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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

西门子6ES7212-1AB23-0XB8库存


一、概述:
注塑机是将塑料颗粒加热至液态,射入模具型腔;
         注塑机是一种的塑料成型机械,它利用塑料的热塑性,经加热融化后,加以高的压力使其快速流入模腔,经一段时间的保压和冷却,成为各种形状的塑料制品 。
1、注塑机的工作循环
1)锁合模:模扳快速接近定模扳(包括慢-快-慢速),且确认无异物存在下,系统转为高压,将模板锁合(保持油缸内压力)。
2)射台前移到位:射台前进到位置(喷嘴与 模具紧贴)。
3)注塑:可设定螺杆以多段速度,压力和行程,将料筒的溶料注入模腔。
4)冷却和保压:按设定多种压力和时间段,保持料筒的压力,同时模腔冷却成型。
5)冷却和预塑:模腔内制品继续冷却,同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推,螺杆在设定的背压控制下后退,当螺杆后退到预定位置,螺杆停止旋转,油缸按设定松退,预料结束。
6)射台后退:预塑结束后,射台后退到位置。
7)开模:模扳后退到原位(包括慢-快-慢速)
8)出:针出制品。
2、注塑机的电能消耗
注塑机的电能消耗主要表现在以下几个部分:①液压系统油泵的电能消耗 ,②加热器的电能消耗 ③循环冷却水泵的电能消耗(在注塑车间内,一般多台注塑机共用一台冷却水泵),其中液压油泵电机的用电量占整个注塑机用电量的80%以上,所以降低其耗电量是注塑机节能的关键。把模具温度提高到一个设定值,然后开始给模腔塑胶,在注塑机完成保压转入冷却后,开始注入冷水,模具温度很快下降到一个设定值后开模,再向模具吹入空气把冷水吹走,完成整个注塑过程。

二、解决方案:
1) 以AI-7048D5型多回路控制触发固态继电器来进行温度控制的方式。可以进行温度控制方案编程,保存每种材料的控制参数,提高温度控制精度。4个给定值SP1~SP4 任意设定。
2) 每个分区控制用立的传感器来对每个电砖进行立温度采样和立输出控制,提高控制的柔性。
3) 对加热元件的控制采用AI模糊控制技术,减少PID调节的波动性,减小控制滞后,提高了设备的性,并缩短设备的生产调试时间;
4) 采用触摸屏作为人机界面,充分应用人机提高机器的自动化程度,实现软PLC功能,设备应用美观操作方便。HMI触摸屏人机界面采用RISC CPU、32M大容量内存,每通道数据刷新时间50毫秒;选配储存卡槽采用外插拔标配1G的电子硬盘,可扩展CF卡1~4G存储记录空间;数据保存按先出的原则,转存数据点立即保存;数据通过读卡器在PC上直接打开,串口备份至计算机上,用Excel电子表格打开CSV格式的数据文件;无存储功能时可作终端显示操作屏使用,主机内存可记录大约3小时的数据及报警参数。

三、控制系统方案概况:
        机器的各种动作和运动控制也由PLC进行,人机界面采用触摸屏,可以在屏幕上对温控模块进行参数设定和修改,并随时查看各个电砖的温度情况和生产情况。在人机上可增加控制按钮如:【开启/停止】、【顺序加热】、【就绪功能】、【结束】、【控制/待机】、
1、顺序加热控制:
设定:按【顺序加热】为1# 仪表开始加热到控制温度(180℃)同时计算加热到170℃时,与控制目标180℃,差10℃时(170℃),之后立即启动其他的回路加热(温差范围可设定);即给其他仪表下传给定值+180℃在仪表的SV窗口显示【180】℃;( 设置SV值0℃停止,设置+180℃加热)
2、就绪功能控制:
设定:【就绪功能】为所有的加热回路加热到设定温度(180℃)后,【结束】5~60分钟(时间设定)后驱动一个逻辑输出点动作,(开关量输出模块3013接点D1);
3、每一路温控可单设置:控制温度(SV);待机温度、(SV);温温度;设定:控制、待机温度控制:在设置界面上按下【控制 / 待机】按钮系统以一个较低的温度运行例:控制温度为180℃、待机温度为100℃; 人机界面控制面板 图1


当工人中午下班时按下【 / 待机】按钮系统以100℃运行,上班再次按下【控制 / 】按钮时又以180℃运行,此为手动控制模式(注:设立控制与待机2个SV设定窗口;设有【手动 / 自动】按钮切换;
设定:用时钟来实现自动控制,如:在中午12:00下班时自动待机【 / 待机】温度自动控制在100℃;1:30又自动回到【控制 / 】温度控制在180℃,( 时间可设置,24小时轮回 );
4、设定:立的开关启停给定值 (设置SV值180或0 ) 作为【开启 / 停止】参数;

四、系统优点 :
采用本系统可以有如下优点:
        温度控制模块则采用4路PID温度控制模块,温控模块本体带SSR的电压温控输出,因此集成度非常高,而控制性能也大大提高,而造价则大大降低。
        以AI-7048D5型4路来进行温度控制的方式,可以自动按设定的温度将加热板调节到预定温度。在触摸屏上可选择【控制】于【待机】这样可以省去大量的设备试机和预热时间,提高设备的生产率。
采用AI-2057无纸记录仪触摸屏作为人机界面,可以随时直观地了解设备的生产状况,提高机器的现代化程度和自动化程度,方便操作,可以实现1人多机。系统可以对设备生产的设备故障和操作失误进行报警,提高设备的性。
         实时观察:用多曲线的形式来直观的显示4个通道的曲线于数据,实时显示该时间段内相关通道间被测量的变化关系。按通道顺序排列1、2、3、4固定组合在一起的通道组合,对于需要比较关键参数通道可将仪表地址编排在同一组显示趋势曲线,这样就好的进行比较分析工艺参数的对象变化。点击【数据框】返回【实时画面】通道。在历史曲线画面点击【S】可选择启用单条或4条曲线显示趋势变化;查询历史数据设置起始时间及时间跨度;设置数据范围使曲线显示在图表,不同的数据范围启用单条查询。历史画面的功能画面右下角 点击【S】查询,触摸屏显示是当前的起始时间,改倒退起始时间:年/月/日/时/分/秒;修改时间跨度:时/分/秒设置;点击【确认】按钮,系统即刻显示历史曲线、数据报表;
        故障查询:具有故障报警功能,当传感器开路(274℃ / 900℃)、短路(-208℃)、温报警功能;报警时人机显示故障名称:【传感器开路 / 短路】,并驱动一个逻辑输出点动作:(开关量输出模块3013接点D3);
         应用过程中区别对待报警类型,对温温度的应用:为测量温度大于控制温度加上温温度时输出报警信号(在屏的软件上增加偏差报警功能,可设定【温报警】值,(开关量输出模块3013接点D2);
所有的报警将记录的CF卡内,便于追忆故障。图2


        如改用程序模块AI-708P来控制,在内存可以保存不同材料的控制的程序方案,这样,在使用本设备已经加工过的材料时,可以直接调出过去的控制方案,如有优的方案,可以新保存的方案,进一步节约用户的时间。

五、设备调试
1、控制系统型号:AI-7048D5型4路PID控制器;AI-3013D5开关量输出模块;AI-2057C无纸记录仪(HMI人机介面)
2、参数设置:AI-7048D5型4路PID控制器; 参数图表3


3、自整定:由于热溶胶机带负载功率大小不一,设置界面具有自整定功能按钮;自整定实现0与1的关系;对于熟悉的系统可直接输入已知正确的P、I、D、CtI,启动自整定(AT)功能。
自整定是让温控器执行ON/OFF(位式)控制,经2-3次振荡周期后仪表内部微处理器根据位式控制产生的震荡,分析其周期、幅度及波形来自动计算出P、I、d等控制参数。系统在不同给定值下整定得出的参数值不相同,执行自整定功能前,应先将给定值设置在常用值或是中间值上,如果系统是保温性能好的电炉,给定值应设置在系统使用的大值上,再执行启动自整定的操作功能。设置参数dF(回差)的设置。
每个通道可立自整定,整定出各个温区的温度。
将原来的分区控制改为对每个电砖进行立温度采样和立输出控制,可以对热板进行温度控制方案编程,可以按逐个电砖进行控制,提高温度控制精度和加工质量,提高生产控制的柔性,达到准确、平稳、快速的目标。
采用AI模糊控制方案技术结合PID算法控制,可以减少常规PID调节的波动性,减小控制滞后,提高了设备的性,并缩短设备的预热调温时间。
可以将加热元件的温度状况与设备其它动作以优的方式相结合,保证设备在条件下进行工作,减小试生产时的材料消耗,提高设备的性,保证设备所生产的产品质量。
AI-2057无纸记录仪(人机界面)应用特点:用户自己所要求的特的控制方案可为用户定制工程文件,而且用户程序只能下载,不能上载,可以有效地保护用户自己的产品技术秘密和知识产权,防止竞争对手自己的产品和技术诀窍。产品出厂前将在工厂已测试好,连线即可使用;应用灵活:采用上位机+下位机的结构,下位机为AI系列仪表,输入及输出规格为丰富,可任选单路或多路显示报警仪、智能调节器、手操器、流量积算仪或开关量输入输出模块;系统若发生变化,亦可随时变、增加或减少记录通道;每台记录仪可选择2、4、6、8、12、16、18、22、32通道类型软件;自由编辑选择AI通道硬件型号;可写入设备位号如:TIC-101; 设有屏保功能防止误操作,操作使用15分钟后重新输入密码111。
AI-2057无纸记录仪触摸屏参数设置:
输入屏保密码111,操作使用15分钟后重新输入密码111;触摸【开始】、【出现菜单栏】选【仪表设置】按地址号、选仪表主机型号如:【AI808P】、写入通道名称:如【TIC-101】、选计量单位:如【℃】等;后按【确认】进入数据画面开始记录数据;选【记录设置】设置记录数据报表的采样存储时间间隔;
AI-7048D5模块控制仪表参数设置:
在下位机仪表设置基本参数后就能显示:1、仪表地址【Addr 1~32】;2、信号输入规格【SN】;3、注意!所有的测量规格如:热电偶、热电阻及模拟量1~5V/0~5V需在仪表上设定量程范围【下限dIL】 【上限dIH】;使触摸屏上的曲线显示在曲线图表(触摸屏自动读入上下限范围)。要求各通道控制参数在AI仪表上设置好触摸屏自动读入;E5/D5模块用E8面板设置;
提供了三种数据记录查看功能:微型打印机、PC图形阅读软件、上传Excel电子表格、
触摸屏的外插CF卡来保存数据;数据可通过打印机打印数据报表、曲线;或通过CF卡存储数据用读卡器在PC上用图形软件直接打开;也可通过串行COM2口备份Excel电子表格数据至上位计算机。CF卡内:【AL】数据包是报警报表;【DL】数据包是数据报表;按年/月/日/小时来保存数据源文件


垃圾处理简介
        随着我国经济的高速发展和工业化程度的不断提高,工农业生活垃圾日益增多,尤其是农民生活、造纸在工业中占很大一部分,为此每天要消耗大量的能源,由于生活垃圾不容易氧化,不能被二次循环利用,也不能直接撒放,所以为维持经济的持续、健康增长和生态环境的良性循环,对生活垃圾加以处理,循环再利用,创大大。目前,在我国主要城市和经济发达地区已有各自的处理设备,但大部分经济欠发达地区的县市和小城镇没有对其采取处理措施,而是直接丢进附近河流。随着环保要求的不断提高,未采取处理措施的小城镇小企业在未来若干年内必然会拥有自己的处理设备。同时,受投资额的限制,这些小型乡镇愿意采用经济、实用的产品。本文介绍的生活垃圾处理系统在处理满足工业需要的肥料设备、运行的同时具有很好的性价比,具有良好的经济、社会效益和推广前景。本系统采用的是西门子S7-200PLC和本公司自主开发的组态通讯软件。

部分配料系统简介
        从满足配料自动控制系统的性、扩展性和性方面考虑,目前常见的配料自动控制系统,主要有单片机控制、PLC控制、工业控制计算机集中控制等类型。 随着集成芯片技术的不断提高,特别是8位单片机的普及,单片机配料系统由单片计算机及其外围芯片构成配料系统。其特点是单片机本身小巧、功耗低,实时控制功能强,但是其软、硬件的开发借助于开发工具,系统调试困难,不具有自开发能力。 工业控制计算机配料系统是利用通用计算机的扩展槽或扩展区,设计应用系统硬件模板,如通讯板、I/O扩展板等测控功能板,与通用计算机构成一个用于完成预定测控功能的配料系统。其特点是系统有较强的软、硬件支持。利用通用计算机的软、硬件资源来支持配料系统进行工作,具有自开发能力,有较强的可视能力和数据处理能力,适合于计算机集中控制系统应用

解决问题
          如前所述,水源井控制及生产过程自动化监控系统(SA)包括:数据采集监控、多个水源井、泵房及配水厂监控分站。监控站点均散布在城市的各个区域。因此通讯系统应考虑城市地形、地貌的影响。系统通讯方式示意图见上图。
         水源SA自动化控制系统,主要监测多个分散水源井井口站点及加压泵站、配水厂站点。该系统采用两级控制,一级为SA系统控制室,二级为水源井井口站点RTU及加压泵站、配水厂RTU。控制室负责监视、管理和控制等工作。井口站点RTU负责多个水源井井口站点的数据采集,以及水源井电动机及水泵的自动控制,还有及加压泵站、配水厂站点的数据采集和数据监控。SA控制和水源井井口站点之间采用无线传输方式。

客户
        拥有了这个集水源井监测与控制的系统,生产厂商对于水源井的管理和运营水平会得到大的提升。不但节省了以前人员监管的成本,而且提高了监测的时效性和准确性,本系统适应各种艰苦的现场条件,相信一定会是你的选择。

主要产品简介
Super32 RTU
        Super32 RTU(远程测控终端)主要面向小型数据采集、控制系统。该RTU不但可以单使用,实现就地显示、控制,可以很方便地组成SA系统,实现网络化的管理。它具有性能、功能、使用方便、性能、体积小巧、安装方便、选型灵活、等优点,可以在**、化工、电力、石油等行业得到广泛应用
ROCKE40 PLC

         RockE40系列PLC是安控公司集多年的开发、工程经验设计的新型PLC产品,它可实现对工业现场信号的采集和对现场设备的控制。该产品采用了的MCU,功能丰富,不仅能胜任逻辑、定时、计数控制,还能完成数据处理、高速计数、模拟量控制、PID、RTD、TC、通讯联网功能。很容易和上位机组成网络控制系统,实现集散控制,而且编程简单,具有优良的远程通讯能力,大的存储容量,强的计算功能,方便的开发,强的环境适应能力,可在恶劣环境下工作,具有多种配置和多种功能的选择,我们可根据用户的实际需求进行量身定制、系统集成、开发和应用。
        北京安控科技股份有限公司(简称安控科技)成立于1998 年(原北京安控科技发展有限公司,2007年名为北京安控科技股份有限公司),是从事工业自动化产品研发、生产、销售和系统集成业务的企业。长久以来安控科技以“品质,源于高要求”为经营理念,坚持自主,先后推出了一系列拥有自主知识产权工业自动化产品:通用产品(Super 32 系列RTU、Super E40 RTU、 Rock E系列PLC、ECHO SA系统等)、产品(E5000 SA 系统、E5300系列抽油机控制器、E5400系列自动计量控制器、E5500系列水源井控制器、E5700系列锅炉蒸汽干度控制器、E5800系列气体流量计算机)、PLC DIY系列产品及其它工业附件产品等,其中部分产品被列入计划项目。广泛应用于石油、气、供水、污水处理、供气、供热、 环保、危险源、水文水利、煤矿、农业、冶金、化工、电力、防盗等诸多行业,并哈萨克斯坦、伊朗、苏丹、马来西亚等国。


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      一、应用背景
      工业控制技术经过近几年的发展,已从早期的单机控制逐步走向了集中监控、集散控制。如今已进入网络时代,工业控制器的网络化也成为工控技术发展方向之一。为了方便不同厂家的不同控制单元进行组网,诞生了很多种通信协议,其中Modbus协议就是工业控制器的网络协议中应用较为普遍的一种。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。
      因此在很多PLC中也专门针对MODBUS的通讯外围设备设置了的驱动指令。例如台达PLC中就有“MODRD”、“MODRW”、“RS”等MODBUS资料传输指令,但这些指令在使用时每次只能传输一组数据,无法同时传输多组数据,这就给设备的监控带来了一定的麻烦。例如在PLC和变频器之间通讯,若需要将变频器运行时的频率、电流、温度等数据瞬时传送给PLC,由PLC对这些数据做出分析判断,并将参数显示在人机界面中。这时若用同一指令对几个参数分别传送,就会发现传出的数据并不是我们所需要的,数据明显的出现了混乱,有时还会出现乱码。
      不同的参数在变频器中的地址本身就不相同,当然我们也需要在PLC中划分出不同的存储区来存放这些参数。既然地址是不同的那就排除了地址冲突的可能性,所以可能造成数据混乱的原因就应该是指令传输的时间发生了冲突。因此,为了避免多个参数传输时发生冲突,在区别其地址的基础上还需要区别其传输的时间。


      二、实施方法
      就以我公司所生产的新型精梳机为例,来具体说明实施的方法。精梳机是近年来在纺织行业使用较为普遍的一种设备,其主要作用是排出梳棉生条中一定长度以下的短纤维,提高纤维整齐度,进一步纤维中残留的棉结、杂质,提高纤维光洁度。由于精梳机的电气控制部分采用了PLC运算控制,变频器驱动调速,触摸屏操作显示的控制主线,因此在三者间就必然会用通讯协议来传输数据。其中触摸屏通过RS232接口与PLC连接,变频器通过RS485接口与PLC连接。
      由于纺织设备通常使用在高温、高湿的环境里,并且空气中飘浮着大量的棉絮,因此在这种较为恶劣的环境中应用时变频器是应安装在电气柜中的。很多情况下我们都是通过电机的负荷来分析机械故障的,而电机的运行参数又直接反应在变频器上。根据变频器所显示的电机频率我们可以判断精梳机的实际运行速度是否符合设定速度;根据变频器所显示的电机电流我们可以判断精梳机的传动机构间隙是否合适,轴承运动是否灵活;根据变频器所显示的温度我们可以判断变频器的冷却风道是否被棉絮堵塞等等。但实际使用时电气柜是关闭的,而且变频器的显示区每次只能显示一个参数,若要查看其它参数就需要在变频器上不断的切换,很不方便。
      在这种情况下,操作者和检修者对设备的运行情况并不能直观的了解,这就给检修与维护带来了很大的不便,如果能把变频器运行时的频率、电流、温度等参数在触摸屏上同时显示出来,就能直观的掌握电机的负荷和设备的运行状况了。我们使用的是台达VFD055M43A型变频器,支持Modbus协议,参照说明书不难看出频率、电流、温度的字址分别是2103H、2104H和210DH,在台达PLC程序中可以利用“MODRD”指令对变频器进行资料读取。为了避免读取数据的时间发生冲突,可以在PLC中利用软件来形成循环的时间脉冲,对这些参数依次读取。
       设在触摸屏上显示频率、电流、温度的寄存器地址分别是D1、D2和D3,刷新的时间是7个单位时间,先利用PLC编程软件形成一个如下图所示的循环时间脉冲,当然编制这个程序也有不同的方法,这里就不详细叙述了。可以用T1、T2和T3分别来触发“MODRD”指令,从而在不同的时间送出所需要的资料。


我们针对上海大众汽车二厂焊接车间,利用西门子公司的 SIMATIC产品,设计并实施完成一套设备故障自动诊断及焊机系统。经过几年的使用,该系统运行稳定,基本达到了设计目的。

一. 焊接车间现状分析

该焊接车间主要生产桑塔纳2000型轿车的车身。车间进料为冲压车间的各种冲压零件,经过焊接生产流水线,先把这些各种零件焊接拼装各种车身部件,如汽车前围、后围、前底板等部件,再经过总拼把这些部件拼焊成整体车身,后经过补焊、打磨形成终的白车身,输出到油漆车间喷漆。该焊接车间按照冲压零件-部件-总拼的焊接加工过程,建立了六条生产流水线,分别为前围线、后围线、前底板线、底板线、总拼线和补焊线。这六条生产流水线按照生产工艺相互刚性连接。在这些生产流水线上的各个工位主要配备的是焊接机械手、焊接机械人、多点焊机、拉杆传输和空中输送车等自动化设备组成。由44台西门子公司的PLC分别控制这些生产流水线上的各种加工设备,使其相互协调地、连续地、自动地运行,使车间达到每56秒钟生产一部白车身的的生产节拍的能力。

但是该车间生产流水线投入运行时,存在两个主要的问题:

1.当设备上某处出现故障时,由于不能很快地排除,经常造成整条生产线停机,或者整个车间停产,严重影响车间产量和生产节拍。

2.会发生某些焊点的焊接质量不稳定,不能保证白车身质量。

经过调查研究和具体分析,发生上述问题的主要原因是:

1.生产线上设备比较多,设备比较复杂,生产线之间又是刚性连接,如果某一部位发生机械、液压或电气故障会造成某条生产线停机,维修人员要经过一定时间的分析查找过程,才能找到故障点,才能排除故障。在故障的分析查找和排除的时间内,由于生产线之间无缓冲,的生产线立即停机,后面生产线造成空工位,这个时间过长,还会造成后面生产线停机。而故障的分析查找和排除的时间中占主要的是分析查找时间。

2.该车间共有两千多把电焊在同时工作,容易造成供电压波动。如果一部分电焊正赶在电压低谷通电焊接,容易发生该焊点焊接不实,质量不好。

所以,为了快速分析查找故障和保证正常电压通电焊接,解=决上述两个问题,我们为车间建立这套设备故障自动诊断及焊机系统。

二. 系统的硬件和软件结构

1.设备层

全车间六条生产线上共有PLC 44 台,由 S5-115U、S5-135U和S5-55U构成。这些PLC可向系统提供分析设备运行状态和分析出发生的故障点的相关信息。但这些PLC是分散的,无故障诊断能力。所以,我们的系统在车间建立了两段现场工业总线Profibus 网,分别把这些PLC连接起来。使系统能够通过现场PLC采集和汇总生产线上设备状态信息,自动分析诊断故障。设备并网的具体做法是,每台PLC 上都插入Profibus网卡CP5431,并连接在其中一段现场工业总线上。(参见附图)

2.现场工程师站

现场工程师站设置在车间现场,是由六台工控机组成,分别对应着车间现场六条生产线。这六台工控机上都分别插有 Profibus 网卡CP5412,并通过该卡连接在 Profibus 的网上。通过现场工程师站可以监控对应的生产流水线。(参见附图)

3.信息交换

信息交换是由一台 S5-155U 构成,也称为系统的主PLC。一方面通过车间现场工业总线 Profibus 网,连接生产线上 44台 PLC,采集汇总分析生产线上设备的故障信息;另一方面通过工业以太网 H1 与系统的管理层连接,把分析诊断送到办公室计算机上,同时又通过车间现场工业总线 Profibus 网把其分析诊断结果送回现场工程师站。(参见附图)





4.管理层

系统的管理包括车间主任办公室和维修办公室的计算机,通过工业以太网H1信息交换连接,使管理层可以实时地从信息交换获得目前分析结果,并对此分类归档,形成各种报表。(参见附图)

5.焊机装置

设置一台高灵敏的电压监测仪, 实时监测车间电焊机工作时供电电压的变化,并把结果送入信息交换,通过S5-155U的中断程序处理焊机信息,经过Prifibus-DP方式,把控制信号高速地传送到生产线上 的PLC,使相应焊机的通电动作得以控制。

6.系统配置的软件

Coros LSB/Win是系统主要的软件,主要运行在管理层和现场工程师站的计算机上,是系统主要开发平台。COM5431 和COM143系统软件是为了管理现场工业总线 Profibus 和工业以太网 H1。

三. 系统的主要目的

1.采集全车间六条生产线上的设备运行状态信息

由于 Profibus 网连接着现场PLC,系统可以实时地监测并分辨当前各生产设备所处的正常运行、停机、故障等各种状态,并在相应工控机的相应画面上,通过以不同的符号、图形和颜色变化等形式显示出来。

2.实时分析发生在各生产线上设备的故障状态及具体部位

由于 Profibus 网络采集各生产设备上的信息,汇总到主 PLC S5-155U上集中进行分析综合,系统可以判断出故障类型和发生故障的所在生产线、工位、部位等位置信息,随后把判断结果送到相应工机显示出来,以提示维修人员。

3.进行有关故障信息的分析与统计

系统的上位管理机和工控机在工业组态软件 CorosLSB/Win 操作平台下,可对从主 PLC 送来的故障信息,进行分类归档处理,同时在设备维修手册数据库中进行检索,找出故障发生的位置,故障发生的原因及排除故障的主要方法。然后该软件把故障发生的时间、位置、原因及排除的情况记录到设备档案数据库中,并形成各种报表。

4.对全车间由 PLC 控制的焊接变压器的通电进行

利用 Profibus DP的快速 I/O的特性,对全车间电焊机供电电压进行监测,按照电焊机原理,对由 PLC 控制的电焊机进行排队通电控制。

四. 系统工作基本原理

1.自动故障诊断一般方法

焊接车间设备绝大部分是通过油缸和气缸来完成工件的装夹、上料、下料和输送等动作。初步统计该车间分布在各生产线上共 4 千个大大小小的油缸和气缸,而设备故障主要发生油缸和气缸的部件上,表现为这些缸不到位。下面分析一个油缸动作情况,得出自动故障诊断一般方法。设一个油缸向前运动 Q=1,油缸经过一定的运动时间到达,则接近开关 得电 I_1=1,后端接近开关失电 I_2=0。我们系统中为这个油缸设置一个计时器T。当油缸动作 Q 信号发出,该计时器开始计时,在设定的该油缸运动时间T_set范围内,相应到位接近开关得电,即系统认为该油缸工作正常。如果在该油缸运动时间T_set范围内,相应到位接近开关未得电,则系统认为该油缸发生故障。系统自动分析的结果列表如下:









根据上述方法,系统对车间设备上每个油缸和气缸,在该设备PLC控制器都分配计时器T,并设置相应缸运动时间T_set,以完成自动故障诊断。

2.焊机的一般方法

该车间有四个供电变压器向焊机供电,由于焊机是使用的单相电。车间焊机基本是均匀地分别挂在车间里 12 条单相电线路上。高灵敏的电压监测仪分别监视着这 12 条单相电线路。当监测到其中一条线路电压设定的值时,就向主PLC申请中断。中断程序检查线路电压低到什么程度,再分别处理:

*线路电压在排队工作范围内,中断程序将按照工艺准许的范围,把挂在该线路的焊机排队,通过现场工业总线,控制设备上PLC,让该线路上的焊机按先后顺序通电焊接,使每个焊接都有足够的电流工作。

*线路电压在停机范围内,中断程序通过现场工业总线的广播形式通知设备PLC,将挂在该线路的所有焊机停止工作,直到线路电压恢复正常范围内。

五. 系统主要功能及实现方法

1.系统的工作方式

由于系统的绝大部分硬件都是采用西门子公司SIMATIC 工业型产品,就保证了系统全天24 小时不间断的正常工作。特别是系统的信息交换采用是 S5-155U,车间现场采用是Profibus 网络,管理层采用是工业以太网 H1,这些都具有在恶劣的环境下可以高度工作的工业产品,可以常年的不停机地工作。这样就保证了系统可以在几年之内不间断地监测生产线设备,连续设备信息和生产信息,保系统数据处理的及时性、准确性和完整性。

2.生产设备当前运行的状态信息

由于生产线的生产过程是由现场生产线上的 PLC控制的,而且 这些 PLC 都挂在 Profibus 上,这样信息交换,即主 PLC 可以通过该网采集现场 PLC 的所有 I / O 的信号。信息交换对这些信号经过汇总和分析,判断出全车间各生产线各部分的当前运行状态,并把这些运行状态存入信息交换内的相应数据块DB。同时这些运行状态信息是随着信息交换(主PLC)运行周期而实时刷新的。现场的工程师站和管理层的计算机分别通过 Profibus 和 工业以太网 H1 ,访问信息交换内的相应数据块,而得到生产设备当前运行状态信息,再经过 Coros LSB/Win动态图形画面,生动、形象地显示出生产设备当前运行状态。

3.设备故障自动诊断、分析与统计

*当生产线上设备发生故障时,信息交换通过Profibu网可以立即监测到。信息交换依据下面四个方面,判断出故障发生的具体内容和位置,并在在现场工程师站和管理层的计算机 Coros LSB/Win 的动态图形画面上详细显示:

a. 现场维修人员的经验;

b. 分析动作不到位信号;

c. 由故障历史记录而形成的发生几率;

d. 该设备 PLC 程序的逻辑分析。

*信息交换按照发生故障性质确定出故障类型:机械故障、电器故障、液压故障、气动故障等。信息交换按照所发生故障对设备运行影响程度确定出故障等级:将要故障、次要故障和主要故障。信息交换按照发生故障特征和维修记录提示出排故方法。在现场工程师站和管理层的计算机 Coros LSB/Win 的动态图形画面上,故障类型和排故方法以文字形式显示,故障等级以不同颜色和闪烁程形式显示。

*由管理层的计算机进行设备故障统计,其内容主要包括:

a. 每台设备每天的发生的故障信息记录;

b. 设备按照故障发生类型进行周、月、季和年统计;

c. 每台设备的故障率和开通率;

d. 各条生产线的故障率和开通率;

e. 全车间设备的故障率和开通率;

4.车间生产信息自动统计

在 Profibus 络的支持下,系统自动采集各生产线的产量信息,并存入信息交换的数据块中。通过管理层的计算机的 Coros LSB/Win 界面形成下例各种生产统计报表:

*实时显示各条生产线的生产节拍及变化状况;

*实时显示各条生产线的生产产量及变化状况,显示当日 和近七日内每天的生产产量变化过程;

*车间在一年内每天的白班和夜班的生产产量记录;

*车间生产产量的周报表、月报表和年报表。

5.焊机

当电压监测装置监测出车间供电电压正常供电电压时,主 PLC 上的中断输入模板 (6ES5 451-4UA13) 将接收到电压监测装置发出的信号,主 PLC 刻进入执行中断服务程序。中断服务程序根据焊机原理,通过 Profibus 网,向设备上的PLC发出工作指令,使各焊机按一定的顺序工作。

六. 结论和意义

1.该系统对对用户的设备排故维修提供了比较切实可行的便利手段,改变了过去那种单凭经验诊断故障的工作方法。在计算机的帮助下,只要生产设备有故障发生,系统都能比较准确、地确定故障具体位置或方位,并提供排故方法。这样大地缩短了故障查找和排故时间,保证了设备能够尽可能短的时间内恢复正常。

2.由于该系统能够实现生产产量自动统计,代替了过去需要很多时间的手工抄报统计工作,提高了车间生产管理的自动化程度。同时该系统也给车间提供了生产动态调度的手段,通过管理层计算机了解当前车间各生产线、各部分生产状态,可以发现可能出现的生产瓶颈,使得车间管理者及时地进行生产调整。

3.焊机过去在国内还无法实现,现在系统利用西门子公司的 PLC 和 Profibus 技术实现了焊机。这对电焊机的焊接质量的稳定和提高有了一定的保证。

4.在该系统中成功地应用了西门子公司 SIMATIC 产品的技术,其中 Profibus 现场总线和 H1工业以太网技术在该系统中起到关键的作用,它们把系统的各部分构成一个统一体; 主 PLC S5-155U以运行速度高、大存储量技术保系统信息的采



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