性能稳定，采用了以V80系列PLC为主控器的控制方案。
2 系统结构
V80系列PLC海维深科技有限公司开发的一款通用型高性价比的小型可编程控制器，采用32位CPU芯片和高速逻辑解析ASIC芯片, 程序扫描速度快，每条基本指令仅需0.2μs，I/O控制点数多达256点，用户存储空间大，性能稳定。
由于双色印刷机的输入，输出点较多，因此采用了双机通讯。上位机采用V80系列产品M40DR+E16D+E4DA2，主要负责主传动的控制，各机组离合压的控制，以及气泵，气阀的控制等。下位机采用V80系列产品M40DR+E8AD2，主要负责水辊电机的控制，主传动的调速输出，调版电机数据采集等。同时选用了一台eView触摸屏，主要负责水辊电机速度显示，调版显示，以及整机故障显示等。

其中，上位机与下位机采用了RS485通讯，通讯协议采用Modbus协议。在设计中，每个机组既要考虑到控制，包括本位机组的急停，按钮；还要考虑方便操作，包括每个机组均应有正点，反点按钮。这样就造成一方面输入点增加很多；另一方面，走线也很不方便。因此，采用双机通讯，可以很好地解决此问题。
双色机的每一色组，都有水路和墨路装置。为了便于水辊速度的调节，每根水辊都用一个变频器控制，同时，主电机速度也需要变频器调节。因此，为了实现多路速度调节，采用了V80－E4DA2模拟量输出模块，它将PLC方给出的数字量，根据相应的算法，转换成0～10V直流电压输出，很好地实现了多路速度调节要求。
对多色机来说，调版是一个比较繁琐的过程，各组版对正的精度会对印品产生很大的影响。如果套印不准，印刷品就会出现字面重叠或影像不清。一般来说，印版轴向调节范围为-2mm～+2mm，周向调节范围为-1mm～+1mm。如果使用手动调版，会浪费很多时间，而且精度不高。为了实现自动打版，在版辊上安装了电位器，通过电位器将模拟量传送给V80-E8AD2，经过PLC处理，可将版辊的转动精度很好地控制在打版范围内。
通过触摸屏,用户可以自由地组合文字，按钮，图形，数字等来处理或监控管理随时可能变化的信息，能明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变得简单生动。使用触摸屏，还可以使机器配线标准化，简单化，同时也能减少PLC控制所需的I/O点数，降低生产成本，也相对提高整套设备的附加。

3 系统设计
3.1 给纸设计
印刷机整体的电气设计对时间的要求严格，在机器的很多地方装有接近开关，用来检测不同的时间点。在印刷过程中，走纸的好坏是影响机器质量的一个重要环节。所谓纸走的好坏，指的是无歪张，双张等现象，如果有歪张，双张现象，在高速情况下，就会将走坏的纸，卷入机器内，从而破坏胶皮，给用户带来很大损失。
给纸过程的流程。

按照上述流程编制的程序，在速度增高至7000r/h 后，会出现歪张锁不住现象，主要是因为光头反应时间和磁铁动作时间滞后造成。为了让电磁铁输出提前，采用中断编程指令的输入输出刷新指令，使电磁铁输出立即执行，提前了电磁铁动作时间，即使在12000r/h 的速度下，也能很好的锁住有故障的纸张。
3.2 离合压设计
离合压的准确性，对印品质量的好坏有着直接的影响。合压过早，会弄脏压印辊筒，给操作带来很多不便；离压过早，会使后一张纸印不上完整的图案，造成纸张浪费。
印刷时，版辊筒与胶皮辊筒先合压，胶皮辊筒与压印辊筒后合压。由于印刷速度是多段速，在3000～12000r/h之间，根据用户需要可选择不同的速度。但是，由于合压采用了气动装置，每个气缸都有一个动作时间，齿轮转过角度是一定的，因此，机器速度不同时，合压时间也不同。为了解决此问题，根据理论计算值，找出对于不同机器速度时，机器的延时时间。采用比较指令，当机器段速与理论值相等时，延时相应的时间，使压印辊筒与胶皮辊筒准确合压。

4． 结束语
采用V80系列PLC的控制方案，系统运行，维护方便，操作简便直观，大大提高了胶印机的档次，受到用户。

发动机装配线PLC控制系统，主要针对包括转台、举升台、举升转移台、翻转机五种工位的控制。在汽车发动机装配过程中，由于被装配零件的多样性，需要在装配线的每个工段适当调整发动机的方位以方便装配零件。装配线上共计20余个工位，包括7个普通转台、2个维修转台、4个无滚轮举升台、7个单向滚轮举升台以及2个翻转机。

整个被控对象包括22个工位,每个工位上包含必需的转移电机或举升电机,此外还有32个生产线传输电机。每个工位均由一个ET200S和一个ET200eco从站组成,用于该工位的I/O点数据采集和发送以及分散控制。

2 系统结构及功能
系统包括操作员站、工程师站、自动化系统、网络和现场I/O站等几个部分。
系统各部分功能:

操作员站:提供全汉化人机界面，实现控制系统的监控操作功能(操作、显示、报表、报警、趋势)，并且可以在人机界面上直接查看对应的step7源程序。

工程师站:用于系统的组态和维护。

自动化系统:使用SIMATIC控制器完成回路调节和逻辑运算。

现场I/O站:使用现场总线技术，在设备现场直接采集现场仪表的信号,控制现场的执行机构。

现场总线ProfiBus:用于连接控制单元与操作员站以及管理网络。

本系统采用PLC300CPU和CP342-5、CP343-1的接口模块相连构成系统的主站。CP342-5是用于连接S7-300和profibus-DP的主/从站接口模块，CP 343-1是用于连接S7-300和工业以太网的接口模块。在该控制系统中，除了上述主站外，从站是由22个ET200S和22个ET200eco组成，分别分布在两条profibus网络上。CPU上自带的profibus-DP接口构成profibusⅠ线，CP 342-5接口模块构成profibusⅡ线。

系统中ET200S从站上采用的IM151-1接口模块有两种: 基本型和标准型，基本型的接口模块所能挂接的电源管理模块和I/O模块个数范围为2~12个，标准型的接口模块其范围为2~63个。所以当从站I/O模块较多时，宜选用标准型的接口模块。接口模块上带有profibus地址设定拨码开关。

系统中ET200eco从站中选用了8DI和16DI两种模板，模板结构紧凑，模板的供电采用7/8’电源线，模板的通讯采用M12通讯接头。接线灵活而快速，方便拔插。其接口模块上带有2个旋转式编码开关用于profibus地址分配。
网络设备按照适应工业现场环境的程度，以及生产线的布局来考虑选用不同防护等级。控制箱中的模块采用防护等级为20的ET200S I/O模块，对应每个控制箱的还有一个防护等级为67的ET200eco模块，置于生产线滚轮下方，由于该模块需要接触到现场较为恶劣的生产环境，因此需要有防油防尘等功能。

3 目标控制系统
3.1 系统设计

汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程。由于工艺的繁琐性，工程的计算机控制系统考虑采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC为构成的计算机控制系统，各立工位控制系统之间通过网络实现数据信息、资源共享。该装配线在整个生产过程中较为关键，由于每个工位之间是流水线生产，因此每个环节的控制都具备高性和一定的灵敏度，才能保证生产的连续性和稳定性。从站中的每个ET200S站和其对应的ET200eco站共同构成一个工位, ET200eco主要是采集现场数据之用。ET200S站的模块置于小型控制箱内, 对于工位的基本操作有两种方式，就地控制箱手动方式和就地自动方式。由于每个控制工位的操作进度不一致，操作工可以按照装配要求进行手自动切换。特殊情况下亦可通过手动操作进行工件位置的修正。

安装在各工位的分布式I/O模块ET200S和ET200eco通过现场检测元件和传感器将系统主要的监控参数(主要是开关量)采集进来，ET200S和ET200eco将现场模拟量信号转换为的数据量，通过速度可达12M的Profibus-DP现场总线网络将采集数据上传到控制器，控制器根据具体工艺要求进行处理，再通过Profibus-DP网络将控制下传给ET200S，实现各工位的控制流程。PROFIBUS是应用广泛的过程现场总线系统。PROFIBUS有三种类型:FMS、DP和PA。PROFIBUS-FMS可用于通用自动化;PROFIBUS-DP用于制造业自动化;PROFIBUS-PA用于过程自动化。使用PROFIBUS过程现场总线技术可以使硬件、工程设计、安装调试和维修费用节省40%以上。PROFIBUS-DP的技术性能使它可以应用于工业自动化的一切领域，包括冶金、化工、环保、轻工、制等领域。除了安装简单外，它有高的传输速率，可达12Mbits/s，通讯距离可达到1000米，如果加入中继器可以将通讯距离延长到数十公里，具有多种网络拓扑结构(总线型、星型、环型)可供选择。在一个网段上多可连接Profibus-DP从站即ET200S或是ET200eco 32个。

一、前 言

红外线烘干炉在烘干方面与其它干燥方式相比，越来越显示出其优越性，如：占地面积小，干燥，节约能源和减少环境污染等。为了提高烘干炉加热强度控制的准确度和快速性，以及操作的方便性和易维护性，在控制系统中引入了PLC控制及触摸屏人-机接口，下面着重讨论该控制系统的组成、功能及特点。　　在带材深加工过程中，需要加热烘干工艺的生产线很多，如:涂漆、复合、染色、涂塑等。为了适应该类生产线生产连续、速度快、涂层薄等特点，大都采用了以辐射方式为主的红外炉进行烘干。这种换热方式早可以追溯到30年代初，主要用于汽车油漆的烘烤和实验室、医院等,到了70年代，由于新的辐射材料的问世及高温定向辐射技术的发展，使得红外加热干燥在薄物料特别是在带材表面涂层(厚度一般在1～4

 二、系统的组成

该炉所处的生产线为双涂双烘涂层生产线（即安装有两台红外烘干炉），由于两台烘干炉与主控柜之间距离较远，控制地点分散，若采用集中控制，则现场布线复杂，维护不便。综合考虑生产线的布局特点，我们采用了带有触摸屏（人-机接口）监控的PLC分布式控制方案，使现场布线、调试和维护十分便利。

    系统中的生产线PLC（GE90-70系列）主控制站主要为烘干炉控制系统提供生产线带材速度、厚度、宽度和工作状态等工艺参数，以便烘干炉PLC控制主站根据这些参数进行相应的控制；1#、2#炉监控触摸屏主要用来进行烘干炉工作状态的控制及相应工艺参数的设置，以及各类参数和信息的在显示；烘干炉PLC分站主要来完成与触摸屏的数据交换以及现场实际参量的数据采集，处理后通过GENIUS网络再与烘干炉PLC控制主站及生产线PLC主控制站交换信息（此外，为了节约投资，该PLC分站在生产线中还担负着涂层机相关设备的控制和现场数据采集）；烘干炉PLC控制主站主要完成由1#、2#烘干炉PLC分站上传来的指令，同时根据现场采集的相关数据分别完成对1#、2#烘干炉相关设备的控制，从而保证了烘干炉控制系统与整条生产线工作的协调性及加热控制的准确和快速性

三、PLC系统的控制功能

1） 烘干炉PLC分站

烘干炉PLC分站位于现场1#及2#炉操作台内，采用了美国通用（GE）电气公司的90-30系列PLC，主要完成下述控制功能

 操作接口管理，通过RS232接口实现与触摸屏的数据交换

 从现场检测装置或传感器采集数据并进行处理；

故障诊断和报警信息的处理

烘干炉急停控制，操作者数据修改级别限制及密码的管理。

与生产线PLC主控制站及烘干炉PLC控制主站通过GENIUS网络进行相关信息交换。<BR> 　　　　此外，该PLC还完成了对涂层机电气设备的控制与相关参量的数据采集，因与烘干炉控制无关，在此不再多述。<BR>

2） 烘干炉PLC控制主站<BR> 　　　　烘干炉PLC控制主站位于主控室内，对两台烘干炉进行分别控制，互不干扰，主要完成下述控制：<BR> 　　　　 使烘干炉的加热强度与生产线的速度曲线相适应；<BR> 　　 烘干炉各区温升曲线的设置与修正；　　<BR> 　　　　 对整个烘干炉电控设备的联锁/时序逻辑控制；<BR> 　　 对主控室内的烘干炉控制设备的各种测量装置或工作状态的数据采集和处理；　　<BR> 　　　　 与生产线PLC主控制站及烘干炉PLC分控制站通过GENIUS网络进行相关信息交换。<BR>

3） 触摸屏人-机接口系统<BR> 　　　　触摸屏（采用日本DIGTAL公司的GP570）是专为PLC的应用而设计的小型工作站，适应恶劣的工业环境，集主机、输入输出设备于一体，体积较小，可作为操作者与控制系统之间联络的人—机接口，在本系统中安装在现场操作台面板上，主要用来完成下列任务：<BR> 　　　　 赋予菜单管理功能，实现分页和多屏显示；<BR> 　　 通过RS232接口完成与烘干炉PLC分控制站的数据交换；　　<BR> 　　　　 通过功能键，可控制烘干炉所有电气设备的工作状态（如：工作方式的选择、设备起动、停止等）；<BR> 　　　　 在数据区上设置和修改烘干炉各区加热模式，方便烘干炉多种工作模式的选择；<BR> 　　　　 显示各区可控硅调压器主要技术参数（电压、电流等）及烘干炉工作状态和在线温度等重要参数；<BR> 　　　　 显示报警和诊断信息及相应的解释。<BR> 　　　　<BR> 　　　　四、系统通讯及数据交换<BR> 　　　　该分散式控制系统的通讯和数据交换主要是通过一个局域网（GENIUS总线）来实现的。<BR> 　　　　该局域网的通讯设备主要由主控制PLC（GE90-70）的GBC GENIUS总线控制器和分控制站PLC（GE90-30）的GCM+增强型GENIUS通讯模块组成。<BR> 　　　　GENIUS总线是为工业环境中通讯而设计的，其采用单屏蔽双绞线，可避免电子噪音的干扰，数据可通过总线153.6K的速度传送，传送距离长达2000米。<BR> 　　　　GENIUS总线多可连接32台通讯设备，其中主控制站PLC中GBC的设备号设置为31#，其它分控制站PLC中的GCM+可根据位置进行自由设置，GENIUS通讯协议是一种点对点的“令牌总线”系统，有一种电子“令牌”（TOKEN）从0#设备到处1#设备（通过未采用的地址设备时消耗时间很少）循环传送

当某台设备得到“令牌”时，它可向总线传送多达128字节的全局数据，这些全局数据的信息对应于PLC存储器中的%I（开关量输入）、%Q（开关量输出）、%AI（模拟量输入）、%AQ（模拟量输出）、或%Q（参量寄存器）等相关信息。但每台设备可在任何时候接受总线上所有其它设备传送来的全局数据（并不局限于是否得到“令牌”）。这样，通过GENIUS总线，烘干炉主控制站（PLC）既可采集到位于现场烘干炉控制分站上的输入信息，又可将这些信息经过处理后再发送给烘干炉控制分站进行输出控制或在触摸屏上进行状态或数据显示。<BR> 　　　　因为GENIUS总线上的通讯设备是采用双绞线串行连接的，从而简化了主控制站与分控制站之间的电气连接，提高了系统的稳定性和性，减少了电气设备安装的工作量和运行过程中的维护量。<BR> 　　　　该控制系统的触摸屏（GP570）与系统的通讯，采用了RS232通讯电缆直接与烘干炉分控制站的PLC CPU模块上的RS232接口相连。通过该连接，触摸屏可与烘干炉分控制站PLC相互交换数据，而该分控制站PLC通过上面所述的GENIUS局域网可与烘干炉主控制站及生产线主控制站相互交换数据，从而实现了由触摸屏对烘干炉相关设备的控制和各种工艺参数的在线显示以及故障信息的报警和故障诊断。<BR> 　　　　五、结束语<BR> 　　　　在烘干炉控制中引入PLC网络及触摸屏人-机接口控制系统，优点主要表现在：<BR> 　　　　 结构配置符合标准化、简单化和模块化原则，从而提高了整套系统的性和易维护性；<BR> 　　　　 各控制站之间数据传送采用实时通讯链路，提高了数据的传送速度，从而保了控制系统的控制精度；<BR> 　　　　 强有力的人-机接口系统（GP570触摸屏），在操作者和烘干炉之间建立了有效的联系手段，以对现场设备进行监控，自诊断和初始化设置等；<BR> 　　　　 允许将来通过安装部分硬件和相关软件而使整个控制系统的功能得到扩展；<BR> 　　　　 由于各控制站之间采用了网络，仅使用一根单屏蔽双绞线便可将各分控制站与主控制站联系起来，大限度地简化了现场布线，也使整个电气安装、调试和维护为便利。<BR> 　　　　<BR> 　　　　<BR> 　　　　参考资料：1）GE90 PLC编程手册 2）涂层线电气操作手册 内部资料 <BR> <BR> <BR>