北京西门子授权一级代理商DP电缆供应商

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1工艺流程介绍： 

（1） 滤水工序：打开进水阀和出水阀，污水流经磁滤器时，如果磁滤器的线圈一直通电，则污水中的氧化铁杂质会吸附在磁滤器的磁铁上，使水箱中流出的是净化水。 

（2） 反洗工序：滤水一段时间后，清洗附着在磁铁上的氧化铁杂质。这时只要切断磁滤器线圈的电源，关闭进水阀和出水阀，打开排污阀和压缩空气阀，让压缩空气强行把水箱中的水打入磁滤器中，冲洗磁铁，去掉附着的氧化铁杂质，使冲洗后的污水流入污水池，进行二次处理。 

2.2控制任务和要求： 

（1） 两台机组的滤水工序，可单进行，也可同时进行。而反洗工序只允许单台机组进行，一台机组反洗时，另一台等待。两台机组同时要求反洗时，1号机组。 

（2） 为保证滤水工序的正常进行，在每台机组的管道上均安装了压差仪表，只要出现了“管压差高”信号，则应立即停止滤水工序，自动进入反洗工序。 

（3） 为了增强系统的性，将每台机组的磁滤器及各个电磁阀线圈的接通信号反馈到PLC的输入端，一旦某一输入信号不正常，要立即停止系统工作，这样可避免发生故障。 

（4） 执行器输出故障及报警。 

3、控制系统设计： 

3.1硬件设计： 

（1） 确定PLC的CPU型号和扩展模块型号： 

下表为净水器的1号机组的输入和输出分配表：

1号机组的输入/输出分配表 

 
图2、净水机组的控制系统顺序功能图

一．概述 

XC系列可编程控制器及XC-GRM量仪模块在磨床上的优势 

1、 控制精度高达±1um 

量仪模块对测量数据进行特别的运算处理之后（抗抖动、温度补偿等等），将数据传送给PLC进行控制，保证了系统的控制精度。 

2、测量范围宽达1000um,可以进行宽泛围操作 

在不需重新调试的情况下，既可以磨削余量1～5um的返修工件，也可以磨削800～900um的大余量工件。即使工件尺寸差异很大，仍然能够实现快速趋进功能。 
3、 操作界面简单友好，降低了设备调试的难度 

直接通过触摸屏进行磨床工艺参数设置，不需要复杂的调试过程。即使使用量仪方式进行加工生产，操作工也只需按照屏幕提示的顺序操作一遍便可完成设备的调试。 

4、脉冲输出频率高达400KHz 

控制器的高频输出支持从1Hz到400KHz的宽范围，因此，无论是步进电机还是伺服电机，都可方便的进行控制。 

5、 省去测量仪表，实现数字化、智能化控制 

将测爪信号直接接入XC-GRM磨床量仪模块，PLC直接读取测爪测量数据，节省了用户的成本，简化了调试过程，并提高了工件的磨削精度。使系统的集成度大大提高。 

6、实现工件直径测量数字化，实现计算快趋量功能 

通过量仪模块直接读取工件直径数据。在毛坯上料后，直接测量出毛坯需要的磨量，进而推算出该工件快趋所需要的快趋进给量，以达到快趋结束便开始磨工件的目的，从而大大提高了生产效率。 

7、实现量仪控制模式下的工件自动对 

操作工通过屏幕上的对按键，PLC控制步进（伺服）电机以低速进给，在对过程中自动记录量仪读数的变化，从而自动计算出优化的工艺参数。 

8、支持连续多段步进控制 

通过PLSR脉冲输出指令，磨床控制需要的四个进给段“快趋、黑皮、粗磨、精磨”可以一次连续完成，中间无须停顿。 

9、多段步进跳跃功能 

通过PLSNEXT指令，可以在多段步进发送过程中，通过外部条件（而不等该段脉冲发完）直接转到下一段步进。该功能可用于量仪控制。 

10、 FlashRom存储器 

重要的工艺参数可保存于FD0～FD2047闪存数据区。即使在PLC电池耗尽的情况下，系统仍可保留参数数据。 

二．基本配置 

1、PLC本体：用于磨床的逻辑控制，其输入部分用来接收按钮、行程开关、保护信号等输入信号，其输出部分用来控制步进（伺服）电机、电磁阀、电磁卡盘、测爪收张等。 

2、量仪扩展：测爪信号线接入量仪扩展，扩展将该信号输入转化为范围为0～6500数据，并通过扩展接口将给PLC本体；该模块的电压输出同时控制测爪的“张开/收缩”动作。 

3、输入点扩展：某些型号的磨床（如203等）可能会出现输入点数不够的情况，可以通过该扩展增加16个输入点。 

4、人机界面（触摸屏）：设备操作人员和设备的接口。通过其画面，操作人员可以了解当前机床的运行状态，进给量，补偿量，套圈当前的直径等等。设备的工艺参数，如快趋量、粗磨量、进给速度、粗磨留量、精磨留量、毛坯范围等等，也是通过人机界面输入PLC本体。另外，设备的故障诊断也是通过触摸屏界面显示出来。在量仪控制时，测爪的零位调整、粗磨到、精磨到等信号调整，也是通过人机界面进行。 

用PLC实现运动控制 

一种特殊的R&B吹塑机器有9根伺服液压驱动轴——3根用来控制型坯（把材料挤压成空心管或半球体，这是吹塑工艺的步），6根用来控制运动。这种机器包含2个梭子，2个模具，以及2根吹管。运转时，夹具反复打开和夹紧模具，吹管反复做上下运动，传送装置带动夹具至型坯正下方，到达吹气位置。 

David Chin是NDC Technologies的技术人员，该公司是Siemens的战略合作伙伴，一同参与了R&B控制系统升级项目。Chin说：“R&B使用了标准的Siemens Simatic S7 PLC来控制这些位置运动。我们提供了一套功能模块，使R&B能运用PLC进行位置控制。其它的机器可能要使用运动控制器来控制运动，这是一种于伺服控制和定位的控制器。我们定制的功能模块能够达到与立控制器相同的功能和性能。” 

Chin说：“PLC通常很难做到的伺服控制，这是运动控制器被广泛采用的原因。但是在我们的应用中，标准的Siemens S-7 PLC承担了运动控制功能，它通过液压驱动装置对各个部件进行定位。” 

PLC还对30多个区域进行温度控制，这些区域包括加料斗、挤出机以及型坯部，其中12个区域既能加热又能冷却，另外18个只能加热。温控系统将机器各部分的温度误差范围控制在1度以内，型坯部要能够将料斗传来的冷塑料加热到415 °F。 

常规PLC采用IEC-61131标准语言编写的功能模块控制所有的伺服液压系统驱动轴，它不需要特殊的运动控制环境。加入运动控制功能的PLC相对于PLC和立的运动控制器而言，具有出色的性能和的处理能力。 

集成型坯控制 

R&B初希望通过PLC实现型坯控制。通常，吹塑机由机械控制器或基于PC的自动化设备控制，前者带有立的型坯程序单元以及运动控制卡件；后者通过代码达到运动控制的要求。 

然而，R&B希望将型坯程序集成到主机器控制器中。如果PLC的运算速度足够快，就能够实现这一目标。用于型坯控制的模拟数据直接从一个位置检测器输入，所有的处理过程都和普通PLC程序一样。终，驱动型坯吹塑的液压阀由PLC输出的模拟信号控制，整个过程不需要借助任何设备。 

该公司随后把其余的伺服液控制程序也集成到PLC中。位置检测器通过SSI模块把数据传送到PLC，如有需要，可以通过Siemens的Profibus Isochrone（等时）模式将SSI模块传来的位置数据与PLC程序同步，同样，液压阀都由标准的模拟输出信号控制。 

另外，R&B还把控制吹管与传送装置运行的程序集成到PLC中。当传送装置将模子带动到吹管位置时，吹管就会按程序设定向下运动。由于两者（传送装置与吹管）的转轴实现了协调控制，这个过程很少出错且不用担心会产生碰撞。 

在把这项功能集成到PLC之前，由于吹管和传送装置之间无法通信，R&B无法实现两者的同步。PLC的通信协议使两者度实现了同步。 

减少空循环时间 

吹塑过程中，所器吹制或冷却一个瓶子的时间都相差无几。但是，在循环时间，尤其是空循环时间（机器不在吹瓶的时间）方面，机器之间存在差异。循环时间是指开始吹一个瓶到准备吹另一个瓶之间的全部时间。 

PLC中的运动控制功能提升了协调空循环动作的水平，从而减少了特定动作之间的间隔时间。它们能依据位置而不是时间协调各种动作，这样就能大大减少空循环的时间，为R&B赢得了循环时间上的优势，其结果是可以节省下大约20%的空循环时间。 

事实证明，采用基于常规PLC的自动化吹塑解决方案代替运动型坯控制器可以获得的优势。由于所有的伺服功能都由一个功能模块控制，这意味着好的协调性、快的机器循环时间、简洁的程序以及精简的设备；另外，由于硬件都是小规模生产的，势必会产生质量控制和长期技术支持方面的问题，而且需要根据出现的问题修改设计，所有这些都会增加额外的经济投入。 

事实证明，与基于PC的控制相比，基于PLC的自动化解决方案能为吹塑提供有吸引力的成套控制设备，它们拥有好的模块，使用了固态存储器，不需要三方操作系统，使用寿命持久，长期支持出色。与PC相比，PLC的关键优势之一是在突然关闭的情况下依然能够保存数据（如断电情况）。 

R&B Plastics的Jake Losee说：“现在我们采用一个控制器控制PLC功能和运动控制功能，以前使用立运动控制卡时的通信延迟已经不存在了；而且，我们能记录每根轴的转动，以前我们使用立软件时，需要了解运动控制卡的技术人员对其进行编程，现在，用户可以通过人机界面（HMI）自行完成这些工作。” 

Losee还说：“我们的一个目标是精简设备。额外的设备意味着高的成本、繁琐的维护以及多的配套软件，这就要求我们对维护人员进行多的培训。用PLC集成运动和型坯控制确实是一个高度优化的控制方案