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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

西门子6ES7307-1KA02-0AA0千万库存

   1.前言

    铝型材经过挤压成型之后,一般都需要经过表面工艺处理之后,才能作为成品使用。经过阳氧化电解着色表面处理工艺的铝型材,其表面将得到一层具有良好的性、耐晒性、耐热性、耐蚀性和色泽稳定持久的氧化膜,被广泛应用在建筑和室内外装饰行业上。

    在铝型材阳氧化电解着色表面处理工艺中,有一道电解着色处理工序,是在铝型材表面阳氧化工序之后,电泳或封孔工序之前,对需要着色的铝型材进行的一道工序,其原理是在槽体溶液中通过电化学作用使铝型材表面附着某些金属离子,从而显示出某一类的颜色来。不同的槽体溶液配置及工艺方法,铝型材电解着出的色彩效果也不一样,对所要求的着色电源提供的电流或电压的大小、波形及工作时间长短也不同。

    其中有一种由日本发明的着色方法称为均匀化着色方法,可在较短的时间里得到效果好、颜色均匀的着色氧化膜。这种着色方法由于生产,成品率高,已在日本广泛应用,目前在国内也正在逐步推广开来。

    2.着色电源系统要求

    配合均匀化着色方法的着色电源(简称均匀化着色电源)需按规定要求输出电流波形。均匀化着色电源的工作过程是:输出正向直流电流(称为P处理)一段时间

    ,然后输出频率为1~30Hz范围内特定值,正负方波占宽比为0.005~0.30内特定值的脉冲电流(称为C处理)一段时间,接着再进行一次C处理(称为C2处理)一段时间,如图1所示。在工厂生产中,C处理常用的频率为5Hz,正负方波占宽比为1:9,C2处理根据工艺的要求来选择可有可无。


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    图1均匀着色电源输出波形

    均匀化着色电源的主要功能要求如下:

    (1)输入电压及范围:三相、频率50Hz、380V±20%;

    (2)额定输出电压:±30V~±80V;

    (3)额定输出电流:1000A~4000A;

    (4)小输出电流:额定输出电流的10%;

    (5)输出电流精度:±3%以下;

    (6)输出电流纹波:7%以下(在额定电流的30%~**内);

    (7)入槽静泡时间:可在10~3000s内设定;

    (8)P处理时间:可在0~3000s内设定;

    (9)P处理与C处理间隔时间:可在10~3000s内设定;

    (10)C处理时间:可在0~3000s内设定;

    (11)C处理时脉冲周期:200ms(可根据要求在20ms~300ms范围内修改);

    (12)C处理时正脉冲宽度:20ms(可根据要求在10ms~100ms范围内修改);

    (13)能满足二次C处理的要求;

    (14)能满足补色(即再进行C处理)的要求;

    (15)有必要的保护措施。

引言

    在数控机床中,通常用可编程控制器(PLC)对机床开关量信号进行控制。PLC性高,使用方便。但在大多数数控机床,特别是经济型数控机床中,要求的输入输出点数并不多,通常在60点以下,因此,为了降低数控机床成本,在基于工业PC机的数控系统中,可以采用开关量I/O板加外接继电器,配合主机的软件对机床开关进行控制。但如果PC机采用单任务操作系统(如DOS),数控系统的所有任务运行都置于一个总体的消息循环中,软件的模块化和可维护性较差,系统故障的风险相对集中,而且不能充分利用PC机系统资源。而采用非实时多任务操作系统(如bbbbbbs)时,Win32API的设计没有考虑到实时环境的开发用途,其系统调用的效率不高,不能满足数控系统PLC控制的实时性要求。

    为此,本文提出一种基于RT-Linux操作系统的嵌入式PLC,利用RT-Linux的开放性、模块化和可扩展性的系统结构特性和多线程/多任务的系统环境,在保证实时性的同时,使故障风险相对分散。

    数控系统嵌入式PLC的硬件结构

    数控系统硬件建立在通用工业PC的开放体系之上,数控系统嵌入式PLC硬件包括:工控机及其外围设备,基于ISA总线的开关量输入输出接口卡,光电隔离模块,继电器输出模块。其结构如图1所示。    

    工控机采用RedHatLinux810+RTLinux311操作系统,数控系统的人机界面、数控代码处理、轨迹规划、参数管理以及PLC控制都通过工控机由软件来实现,不需要立的PLC控制器,减少了数控系统对硬件的依赖,有利于提高系统的开放性。

    I/O输入输出信息通过PC机I/O接口卡实现主机与伺服接口模块和I/O接口模块之间的信息交换,PC机I/O接口卡基于ISA或者PCI总线。

    RT-Linux的体系结构

    RT-Linux是基于Linux系统并可运行于多种硬件平台的32位硬实时操作系统(hardreal-timeoperatingsystem)。

    它继承了MERT系统的设计思想,即以通用操作系统为基础,在同一操作系统中既提供严格意义上的实时服务,又提供所有的标准POSIX服务。RT-Linux源代码公开,易于修改,使系统成本降低,源代码的公开使数控系统的开发摆脱了对国外软件公司的依赖,有利于提高数控软件国产化程度。

    RT-Linux是基于Linux并可运行于多种硬件平台的多实时操作系统。通过修改Linux内核的硬件层,采用中断技术,在内核和硬件之间实现了一个小而的实时内核,并在实时内核的基础上形成了小型的实时系统,而Linux内核仅作为实时系统级的任务运行。对于普通X86的硬件结构,RT-Linux拥有出色的实时性和稳定性,其大中断延迟时间不过15μs,大任务切换误差不过35μs。这些实时参数与系统负载无关,而取决于计算机的硬件,如在PII350,64M内存的普通PC机上,系统大延迟时间不过1μs。RT-Linux按实时性不同分为实时域和非实时域,其结构如图2所示。    

    实时域在设计上遵循实时操作系统的设计原则,即系统具有透明性、模块化和可扩展性。RT-Linux的实时内核由一个部分和多个可选部分组成,部分只负责高速中断处理,支持SMP操作且不会被底层同步或中断例程延迟或重入。其它功能则由可动态加载的模块扩充。RT-Linux把不影响系统实时性的操作(即非实时域的操作)都留给了非实时的Linux系统完成。基于多任务环境的Linux为软件开发提供了丰富的系统资源,如多种进程间通讯机制,灵活的内存管理机制。

    嵌入式PLC的设计及实现

    嵌入式PLC的模块组成

    数控系统的PLC控制模块实时性要求较高,因而在系统的实时域内运行。根据通用数控系统的PLC控制以及数控系统软件模块化设计的要求,将数控系统的PLC控制模块作为RT-Linux系统的实时任务之一,其级和调用周期取决于数控系统各任务的实时性要求以及控制要求的响应时间。PLC控制模块主要完成数控系统的逻辑控制,而被控制的输入输出也就是I/O的输入输出由PC机I/O接口卡输入输出模块来完成,即完成数控系统的PLC控制需要两个RT-Linux实时任务,如图3所示,这两个任务分别为RT-Task1(以下称“适配卡输入输出”)、RT-Ta(以下称“PLC控制”)。

    图3是基于RT-Linux系统的嵌入式PLC实时任务关系图,其中适配卡输入输出主要是完成数控系统的输入输出,即各轴位置控制命令的输出、I/O的输出、I/O输入以及位置反馈输入,它实际上是数控系统控制卡的设备驱动模块,其级在数控系统的各实时任务中为。根据其硬件特征以及运动控制要求,其响应周期为100μs,响应时钟周期由PC机I/O接口卡上的硬件定时器产生。根据RT-Linux系统对硬件中断的响应机制,输入输出控制任务的实时性是可以保证的,这一点在我们的数控系统已经得到验证。

    图3中PLC控制主要是完成数控系统的PLC控制功能,其任务级适配卡输入输出,同时也数控系统的精插补实时任务和位置伺服实时任务。根据通用数控系统的PLC控制要求,确定其响应周期为5ms,响应周期由RT-Linux的软件定时器产生,根据RT-Linux系统的实时多任务调度机制,PLC控制任务的实时性是可以保证的。在实际应用中也得到验证。

    嵌入式PLC的实时任务模块数据通讯

    完成数控系统PLC控制的两个实时任务之间由于需要输入输出的数据量(一般情况下为64输入,64输出,但输入输出根据需要还可以扩展)不太大,因而采用共享内存的通讯方式,在适配卡输入输出和PLC控制

    两个实时任务之间开两块共享内存,一块用于适配卡向PLC控制传输I/O口状态信息,另一块用于PLC控制向适配卡输入输出任务传输经PLC逻辑处理后的控制信息。

    在这里,两个实时任务间不采用RT-FIFO进行通讯的原因在于这两个实时任务间通讯的数据量不是很大,而这两个实时任务运行周期差别较大,采用RT-FIFO传输数据,为了避免FIFO的阻塞,相应地要增加两个任务间的协调机制,这样的通讯效果未必比采用共享内存好,而且共享内存的读写速度比FIFO相对较快。

    嵌入式PLC的实时任务的实现

    适配卡输入输出为动态可加载模块,适配卡输入输出模块(任务)以100μs为周期的硬件定时中断,完成各轴位置控制指令和I/O的输出、各轴位置反馈值和I/O的输入,适配卡输出值来自于位置伺服任务和PLC控制任务,输入值来自于适配卡的输入接口。PLC控制模块(任务)同样也是一个动态可加载模块,它以5ms的软定时,周期性地从它与总控模块通讯的RT-FIFO读取控制信息(如M指令,S指令及T指令),同时从它与适配卡输入输出模块通讯的共享内存中读取I/O信息,然后进行逻辑处理,后将写入共享内存供适配卡输入输出模块读取并输出。

    结论

    目前该嵌入式PLC模块已成功应用于清华大学精仪系制造工程研究所THHP-III数控系统(基于RedHatLinux8.0+RTLinux3.1)中,该模块可以满足对普通数控系统和加工PLC控制要求。

:SC系列PLC是台达新推出的一款S系列PLC,主要是增加了总频宽为130K的高速脉冲输出和高速计数的功能适合控制伺服系统。本文介绍基于SC系列PLC的食品机械机电自动化化系统,系统应用台达触摸屏DOP-A57GSTD+SC系列可编程控制器DVP-12SC11T+伺服控制器ASD-A021LA+编码器ES3-06CN6941+步进电机,设备不大,但是使用的台达机电产品较全,整个系统由于控制精度高,所以调试较困难。

    关键字:食品机械投入机触摸屏PLC伺服编码器

    1 引言

    此系统属于食品机械的投入机的控制系统,系统包括触摸屏、可编程控制器、伺服、编码器、步进电机等,投入机主要功能是把呈带状脱氧剂或者是干燥剂,进行切断,然后按要求投入到包装线。在整个设备中,控制的主要要求是要切断准确,切断的位置偏差要在±5mm以内,而且要求速度可以很快,高速每分钟要达到170个;因为送料驱动使用的是步进电机,这样就会要求送料要有反馈,所以从动轮上安装了编码器做为反馈信号的来源,由于控制部件的组合以及于机械机构的联动配合问题,在调试时做了好多次软件和硬件的进后达到了使用要求。

    2 食品脱氧剂投入机工艺

    因为属于机械设备的系统,另外,要求精度也高一些,所以工艺过程相对复杂一些,主要要求如下:通过设定不同的料袋长度尺寸和间距,可以加工4种规格的产品;要求实际偏差不得过±5mm;要求在连续运行时的加工速度要能达到每分钟170个;要求速和步进的速度都能有四个档的调整;报警上下限设定;偏差微调功能,并且显示微调值;要求有两个外部联动功能,启动不同的联动信号可以达到包装线联动的功能;要求具有生产计数的功能,可实现计数有效无效的切换。

    3 系统设计

    3.1电控系统设计

    (1)PLC系统需求分析。6个数字量输入;3个数字量输出;1个伺服控制;1个步进控制;1个由AB相的编码器发出的高速脉冲计数。

    (2)控制系统配置设计。触摸屏:台达DOPA57GSTD;PLC:台达DVP12SC11T;伺服控制器:台达ASD-A021LA;台达编码器ES3-06CN6941;步进驱动器和电机;料检测接近开关;位检测接近开关;外部连动接近开关。

    触摸屏主要是用来显示和控制、报警、报警上下限设定、采集数据显示微调、报警数据显示、记录产量等;PLC主要是采集数据并计算,控制伺服电机和步进电机的动作,报警的判断和输出;伺服电机的作用是用来使切可以快速的切断干燥剂,并且准确的归位;步进电机的作用是快速的进料,并且进料要十分的准确;编码的作用是把从动轮的转动的实际角度采集出来,送给PLC。

    3.2控制软件功能设计

    (1)系统的功能要求。可以设定干燥剂的长度和间距,以便可以切不同规格的干燥剂;速和步进的速度是可设定的要能够分成几个档位,适应不同的要求;可以设定上下限报警,来控制误差的范围;显示报警画面、报警信息;报警上下限设定;具有偏差微调功能,并且显示微调值;要求有两个外部联动功能,启动不同的联动信号可以达到联动的功能;要求具有生产计数的功能,可实现计数有效无效的切换;要求具有复位功能,实现故障状态的复位;除联动外还能实现连续运行和点动的功能;

    (2)技术难点分析。在以上的功能中重要的功能实现就是步进电机的控制,这也是难的部分,因为干燥剂长度的准确依赖于步进电机所走的行程,如果单纯靠固定脉冲数来控制步进电机,那么运行一段时间后一定会出现累计误差,会使所切的干燥剂长度相同但是会切到料上,所以使用编码器采集回来的脉冲数作为反馈来给步进发脉冲。

    (4)HMI(触摸屏人机界面)画面设计。主页;控制画面;参数设置画面;步进速度设置画面;切速度设置画面;报警画面。

    (5)PLC模块设计。和步进速度设定;运行方式控制;复位状态控制;计数功能;伺服和步进控制;报警控制。

    4 机电系统调试

    4.1机电位移脉冲当量

    通过反复的试验得到一个试验值:就是料每移动1mm编码器的脉冲数是多少个,在这台设备上得到的数据是,每移动1mm编码器的脉冲数是5个,而且相对准确。

    4.2伺服频率当量

    通过反复试验得到两个数值:就是为达到每分钟加工速度为170个,那么对步进和伺服发出的脉冲频率是多少,经过试验得到的数据是步进额为4KHz,而伺服应该是80KHz;其实,本来可以通过计算可以得到这个数据,但是,由于机械方面的配合和程序有扫描周期的问题,所以不能套用计算所得到的数值。

    4.3料位检测

    调整料检测的高度也是一个比较关键的环节,如果不能调整好高度会对切断的准确性起到决定性作用。

    4.4前机时间

    投入的准确性是靠调整前机时间来保证的,在食品盒到达投入口正下方之前要进行切断动作,而食品盒到达投入口正下方时干燥剂要正好投入到食品盒当中,送料停止到切切断之间的时间就是前机时间。

    5 结束语

    此设备的使用台达的机电产品比较多,整合性能比较好,为客户降低了大量的成本,是单一电控技术平台为客户降的很好的实例。针对国内食品机械的自动化程度较低的现状,还有很多自动化应用工程空间。食品脱氧剂投入机使用了台达的SC系列PLC来控制台达伺服系统,达到了使用要求。

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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。此过程流程如下:

    在实验中,我们发现,按照上述流程编制的程序,在低速没有问题,但速度增高至7000r/h后,就会出现歪张锁不住现象。究其原因,主要是因为光头反应时间和磁铁动作时间滞后造成。程序在执行过程中,采用循环扫描方式,为了让电磁铁输出提前,在设计中,我采用了中断和三菱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,解决了给纸的一大难题。

    3.2离合压设计

    离压,合压在印刷中具有很重要的作用。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。在我们的机器中,合压全部采用了气动装置,每个气缸都有一个动作时间。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,气缸动作时间是一定的,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,我们根据理论计算值,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。经过多次试验,离压,合压都没有问题。

    3.3人机界面设计

    在人机界面中,设计了7幅画面,包括整体图形,故障显示,机器速度和计数显示,水辊速度显示,调版监控等。故障显示使用指示器,给出位元件即可实现闪动效果,让操作者很方便的知道故障部位,整体感很好。在水辊速度显示中,设计了一个柱状图,可以显示水量增加大小,只需按下柱状图,就可增加水量,同时也可方便监控。

    4.结束语

    印刷机的一套电气设计属于系统设计,包括硬件,软件设计,涵盖范围较广。这里,我只简单介绍了其中比较重要的几部分,其它细节还有很多,这里不再一一列举。使用三菱的一套控制系统,感觉,方便,在机器批量生产过程中,没有发现大问题。其PLC功能齐全,,指令简洁,与其他产品相比,感觉三菱整体软件系统界面都比较友好,给用户编程,维修都带来大方便。其触摸屏与PLC有很好的通用性,可通过触摸屏]监视并修改程序,这是其它产品所不能匹及的。总之,三菱的工控元件给设计人员和用户都带来了很多方便。

   1 引言

    近年来,随着我国自动化技术的提高,工厂自动化也上了一个新台阶。PLC作为一个新兴的工业控制器,以其体积小,功能齐全,价格低廉,性高等方面具有特的优点,在各个领域获得了广泛应用。

    作为国内大的印刷机生产厂家---北人集团公司,为了使产品性能稳定,易于维护,我们采用了以PLC为主控器的控制方案。由于双色印刷机要求易于操作,精度高,故其输入,输出点较多,因此采用了双机通讯。上位机采用三菱FX2N-80MR+32EX+4D/A,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。下位机采用三菱FX2N-64MR+4A/D,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。同时选用了一台三菱5.7寸触摸屏,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。本系统运行,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。

    2 系统结构

    其中,上位机与下位机采用了RS485通讯,通讯方便,。对多色机而言,因素很重要。在设计中,每个机组既要考虑到控制,其中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。因此,一方面输入点增加很多;另一方面,走线也很不方便。采用双机通讯,可以很好地解决此问题,各机组的走线可以按照就近原则,进入离它较近的控制柜内,既节省了走线,也方便了控制。

    由于印刷机是一个精度较高的机械,印刷品的好坏一方面在于机械加工以及安装的精度,另一方面,也取决于水路,墨路的平衡以及合压的准确性。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,我们采用了三菱4D/A数模转换器,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。

    在印刷过程中,调版是一个比较繁琐的过程。尤其对多色机来说,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,我们在版辊上安装了电位器,通过电位器将模拟量传送给4A/D,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。

    触摸屏作为一种新型的人机界面,从一出现就受到关注,它的简单易用,强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境。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。随着机械设备的飞速发展,以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作,无法提率。但使用人机界面,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。三菱触摸屏和三菱PLC有很好的通用性,能在线监视并修改程序,不必很麻烦的重复插拔接口。

    3 软件设计

    3.1给纸设计

    印刷机整体的电气设计还是比较复杂的,对时间的要求也很严格。

浸种催芽设备实现了水稻浸种催芽的智能化控温控水,全自动化设定,科学严格的保证了水稻种子浸种催芽的所需条件,为水稻芽种生产提供了科技方向。根据当前垦区水稻标准化生产的需要,为实现水稻生产全程机械化,针对水稻浸种、催芽生产过程中机械化程度低、劳动强度大、生产标准不规范等情况,浸种催芽设备能根据种子浸种催芽所需的温度自动调控,使种子受热均匀,出芽一致。普通方法浸种需要10—11天时间,催芽需要2—3天,浸种催芽设备由于科学调节温度和水量,全程智能化监控,可使浸种时间缩短为8天,催芽时间缩短为24小时,大大提高了工作效率。
浸种催芽设备采用多箱结构,在浸种、催芽两工艺流程中采取种子不出箱的办法来完成,也就是当某箱完成浸种时,由控制参数改变将其转换为催芽箱。系统控制准备水箱的水温,工作时跟据浸种、催芽箱的测量温度参数采用注水的方法,来完成调节浸种、催芽箱内温度。

现以黑龙江建三江海博工贸有限公司为例。


 技术特点
浸种催芽设备从技术上能够准确的保证水稻的浸种质量。浸种催芽设备的技术特点如下:
1、采用智能恒温控温仪可实现控制点及精度可调,调整分辨率±0.1℃;
2、采用智能多点测温保证测量温度与真实温度差不大于±0.5℃;
3、采用PLC智能计算控温保证控制温度与真实温度差不大于±0.5℃;
4、采用传感器智能补偿技术是仪器及传感器的离散问题;
5、采用多传感器测量技术可做到浸种箱内多部位的检测温度;
6、采用计算机技术实现部件工作状态可预制;
 7、采用玻璃钢水箱整体保温克服箱内边缘温度与内部温度差及实现节能。
2 催芽浸种设备工艺流程
一、调水工况
二、浸种工况 
1、调水

2、浸种箱注水

3、浸种箱温控

4、浸种结束

三、催芽工况
1、破胸准备

2、破胸工况

3、催芽工况

四、结束
浸种、催芽工况结束后通过浸种、催芽箱后面的出水阀把剩余的水排除。待用于下次使用。

3 PLC控制系统设计
浸种催芽设备自动监控系统实现对各个浸种催芽箱的阀门、水位、温度控制;锅炉的阀门、温度控制;水箱的阀门、温度、循环泵控制;工艺数据采集(如水内PH值检测)、数据通讯及上位监控和管理等。
基于“集中管理,分散控制”的模式,数字化、信息化环保工程的思想,着眼于企业“管控一体化”信息系统的建设,建立一个、、、且便于进一步扩充的集过程控制、监视和计算机调度管理于一体并且具备良好开放性的监控系统,完成对整个工艺过程及全部生产设备的监测与自动控制。我们采用以和利时公司LM系列可编程控制器PLC为现场系统,实现对各个浸种催芽设备分控站的自动控制和数据采集。
3.1 控制系统结构
整个系统设1个控制室、8个浸种催芽设备PLC分控制站。浸种催芽设备分控站由可编程序控制器(PLC)及触摸屏组成,对本地浸种催芽设备实现自动控制、数据采集及数据传送。控制室、浸种催芽设备分控站之间的数据通讯采用成熟的TCP/IP通讯技术

3.2 PLC系统配置
PLC系统由LM3109 CPU模块、LM3403 TCP/IP通讯模块及LM3223 开关量输出模块组成,同时配置和利时HT6000系列触摸屏,实现就地自动控制。
1、LM3109 CPU模块:集成一体化模块,自带40点数字量I/O,提供24路DC24V输入/16路继电器输出。具有1个RS232和1个RS485通讯接口,支持专有协议/Modbus RTU协议/自由协议。
2、LM3403 以太网扩展模块:通过连接本模块,使得LM系列PLC作为MODBUS/TCP从站被连接到局域网中 。
3、LM3223 继电器输出模块: 提供16通道继电器型输出,额定负载电压为DC24V或AC24--220V,输出开关容量为2A。
4、采用HT6000系列触摸屏,尺寸从5.7″到15″可选,集成多路通讯口,内部集成配方存储卡,HT6000系列配方卡为256KB,可实现数据、历史操作记录、历史趋势图断电保存等,方便用户查询。
以8箱体单炉浸种催芽设备为例,输入输出信号清单如下:
表  4-1 输入输出信号清单

3.3 系统网络
控制室与各远程PLC控制站之间通过星型结构局域网络来实现数据通讯。局域网络的主要设备为交换机或集线器,主要完成PLC与控制室转发的任务。主要设置的参数如下:
1、与PLC LM3403模块TCP通讯接口参数,包括IP地址、子网掩码、网关及输入、输出区大小设置。
2、控制室工控机完成计算机IP地址设置,组态软件通讯PLC配置。
3、星型结构局域网。星型网络几乎是Ethernet(以太网)网络,它是因网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备(如集线器或者交换机)连接在一起,各节点呈星状分布而得名。这类网络目前用的多的传输介质是双绞线,如常见的五类线、五类双绞线等,距离过100米时,采用光纤通讯。
3.4 监控系统功能
3.4.1 控制室功能
控制室内选用研华工业级计算机,配备不间断电源,现实短时间的掉电保持保护;提供大屏幕显示(液晶电视),把计算机的画面显示在大屏幕上,供操作员外的其他人员了解育种进程。
上位软件选用和利时HollyView组态软件,实现对现场数据的实时监控,提供友好的画面显示,具有数据报表、数据历史查询、温度趋势曲线、故障报警记录、远程控制管理等功能。大大减少人员的现场操作,实现工业级别的全自动监控。
配备打印机设备,打印历史,提供数据分析的依据。提供USB接口,对历史数据可以拷贝保存。
可在控制室内完成控制和现场控制切换,手动控制和自动控制切换,工艺参数设定及修正,权限控制等操作。

3.4.2 现场PLC控制站功能
PLC采集设备数据的方式有两种:一种是通过I/O点的方式监控设备的阀门、电机、液位状态;另一种是通过RS485通讯的方式采集设备的多路温度信号。
浸种催芽过程以温度为主要参考条件,通过一定的逻辑关系,实现对系列阀门及电机的控制,科学严格的保证水稻种子浸种催芽的所需条件。
配置现场级触摸屏HT6A00T与PLC通讯,显示设备实时数据,实现设备就地控制。就地控制立于控制室,在控制系统故障时,也可单控制设备。
4 结束语
基于和利时LM系列PLC可编程控制器的浸种催芽设备监控系统,实现了浸种催芽设备、稳定运行,提高了生产线运转的性,大幅度提升了其性能。为垦区水稻标准化生产奠定了基础,大大提高了浸种催芽工作效率。



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