上海西门子PLC代理商DP电缆供应商

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FA506细纱机性能优良、操作方便，机电一体化程度高，具备：纺纱参数设定、显示、纺纱过程自动控制、定长落纱、锭子速度曲线控制等功能。可按设定条件对纺纱过程的锭速、牵伸倍数、细纱号数、捻度等进行计算并自动显示，并依据机上各部分传感器自动协调控制。特别是定长落纱和自动落纱，大大降低了操作者劳动强度；锭子曲线控制提高了纱线的质量和保证了纱锭成型，提高全机的产品。
一、系统概述
具备了纺纱过程所需的自动开车、钢领板自动升降、中途停车后自动跟踪开车、自动落纱、自动留头等功能外，还能设定显示纺纱的工艺参数，实现定长落纱和锭子速度曲线控制以及班产累计等功能。电气控制系统包括：传动部分、数据检测部分、三自动检测部分、变频器锭子速度曲线控制、可编程控制器部分、TD200单元及数字通讯控制部分。
二、系统硬件
1、传动部分：
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、各种开关等。
2、数据检测部分：
该部分由主轴、前罗拉、后罗拉传感器组成。功能为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、锭速、牵伸倍数、细纱号数、捻度等工艺参数以及锭子速度曲线控制提供数据。
3、三自动检测部分“
该部分由关主电机、下钢领板、刹车传感器构成。其作用为落纱机开始后能自动适应停车，自动留头，为重新开车降低断头创造条件。
4、变频器锭子速度控制：
该部分由变频器、锭子传动部分、主电机构成，其作用是变频器依据PLC传输的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。
5、PLC部分
该部分由西门子S7 216主机构成，完成全机开关量输入、数据检测以及计算和过程控制，实现纺纱过程自动化和对机器运行情况进行监控。
6、TD2002参数设定显示单元
TD200与PLC之间以PPI协议通讯，完成纺纱过程工艺参数显示设定，可直接设定锭子运行曲线，实现控制柔性化。
7、数字通讯部分：
该部分由PLC的Port0、Port2口、TD200和变频器的RS485部分构成，Port0口与TD200以PDI协议通讯完成参数设定显示，Port1口与变频器的RS485以自由口协议通讯完成锭子曲线控制，数字通讯、高性和大的提高了机器性能比和市场竞争力。
三、系统软件
FA506细纱机电气控制系统软件分为：控制部分、参数设定显示部分、计算采样部分、数字通讯部分和锭子运行曲线部分。
1、控制部分：
为软件主程序部分，主要依据系统开关量和传感器的输入完成纺纱过程自动控制。
2、参数设定显示部分：
主要依据TD200配置完成参数设定显示菜单，共计设计菜单画面44幅，完成总产、班产累计显示、换班设定、锭子速度、前罗拉速度、牵伸倍数、捻度、千锭小时产量、细纱号数等参数显示，以及23幅参数设置画面，可完成参数的设定、错误设置提示等功能，共编辑系统键5个共8组。其功能为：
F1:A班班产 F2：B班班产 F3:C班班产 F4:D班班产
SHIFT+F1：总产显示 SHIFT+F2：换班设定
SHIFT+F3：参数显示 SHIFT+F4：参数设定
其中参数设定菜单程序框图如下。
3、计算采样部分：
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部分：
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后程序通过接受中断以及发送指令XMT控制通讯口的操作。在自由口通信方式下通信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。为了使锭子运行曲线平滑，在设定的点与点之间采用数据建模的方法拟合发送参数。
四、数字通讯应用特点
该控制系统大特点是应用数字通讯方式完成TD200与PLC以及PLC与变频器之间的。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，这样增加了硬件成本且控制精度较低。采用数字通讯后，由于介质为RS485，所以硬件仅为一根屏蔽线，且抗干扰能力增强，为实现联网传输控制参数提供了条件，降低了控制成本。数字通讯要求软件设计严谨，软件编制达5K。

五、应用效果
FA506型细纱机控制系统前身采用PLC开关量控制合外协参数仪构成，全机控制精度低，性合抗干扰能力差，系统成本较高。采用西门子S7-200系统PLC构成控制系统后，全机控制采取数字通讯方式，控制精度高、性合抗干扰性能较优。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，从97捻以来公司累计生产达到2000多台。由于其优异的性能被中国纺机总公司列为99捻20万锭出口项目面纱细纱入选机型，产品性能达到水平，深受国内用户欢迎，市场前景十分广阔。

序言：
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。

项目概要
无锡某制有限公司高温隧道设备的PLC控制系统原来使用的是MODICON PLC，该系统主要用于控制经水洗后的不同尺寸的剂瓶在数量上达到某一定值后能以相应的速度通过高温区，并能产生各种异常情况的声音报警和报警记录说明。
为方便全公司备品备件的采购及设备维护，业主决定采用西门子的S7 PLC 改造隧道控制系统。由于原系统是由意大利承包商统一提供，业主只能提供一套原MODICON PLC的程序清单供我们软件编制时参考，因此此项目的技术难点主要在于在了解隧道工艺的基础上，读懂原梯形图程序并把它翻译成S7的梯形图程序，经过一段时间的软件编制和现场调试，现系统已正常工作，各项功能已满足工艺要求。
系统软硬件组成
整套设备硬件由PG编程器、CPU313、OP27操作员面板、三块DI输入卡SM321、一块DO输出卡SM322、一块AI输入卡SM331和一块AO输出卡SM332组成。CPU313与卡件的数据交换则是通过卡件底板完成。CPU与OP27的数据传送通过Profibus电缆由CPU的MPI口与OP27的IF1B相连。PG则是通过编程电缆插在带有编程口的MPI电缆上实现CPU的编程与测试。
PG编程器除了装载基本操作系统bbbbbbs Me外还安装了西门子编程及组态软件STEP7、STEP5、Microwin、Protool和Richwin97 for bbbbbbs Professional等软件。
*STEP7用于S7－300 PLC、S7－400 PLC的组态编程。
*STEP5用于S5系列PLC的组态编程。
*Microwin用于S7－200 PLC的组态编程。
*Protool用于Operator Panel、Touch Panel 和Text Display等操作员面板的组态编程。
*Richwin97 for bbbbbbs Professional软件用于输入报警和画面汉字。
操作工艺简介
OP27面板上总共存有三幅画面，OP27上电起动后显示的是主画面。屏幕画面的浏览说明如下：
（一）在屏幕显示主画面时按F1键转入温度显示画面，按F3键转入皮带速度显示画面, 在温度或速度显示画面时按F1键可返回主画面。
（二）在屏幕显示温度画面时按F3键转入皮带速度显示画面。
（三）在屏幕显示皮带速度画面时按F3键转入温度显示画面。
由于主画面用于系统设置,对于操作员的操作与监控来说，只要使用二、三幅画面即可。二幅为高温区温度设定值指示与输入以及温度、预热温度的当前值和趋势画面。三幅为履带速度的当前值，趋势以及瓶规选择画面。屏幕右边的F2、F4、F6和F8键相应于选择8ml、10ml、20ml和50ml容量的药瓶。

1 引言
    近年来我国海关业务急剧增长，过境车辆的增多迫切需要改进海关验放方式。在深圳盐田海关条码识别系统的开发中，我们基于西门子 S7-226 PLC 构造了一个分布式监控系统，在上位机的监督管理下，利用 PLC 准确快速地对过境车辆，大提高了海关的工作效率。

2 系统功能
    该系统是一个分布式海关条码监测系统，它通过各闸口条码扫描仪自动识别经过车辆的条码标志，从而判断是否应该放行以及应当采取的措施。系统根据读单情况按预先设定流程动作做相应处理，包括开闸放行、落闸、各种非正常情况下的报警并自动闭锁、各项数据送上位机处理、接收上位机指令并相应动作、接收上位机组态命令等等，系统自动检测当前工作状况并能在出错的情况下退出。

3 系统结构
    过往车辆上的条码由条码扫描仪读入并通过通讯转换 RS232/RS485 送入 S7 226 PLC 的 Port0 口， S7 226 PLC 的 Port1 口连接 PC 机。
1 ． PLC S7-226
    SIMATIC S7 是西门子公司生产的具有很高的性能价格比的可编程序控制器，它具有结构小巧，运行速度高，价格低廉及多种集成功能等特点。它主要包括如下部件：
① 处理器（ CPU ）   ②输入和输出（ I/O ）   ③编程口
S7-226 的编程环境
    西门子公司专为 SIMATIC S7-200 系列 PLC 设计了编程软件 STEP 7 Micro/Dos 和 Micro/WIN V2.0 以及当前的新版本 Micro/WIN V3.2 ，它们主要用于用户开发 SIMATIC S7-200 系列 PLC 的控制程序，以及实时监控程序的执行状态。这两种编程环境都方便易用。
S7-226 的其它特性
①　高速计数器：高速计数器用来记录电频率高达 7KHz 的脉冲，并可连接两个垂直 900 的脉冲串计数。使用 s7-200 可以容易地定位，或对快速移动物体进行计数。
②　口令保护：由用户定义的口令，可防止对可编程序控制器及其内存进行非法访问。
③ EPROM 存储卡：为插入式内存卡，用于存储程序且不易丢失，以及编程设备进行程序移植复制。
④　模拟量调节：模拟量调节是一种通过旋转位子盖板里面的微调电位器，来改变两个用户变量的硬件方法，这些变量可以手动改变以实现微调控制。
⑤　强制功能：可用于强制控制任何输入和输出点。强制功能，可以在 RUN 或 STOP 方式下使用。
⑥　实时时钟：可由程序指令访问，用于控制日期。
⑦　脉冲输出：可选为两个 50% 负载周期的脉冲串输出控制，或特定的脉宽调制输出控制。
⑧　自由接口方式：用户可用梯形图编程来定义通讯口参数，提供与不同智能设备的连接。
⑨ 特殊标志：在可编程序控制口与你的程序之间提供状态及控制功能的内部数据位。
⑩ 符号地址：允许你在程序中使用名称作为 I/O 点的地址。
2 ．条码扫描仪
    采用美国 Metrologic 公司的 MS700 i 串行激光条码扫描仪，扫描速度达 2000 线 / 秒，扫描距离在 0 — 7 英寸区域内，在扫描区内有 20 条激光扫描线 , 分五个方向对条形码进行扫描，可选择 12 种条形码码制，通过 RS 232 接口与 PLC 进行通信。与 CCD 扫描仪相比，激光扫描仪读率高，能高速扫描识读任意方向通过的条码且对操作者要求低，实际应用中效果很好。
3 ．中文显示屏
    中文显示屏使用自定义通信协议通过 RS 485 接口与 PLC 通信。
4 软件设计
1 、 PLC 软件设计
（ 1 ） PLC 与 PC 的通信及条码识别
    PLC 与 PC 之间的通信采用 RS-485/RS-232 方式，信号的转换由 RS-232/RS-485 转换器完成。以下简要介绍 S7-200 系列与自由口功能有关的寄存器 SMB2 ， SMB3 ， SMB30 ，它们主要用于自由口通讯方式的确定及运行管理。
    控制字寄存器 SMB30 用于存储通讯方式控制字，由用户写入，属于可读写的特殊标志位寄存器。其格式如下：
mm ：（通信协议） 00   PPI 协议（从机）
               01   自由口协议
               10   PPI 协议（主机）
               11   保留（缺省为 PPI 从机）
bbb ：（波特率）   000~111 依次对应 38400 bps ~  300 bps 波特率
pp ：（校验方式） 00    无校验
                01    偶校验
                10    无校验
                11    奇校验
    通讯接收字符缓冲器 SMB2 用于存放在自由口通讯方式下接收到的当前字符，它是一个暂存寄存器，一般应在下一步取走其中的内容。  
    通讯校验结果寄存器 SMB3 ，在作自由口通讯时， PLC 的通讯接口按由 SMB30 规定的奇偶校验方式对所接收到的信号作校验。若检测到错误， PLC 自动将 SMB3.0 置 1 ，根据此标志位，可决定当前信息的取舍，同时还可在出错的情况下，将此错误位发送给对方，以便要求它重发。
    在 S7 226 PLC 中，集成了两个 RS485 数据通讯端口，可使用的位通讯协议作波特率高达 38.4kbit/s 的高速通讯，并可按步调整。

以下为 PLC 接收部分程序片段：
LD  SM0.1  //
个扫描周期接通   
MOVB  9, SMB30 // 初始化 port0 口
ATCH  INT_0, 8  // port0 口接收事件由中断 0 处理
MOVD   &VB101, VD96   // 指针 VD96 指向 VB101 开始的 V 寄存器区
MOVD   &VB0, VD36   //VD36 也指向 VB101 开始的 V 寄存器区
MOVB   0, VB41   // 接收字符个数清 0
下面为中断 0 片段（接收并存储）：
LD  SM0.0   // 一直接通
MOVB   SMB2, *VD36  // 只要接收到字符就存入指针 VD36 所指向的区域，
                    // 即 VB101 开始的 V 寄存器区
INCD  VD36  // 指针下移，为接收并存储下一字符作准备
INCB  VB41  // 字符计数个数加一
当 PLC 需要向 PC 传送数据时，可以通过以下代码实现：
PLC 发送部分程序片段：
LD  SM0.1   // 个扫描周期接通   
MOVB   9, SMB130  // 初始化 port1 口
MOVB   14, VB100  // 将 14 存入 VB100 中
XMT  VB100,1  // port1 口发送自 VB101 开始的 V 寄存器区，

              // 发送字符个数由 VB100 的内容决定
以下为 PLC 接收条码并判断部分：
LDB= SMB2, 10  // 收到换行符，条码结束
LPS
MOVD   &VB0, VD36
AB<>  VB41, 14  // 总共收到条码字符数不等于 14 ，出错，
S  M0.1, 1 // 置位 M0.1

AB=VB41, 14  // 总共收到条码字符数等于 14 ，正确，
R M0.1, 1  // 复位 M0.1
LPP MOVB  0, VB41 // 接收字符个数清 0 ，为下一次接收作准备
（ 2 ） 条码扫描仪与 PLC 的通信
    Metrologic MS700i 可以通过开机扫描设置条码而设定通信协议及条码类型，并可以通过连机方式从一台扫描仪“”工作方式从而达到成组设定的目的。条码扫描仪与 PLC 之间的通信采用 RS232/RS485 方式，使用条码扫描仪自带通讯电缆。
（ 3 ） 显示屏与 PLC 的通信
  由 PLC 根据条码扫描情况发送给显示屏相应的信息用以显示当前状况，使用 RS485 通讯协议。通信格式为：头尾各为十六进制 02 和 03 以标志信息起始，中间为 ASCII 码的状态信息。
2 、上位机软件设计
    PC 机的监控程序用 Delphi5.0 完成，分为组态环境和运行环境两部分。组态环境下，用户可对每一闸口进行 PLC 参数、状态设定及条码设定；运行环境下，对各闸口实时监控，必要时发出控制命令，并具备历史数据存储和报表打印功能。
考虑通信方案如下：
（ 1 ） 引用 VB 的 MsComm 控件或三方通信控件；
（ 2 ） 通过 Delphi 中嵌入汇编直接对端口操作实现通讯（如 BIOS 串行通信功能调用 INT 14H ）；
（ 3 ） 调用 bbbbbbs API 函数实现；
    由于方案 1 存在发布问题，方案2 存在一定危险性，所以在实际开发过程中我们采用方案 3 ，通过 CreateFile 、 CloseHandle 、 ReadFile 、 WriteFile 、 SetCommState 、 GetCommState 等 API 函数及 DCB 设备控制块的操作实现 PC-PLC 快速的通信。

5 结语
    本文阐述了使用 SIMENS S7-226 PLC 开发 PC-PLC-Scanner 模式分布式海关条码监控系统的基本过程。与常见的 PC-Scanner 模式条码识别系统相比，本系统的优越性体现在简明的分布式结构、、，实践证明其运行效果很好