西门子6ES7216-2AD23-0XB8实体经营

西门子6ES7216-2AD23-0XB8实体经营

为适应现代铜加工行业的激烈竞争，铜产品的产量和质量非常重要，而引进大锭半连铸生产线，并配合步进炉、热轧机生产，就体现了生产效率和产量的提高。而产品性能除通过半连铸的熔化工艺上控制外，还在引锭系统的控制性和适用性上得到体现。我公司通过消化国内外的大锭半连铸设备控制思想，并多方与各讨论，自行设计与制作了黄铜锭、紫铜锭半连铸生产线，引锭采用的是下引法。

1.引锭系统的主要外部设备及其工作原理：
此引锭系统包括铸锭头、结晶器、引锭平台、引锭油缸、铸锭小车、振动器等，其中：
（1）铸锭头和结晶器安装在铸锭小车上，分别接受从保温炉里倒出的铜水并通过强制水冷使其冷却结晶，结晶器的窗口大小就是铜锭的断面形状；
（2）平台在铸锭小车下方，由引锭油缸牵引其向下移动，使结晶后的铜锭随着引锭平台（靠铜自身重力作用）下引，而油缸是由比例伺服阀通过PID调节控制其下引速度的，平台上联结有一链条，链条的另一端固定一重物，被拉紧的链条中间联结一个链轮，在这个链轮轴上装有一个位置旋转编码器，平台的上下移动就转化成链轮的转动，也就是转化成了编码器的脉冲数了，它就可转化为引锭的长度；
（3）振动器安装在铸锭小车上，是使铜在结晶前性能均匀化之用，它由一台直流电机带动凸轮机构产生振动，调整此电机的速度即是调整其振动频率。

2． 控制系统的硬件构成：
我们采用西门子S7-200PLC及其扩展I/O,AS-I接口模块，模拟量模块，配以TD200文本显示器等进行控制。

位置旋转编码器，用P+F公司的AS-I形式的编码器，通过AS-I接口模块计数数据；模拟量模块EM235为4入/1出，其中一块输出接伺服阀放大器去控制伺服阀，另一块输出接直流驱动器（欧陆590）速度给定信号，从而控制振动器的振动频率。

3． 系统控制思想：
（1） TD200中文显示及操作界面，可进行工艺参数的设定：引锭速度（mm/min）、铸锭长度（mm）、振动频率（HZ），显示当前工作数据：实际引锭速度、平台位置、铸锭当前长度、重量，显示当前工作状态，全中文报警显示等。
（2） 通过AS-I接口模块位置旋转编码器的数据，后转换为实际平台位置和铸锭长度，对其进行定时中断处理可算出实际的引锭速度，根据设定的引锭速度进行PID调节，计算出从模拟量输出到比例阀上的信号，从而对引锭过程形成了一个速度闭环控制。
（3） 平台位置或铸锭长度的计算方法是：在平台处于位置时，把编码器计数值作为参考值，油缸带动平台上下移动，也带动链轮上的旋转编码器旋转，此计数值相对参考值就得到了铸锭的长度值。

4． 系统的特点和优点：
（1）为适应操作方便，在操作面板上安装了手动/自动、快速/慢速转换开关，可视实际情况进行相应的操作，使操作具有灵活性；
（2）用链条带动链轮，使直线行程转换为旋转的脉冲计数，而不必安装长行程的线性位移传感器，实现了其可行性又节约了成本；
（3）用TD200中文显示界面，使操作变得透明、友好，全中文报警自动前台显示，使故障点清晰可见、易于快除。

基于控制网的PLC-5‘热备份’成为了CACT石油开采平台惠州 21 的紧急关闭系统的新，每月节省2个小时的平台停工时间。
背景：
惠州（HZ）21是4-桩结构的海上石油钻探平台，位于中国南海的115米水下。惠州 21具有浮动式储油装置(FPSO)，从位于中国香港东南部160公里处的惠州油田16/ 08区中的六个水下油田之一开采。自从1984年口油井完成之后，HZ 21从1990年开始生产作业，使其成为个开采惠州油田的作业平台。
HZ 21石油钻探平台归CACT经营集团所有。CACT经营集团是一个勘探和开发中国珠江三角洲炭氢化合物储存资源的性公司联盟。CACT经营集团的成员*公司有中国海洋石油有限公司、阿吉普中国公司、美国伽夫隆石油公司以及德士古中国公司。CACT经营集团是中国大的海洋石油开采合作伙伴，日产量可达100,0000桶。

挑战:
作为惠州油田中早的开采平台，HZ 21至今仍未在后来建设的平台上采用控制技术。尤其是紧急关闭系统(ESD)，紧急关闭系统可以在发生设备危害或者人身伤害的情况下对所有的机械设备或者系统采取保护措施。石油生产系统常常为异常关闭所困扰，系统每次关闭都会导致严重的石油生产中断。
ESD初的控制结构体系包括一个连接到两个三方的网络以及下来的可编程逻辑控制（PLC），用作“工作”和“备用”功能。然而，系统的设置却为每次换控制器时所发生的问题所困扰。
大约每月一次，在换控制器时总会发生无法解释的通信错误，并且会导致平台上的设备异常关闭。每次在系统关闭而工作查找问题原因和试图进行纠正时，都要耽误一到两个小时的时间。糟糕的是，每次并不能明确找出问题的原因，因此根本无法预测系统异常关闭发生的频率。
由于石油市场对不断变化的经济环境其敏感，因而，如果要达到生产状况，尽可能降低运营成本和停工时间。目前HZ 21 所面临的挑战就是安装一套并且易于操作和维护的ESD控制系统，以停工时间。
解决方案：
在2001年2月，CACT对罗克韦尔自动化ESD控制系统项目进行了决标。中标者的选择是基于公司在其他CACT石油开采平台中使用Allen-Bradley PLC-5的工作经验以及其公认的性。解决方案就是开发出一套集成的控制系统，系统具有冗余的处理器和媒体网络，采用PLC-5和三方报警设备。
罗克韦尔自动化制造解决方案集团提供了整体系统设计方案和正在进行的工程支持。在方案设计的早期，已经花了大量的时间来确保解决方案能够符合开采平台的要求并且减少设备的停工时间。系统集成（包括PLC重新编码）由石油工业设备供应商Petrotec来完成。所有的硬件都安装在现有的控制面板上，以节省空间。
系统升级项目于2001年5月开始。ESD控制系统所选择的配置是基于控制网的“热备份”，安装了一对PLC-5/40C处理器。安装热备份元件就意味着两个PLC应该具有相同的配置，一个用作工作的主控制器，另一个作为处于“模式”的副控制器。两个处理器都连接到相同的输出端，并且读取相同的现场输入信息。如果主PLC控制出现任何问题，副PLC就会立即接替过来，而且生产作业不会中断。
应用工程师Alex Ng 在罗克韦尔自动化中国香港公司说：“我们提出的控制解决方案可以确保系统不会因为任何故障而中断。这样就可以在PLC发生故障的情况下保证石油开采平台持续运行，而不需要停止生产作业。”为了实现人机界面功能，专门安装了两台罗克韦尔软件RSView32 SA 工作站，以监控热备份PLC的工作状态。此外，在开采平台21和附近的开采平台26之间还安装了控制网“同轴电缆到光纤”中继器模块。这样，将来就可以在开采平台26上实现多项功能，如远程数据监测、报警控制以及数据记录等等。
成果：
2002年4月成功安装了ESD系统。尽管新的系统仅仅运行了很短一段时间，在升级ESD控制器时尚未发生过故障。重要的是，系统没有发生过异常关闭，因而没有造成由于停工而引起的惨重损失。维护工作的减少已经使每月的生产时间增加了两个小时。终，HZ 21 ESD控制系统升级每月可以为操作员节约US$80K。
实践表明，在性提高的同时，系统还具有易于维护的特性。而且，由于系统备件与油田中使用罗克韦尔自动化控制设备的其他CACT开采平台具有通用性，ESD系统将具有加长远的益处。

二、工艺要求
真装机具有四种功能档位：封口、手动真空、自动真空和充气。四种功能由旋转开关进行切换，切换时要求能够立即终止正在进行的功能，内部寄存器和输出需要复位，再开始新的功能过程。设备设置一个脚踏开关由触发过程输入控制。

工艺过程描述如下：
1、封口过程：

2、手动真空过程：

3、自动真空过程：

4、充气过程：
充气包括2 个选择:充气1 和充气2，由档位开关选择。
充气1 过程是：真空－>充气（定时器1 控制充气时间）－>封口。
充气2 过程是：真空－>充气（定时器1 控制充气时间）－>真空－>充气（定时器2 控制充气时间）－>封口。

三、系统配置
海维深科技有限公司生产的V80 系列PLC 是一款、格的小型可编程控制器。
具有简易人机功能，支持数码管显示和键盘输入功能，且不占用I/O 点，可以方便地将3 个时间值设置到PLC，取代了易损坏高成本的时间继电器。V80 系列PLC 是真装机系统的控制，通过它控制的外围设备有真空泵、充气泵、加热电丝和位置检测开关等。

V80 系列PLC 配置如下：

四、程序设计
真装机控制程序设计的难点在于档位切换脉冲的实现和过程切换时当前过程输出需要复位。档位切换脉冲的实现由输入状态的改变产生一个上升延脉冲完成

过程切换的关键是要复位中间寄存器和输出变量，（SET）指令在切换脉冲产生时执行（RST）指令，寄存器复位为0

五．结束语
真装机电气控制系统由V80 系列PLC 构成，与原先PLC 构成的电气控制系统比较具有明显的优势，主要表现在通过简易人机代替了多个时间继电器，节省了PLC 的IO 点和避免了时间继电器容易损坏的问题，提高了设备的性，产生了良好的经济效益。
在真装机中的应用表明，V80 系列PLC 是一款性能价格比较高的小型可编程控制器，较适用于小型机械设备的电气控制系统，主要体现在以下几点：
1. 价格低，能很好的控制设备成本。
2. 具有简易的人机功能。
3. 编程简单，电气工程师上手容易。
4. 优异的在线编程和监控能力，非常实用于现场调试。

NEC在普通展会上参考展出了面向企业和家庭用户的PLC调制解调器。由其子公司东洋网络系统开发，芯片组采用的是西班牙DS2（design of system silicon）公司的产品。除单纯的调制解调器外，还展出了与VoIP适配器进行一体化设计的终端以及在STB中内置PLC功能的终端样品。

而富士通Access参考展出的是在通信运营商在用户家中配置的“服务网关（SGW）”中内置PLC功能的终端样品。支持无线LAN功能、USB、IrDA、VoIP等各种通信接口和通信协议。不过，PLC的规格和方式未予公布。

输出限制标准的变“令人失望”

高速PLC调制解调器在美国和欧洲（德国等国）已经允许使用，但日本尚未允许使用。日本总务省下属的“高速电线传输通信研究会”已于2005年12月制订了“通用模式电流标准峰值在30dBμA以下”的容许方案，因此在总务省和PLC设备供应商中有人认为该研究会的这项方案将会直接成为终标准。

然而，在2006年2月～6月召开的日本信息通信审议会 信息通信技术分科会CISPR 高速电线传输通信设备小上，此项方案了出现了异议，在6月5日召开的小上，作为CISPR报告方案而采纳的是“在15M～30MHz频带，要将通用模式电流的容许值降低10dB，至20dBμA”。

对于容许值的突然变，参加展会的各供应商无不难掩困惑地表示“令人失望”。如此算来，传输速度“将只有初方案的50％”（松下通信）。该公司在初的容许方案中曾预计大实际传输速度约为70Mbit/秒，但新的容许方案其传输速度大则变成了35Mbit/秒。而在实际当中受电线中噪音等因素的影响，传输速度有可能进一步降低，因此已经有人指出“同时传输多路HDTV信号的使用方式恐怕有些困难”

1前言
近年来，随着经济的增长和人民生活水平的不断提高，作为传统之一的包装工业，呈快速发展态势，是人们普遍看好的“朝阳产业”，随之而来的就是包装机应用需求的大幅增长。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着大的作用。

在机电一体化技术发展的今天，随着自动化技术的发展，包装机已全部实现了自动化。自动包装机一般分为半自动包装机和全自动包机两种，由人工供给包装材料（容器）和内装物，但能自动完成其它包装工序的机器称为半自动包装机，自动完成主要包装工序和其它辅助包装工序的机器称为全自动包装机。

本文介绍了和利时公司新一代小型一体化PLC在DXD系列包装机上的应用，该应用在提高包装机自动化方面了很好效果，具有很好的推广前景。

2系统概述
DXD系列包装机广泛应用于食品、、化妆品、化工、茶叶、种子等颗粒状、片状、粉状及半流体状物料包装。北京某包装机械制造有限公司是生产DXD系列自动包装机及灌装机的厂家，其生产的DXD系列自动包装机及灌装机行销海内外，得到用户的普遍。

和利时公司PLC事业部技术人员对该类型包装机运行环境进行了现场考察和反复研究，充分考虑到了现场环境的不同地域特性（俄罗斯、广州等），在性、稳定性等方面做了大量工作，提出了基于HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的控制系统。实际运行效果表明，基于G3系列PLC的控制系统达到了预期效果，大大提高了设备的自动化水平。

DXD全自动包装机要求加料、制袋、充填、封口、剪切、撕口等工序全自动完成，包装速度、制袋长度可以调整。采用HOLLiAS－LEC G3 PLC控制的DXD全自动包装机是集机电一体化、光电检测、步进电机自动跟踪纠偏等功能于一体的多用途自动包装机，该包装机具有电眼跟踪、PLC控制、无级变速纠偏等功能，计量，符合行业标准，并且具有性能稳定、操作维护方便、效等特点，保了包装袋的长度稳定，图形美观。

根据工艺要求，DXD全自动包装机采用PLC进行自动控制，包含两个关键的步进电机的协调运行。选用1块24点CPU模块LM3106做为整个控制系统的部分， LM3106不仅可以处理普通的DI、DO、AI、AO点，还包含三路高速脉冲计数输入和两路高速脉冲输出，其输出频率大可达20KHz。选用深圳人机电子有限公司的5.7" 蓝色 STN 液晶触摸屏MT506L作为人机界面。

3系统设计
采用PLC控制的DXD全自动包装机可以实现自动制袋、自动上料、自动计量、自动封装等多项功能，并可对生产过程进行实时监控，完成自动诊断、自动报警和数据上传等功能。根据工艺要求，DXD全自动包装机的控制系统由人机界面操作及显示系统、制袋控制系统、送料计量控制系统、封装及剪切控制系统组成。

DXD全自动包装机的输入、输出信号。

人机界面操作及显示系统如图1和图2所示。根据用户要求，设定并显示包装容量、制袋长度、每分钟的包装速度，系统可显示出实际产量（袋数）和准确计量数（量），能够对计量数手动清零，具有正常的启动、停止及点动按钮。设置画面带有权限保护，能够方便调用光电眼控制及其它辅助控制系统选择开关和多料混装选择开关。

下面对DXD全自动包装机的各控制部分做一简单说明。
制袋控制系统：制袋过程的启停有两种控制方式，即机侧按钮和人机界面操作。无论采用哪种方式，当操作者按下启动按钮时，拉袋电机根据触摸屏设定的各种参数工作，步进电机进给，PLC实时检测步进电机的进给量。当达到设定范围时，开始判断拉袋到位传感器，传感器信号为ON时，拉袋到位，步进电机进给停止，计数加1。在整个制袋过程中，触摸屏实时跟踪、显示各个数据变化，一旦有故障（如电机堵转等）或是不合理的数据出现，整个机器就会停止，并强行在触摸屏上显示并报警，同时向上位机传送故障内容。参数设定参见表2。

送料计量控制系统：送料计量启动信号为ON时，送料开始，送料用伺服电机根据触摸屏设定的参数工作。PLC实时检测量，伺服电机根据计量值的不同完成加速、均速、微量，结束进给到位。在全部的送料过程中，触摸屏实时跟踪、显示各个数据变化，一旦有故障（如电机堵转等）或是不合理的数据出现，整个机器就会停止，并强行在触摸屏上显示并报警，同时向上位机传送故障内容。参数设定参见表2。

封装及剪切控制系统：为了保证机器及人员的，判断封装及剪切数据的合理性。若数据不正确，包装机处于保护状态，并在触摸屏上显示警告内容。若数据正确，PLC根据实时采集到的数据进行计算，每袋在进料结束后输出封装。根据触摸屏设定的剪切值进行对比，条件满足输出Q0.0完成剪切。包装机封装及剪切过程保证不在制袋过程中进行，加以互锁。

4结束语
经过长时间的调试和生产实验，LM3106已在DXD全自动包装机上得到实际应用。系统在包装机上的成功运行表明，HOLLiAS-LEC G3系列小型一体化PLC功能完善、性能，是小型PLC的代表，具有、经济、实用、、灵活的显著特点，不仅提高了系统的性和经济性，而且大大提高了系统的灵活性，为不同客户的不同需求提供了灵活的解决方案。

1前言
在工业应用领域，大部分机械设备都采用、实用的控制产品对生产过程进行控制，以提高设备运行的性和生产效率。但是，在农业应用领域，由于农机设备运行环境恶劣、操作人员技术水平偏低，绝大部分机械设备没有采用的控制产品，而是采用传统的手工操作和继电器控制。

中国是个农业大国，农机设备遍布大江南北。把性能稳定、、功能强大的控制产品应用到市场的农机设备中，对提高我国农业的自动化水平和农机企业的市场竞争力将会产生十分积的影响。

本文介绍了和利时公司新一代小型一体化PLC在农用液压打包机上的应用，该应用在提高农机设备自动化方面了很好效果，具有很好的推广。

2系统概述
山东某液压机械制造有限公司是国内液压打包机械的企业，其生产的液压打包机行销海内外，得到用户的普遍。液压打包机广泛应用于棉纤维、亚麻、羊毛、纸边、服装、布匹、毛巾、麦草等松散物资的打包，为农用物质的仓储和运输提供了大的方便。由于液压打包机一般应用在环境恶劣的室外或污染严重的生产现场，故对控制产品提出了较高要求。以前曾有自动化公司采用某国外PLC对液压打包机的电气控制部分进行改造，但应用效果欠佳。我们对机器运行环境进行了现场考察和反复研究，充分考虑到了现场环境的恶劣性，在性、稳定性等方面做了大量工作，提出了基于HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的控制系统。实际运行效果表明，该控制方案达到了预期效果，大大提高了设备的自动化水平。

液压打包机控制系统由控制单元PLC和用于操作的人机界面组成，控制单元应用和利时公司的G3系列小型一体化PLC，人机界面采用深圳人机电子有限公司的新一代文本显示器MD204L。PLC包括1块24点CPU模块LM3107和1块8路继电器输出模块LM3222，输入、输出信号。

3系统功能
采用PLC控制的液压打包机可以实现自动脱包、自动提箱、自动转体、自动踩棉等功能，并能对生产过程进行实时监控，完成自动诊断、自动报警和数据上传等功能。为提高电气控制系统的性，根据客户的实际需求，将经常出现故障的所有可以替换的开关按钮全部转移到人机界面上，包括油泵的启动/停止、踩箱的启动/停止、油缸的上升/下降/停止、提箱、开门、关门等操作按钮。另外，时间继电器的时间也在人机界面上设定，包括油泵电机启动延时继电器、踩箱电机避起延时继电器、踩箱电机断电延时继电器和油缸上升缓冲延时继电器。

液压打包机的控制部分包括油泵电机控制回路、踩箱电机控制回路、升降控制回路、提箱控制回路、预缷控制回路和开关门控制回路等，下面对各控制回路分别进行介绍。

油泵电机控制回路：通过文本显示器控制键盘的按键操作，按下“泵起”油泵电机的启动按钮，主接触器C1和Y接触器C2接通，同时油泵电机启动延时继电器，通过读取文本显示器上的时间值，并开始计时。时间到则Y接触器C2断开，同时△接触器C3接通，PLC的C2与C3两点互锁。按下“泵停”油泵电机的停止按钮，油泵电机正常停机。当电机发生过载或是有堵转情况发生时，主油泵热保护继电器RJ开关闭合，通过PLC程序控制主接触器C1立即断开，处于保护状态。故障排除后，重新启动、重新开机。当油缸过上限或下，HC1和HC2都要在PLC程序控制中加以保护。通过设定油泵电机启动延时继电器的值可以任意改变Y—Δ启动转换的时间，保转换状态。加上多重互锁和自锁，完成油泵电机的正常启动和运转，同时有指示灯显示电机的运转状态。

踩箱电机控制回路：通过文本显示器控制键盘的按键操作，按下“踩起”踩箱电机的启动按钮，踩箱过程开始，踩箱指示灯点亮，踩箱电机接触器C4接通，同时踩箱电机避起延时继电器读取文本显示器上的时间值，并开始计时。时间到，触发PLC内部中间继电器，踩箱结束，蜂鸣器H接通告知，同时踩箱电机断电延时继电器读取文本显示器上的时间值，并开始计时。时间到，循环结束，踩箱电机与蜂鸣器H停止复位。按下“踩停”踩箱电机的停止按钮，所有的时间继电器及中间继电器均复位，踩箱电机停止。我们可以对精度高达1ms的踩箱电机避起延时继电器和踩箱电机断电延时继电器任意调整，根据不同的工作状况选取不同值，大地方便了用户操作，显著提高了生产效率。

上升、下降控制回路：上升与下降是两个相反的控制过程，由程序设计为互锁，以保证动作统一、。通过文本显示器控制键盘的按键操作，按下“上升”或“下降”按钮，箱体按程序动作，开始上升或下降，达到工艺要求。

提箱控制回路：系统提箱的控制保证在上升结束后进行，通过文本显示器控制键盘的按键操作，按下“提箱”按钮，提箱开始，当达到箱体上限位时，即为提箱结束。

预卸控制回路：按照工艺要求，预卸控制是在上升或提箱时间段以前进行。预卸全过程由PLC程序自动进行，油缸上升时即为预卸工序开始。读取文本显示器上的油缸上升缓冲延时继电器的时间设定值，同时开始计时，时间到预卸结束。

开门、关门控制回路：开门和关门是两个相反的控制过程，分别由文本显示器上的“开门”和“关门”操作按钮控制，内部中间继电器ZJ6和ZJ7互锁，分别完成开门和关门动作。

4结束语
该控制系统已经成功应用在农用液压打包机上，降低了操作人员的工作强度，提高了设备运行效率和性，降低了能源消耗，提高了产品质量。从液压打包机在现场的运行情况来看，和利时的小型一体化PLC、运行稳定、运行效果良好，能适应农机现场的恶劣环境，在提高农机设备自动化方面了很好效果，具有很好的推广。