产品描述
宁波西门子中国代理商CPU供应商
前 言 我厂原1#铸机电气设备控制系统系传统的继电器——接触器控制方式。人机对话为指示灯+按钮+讯响器。系统的工作状态,故障处理与设备监控,维护与操作人员,只能凭经验和被动的去查找故障点。这对我厂的生产快节奏和及时处理设备故障是不适应的。在1#机电气改造大修期间,同时建立一套设备状态监控系统,可使人员维护人员加直观掌握设备运行状态,及时处理故障,避免各类设备事故。降低故障率,使铸机PLC系统趋完善。 一、系统构成 自动化部分 采用法国施耐得公司新的QUANTUM系列140-——型产品。 带有二个通讯接口,MODBUS为与编程器的通讯接口 MODBUS PLUS为联网通讯口,省去了专门通讯模块这是QUANTUM系列PLC的一大特色。 二、系统功能及特点 MB+网络的建成为设备监控系统建立了硬件基础,监控画面的制作有功能强大的软件来实现,画面制作是采用美国In tllution公司的Fix.6.0来制作的,In tllution 的Fix软件中包含了大量强大的图形化工具,允许用户能够快速直观地建立画面过程的实时窗口,用户可以籍此窗口方便获得实时过程信息,无论是在控制室还是在办公室,都可以进行操作,好的管理检修、维护好设备。 2.1.监控界面的使用 监控界面是人机对话的主要组成部分,它的制作主要根据现场设备及其操作的布局尽量做到与实物保持一致。 2.2.编程器功能 编程器是电气人员的主要工具,但每次去现场编程器对CPU临时插拨,特别是对PLC的CPU损害大,98年就发生CPU接口被编程器接头插拔而损坏,导致不能修改程序,MB+网的实施,即使CPU模块的编程接口损坏,另一个MB+网接口也照常工作,仍然在网上可以修改程序。本系统中,用FIX软件对设备进行监控,我们没有让画面上的开关点来控制现场设备,因为只赋予了监控功能,修改程序的功能赋予一定级别的用户,本系统设有两个级别,一个是“PUBLIC”,另一个是“ADMIN”。PUBLIC用户只能切换画面进行浏览,但是他可以完成监控功能,一般情况下,系统默认在线级别。而ADMIN用户的权限大,能完成FIX所提供的所有功能。 三、经济效益 该系统自2000年10月份完成运行以来,效果良好,以前很小的故障需耗很多时间去确认、分析,现在只需轻点鼠标就可告诉管理人员和维护工人了。大地降低了寻找故障点和处理设备故障的时间。节约了CPU和编程器的购置 |
吹炼
溅渣护炉
氧刮渣
换
氧紧急提升
液面高度设定
氧位置控制校准
氧升降速度设定 ----板坯连铸机:板坯连铸是炼钢车间比较重要的工序,完成从钢水到板坯材的制成工作。
钢水罐及中间罐车
结晶器振动装置
扇形段夹送辊(拉矫装置)
切割前辊道
切割下辊道
喷印辊道 ----方坯连铸机:方坯连铸与板坯连铸类似,同样也是炼钢车间比较重要的工序,完成从钢水到方坯材的制成工作。
钢水罐及中间罐车
结晶器振动装置
拉矫机装置
液压剪切装置或火焰切割机
后部输送辊道
----在本项目中,我们采用德国西门子公司的PLC、通讯、工控软件及传动控制产品组成高质量、的整合的控制系统,完成整个项目的过程及拖动控制任务。其中,采用了五套S7-400型PLC、十五套S7-300型PLC、近百套MASTERDRIVER系列传动产品(功率范围从几KW到数百KW)。
----上位监控系统由工业控制计算机配装工控软件,完成整个系统的过程数据采集、运行状态监视、系统设备控制及其他工业数据的采集、报表生成、打印、数据备份等工作。PLC系统与传动控制系统间采用的是西门子公司的PROFIBUS-DP总线通讯方式,完成控制信号及数据的高速传递与交换。同时,各子系统PLC与该子系统设备间有充分的信号线连接,当通讯系统出现故障时,子系统可立运行,保证系统的性及性。
----系统主要的控制难点有以下几个方面:
四台转炉倾动电机的负荷平衡 氧提升时的钢绳松弛与抖动 板坯夹送辊电机的负荷平衡 方坯拉矫机的平衡出力 通讯网络的高速、数据传递 ----其中,四台转炉倾动电机的负荷平衡是该项目中技术难度大的课题,要求做到高速响应、高控制精度、。与以往的同等级转炉项目不同,上述课题的传动控制装置全部采用的是西门子公司的全交流MASTERDRIVE 6SE70系列变频器产品,配合西门子公司的PLC、PROFIBUS-DP通讯网络构建起的传动系统,充分发挥出西门子产品多功能、的特点,较好地解决了技术难题,并将负荷分配控制精度提高到5%以上(用户提出的负荷分配考核指标为<8%)。同时,将转炉倾动系统的响应时间控制在2秒以内,响应速度大大提高。
----众所周知,在冶金行业的工程项目中,所采用的电气自动化产品范围之广、种类之多几乎函概了电气自动化产品的所有门类,其中包括低压电器产品、逻辑控制产品(PLC)、工控及软件产品、通讯网络产品、仪表类产品、传动控制产品、传感器类产品、电动执行结构等等,德国西门子公司在上述的各项产品门类中都有产品可供用户选择,同时在产品兼容性、产品相互接口的适应性等方面有着无可比拟的优势。
----现场控制站在与设备自带的PLC通讯时,采用Profibus_FMS的方式,其通讯介质为屏蔽双绞线,其通讯速率大可达1.5Mbit/s。
----10KV及各变电所的相关信号,通过智能继电保护装置及智能空气断路器、用PROFIBUS-DP的通讯方式与现场控制站交换数据,每个间隔保护及测量装置均作为现场控制站的从站。
----现场控制站采用西门子S7 400 PLC,CPU采用4163DPCPU,具有运算速度快,资源丰富等优点。
----计算机软件采用西门子WINCC,它具有画面显示、趋势曲线、报警处理、报表处理、数据管理、网上浏览等功能。
----整个自控系统体现了西门子全厂一体化的自控理念,并且网络结构符合现场总线的标准
1 引言
KDF2纤维滤棒成型机组是生产滤棒的设备。然而,随着初引进到现在十几年时间的流逝,KDF2机组虽然经过数次改良,但是其机械传动系统逐渐显示出技术上的局限性——结构复杂、存在漏油隐患。为此,我们通过技术收集和市场调查后,决定采用伺服传动系统代替机械传动以及速度快、欧洲国家生产的PLC对原组进行升级改造。同时,原有的彩色触摸屏无论从显示尺寸还是色彩选择或着功能设计上都尴尬地面临着技术进步所带来的淘汰境地。
为此,我们在设计新的控制系统时,决定同时对其人机界面进行重新设计。
2 纤维滤棒成型机组改造后控制、显示和传动系统的基本框图
纤维滤棒成型机组在改进后,它的控制、显示和传动系统采用了Lenze公司的伺服系统、Digital公司的触摸屏和Siemens公司的PLC,它们分别通过MPI和PROFIBUS-DP总线进行通讯与控制。其基本框图如图1所示:
图1 纤维滤棒成型机组控制和传动系统
3 机组运行原理
纤维滤棒成型机通过对丝束进行二次开松、增塑剂添加、卷制成形、盘切断和排列装盘的过程生产滤棒。其主要过程如图2
图2纤维滤棒成型机的工作原理
4 相关名词
4.1 PROFIBUS总线
PROFIBUS是PROCESS FIELD BUS的缩写,是一种性的开放式的现场总线标准,即EN50170欧洲标准。
目前世界上许多自动化技术生产厂家都为它们生产的设备提供PROFIBUS接口。PROFIBUS已经广泛应用于加工制造、过程和楼宇自动化,是比较成熟的技术。PROFIBUS根据应用特点分为PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FMS,PROFIBUS-PA 3个兼容版本。
4.2 GP2600触摸屏
GP系列触摸式工业图形显示器(简称触摸屏)是一种连接人类和机器的(主要为PLC)人机界面(国外称为HMI或MMI,即Human-Machine Interface或者Man-Machine Interface),被喻为PLC的脸面。它是代替传统的控制面板和键盘的智能化操作显示器。可用于参数的设置、数据的显示和存储,并以曲线、动画等形式描绘自动化控制的过程,并可简化PLC的控制程序。
GP2600T是Digital公司新的一代产品。在色彩方面,它提供了256色、无闪烁的真色彩模式,或者是64色、三种闪烁效果的色彩模式;在尺寸方面,其大小为317mm*243mm,有效显示大小为246mm*184.5mm;在色素方面,其像素为800*600;在字体方面,它支持所有bbbbbbs提供的字体。
GP2600的主要作用如下:
Ø 监视:以数据、曲线、图形、动画等各种形式来反映PLC的内部状态,存储器数据,从而直观反映工业控制系统的流程、走向。
Ø 控制:可以通过触摸来改变PLC内部状态位,存储器数值,从而参与过程控制。
Ø 数据处理:通过标准的大容量CF卡存储配方数据,实时采样的数据和历史报警信息。还可以通过标准的Ethernet不增加工厂成本的情况下接入工厂现有的局域网,从而实现数据共享和机器的远程监控。
4.3 PLC
PLC是英文Programming Logical Controller 的缩写,中文含义是可编程逻辑控制器。PLC是一种广泛应用于工业自动化控制、智能化控制的控制单元。它具有抗干扰能力强,不易出错,、,运行时间长等优点。
5 图形界面
现在将介绍现在比较流行的几种图形界面的连接模式与它们的优劣。
5.1环形连接
环形连接模式是一种比较简单的连接方式,如图3所示。多幅画面依次连接成一个环形。在这个环中,两幅画面之间的连接可以是单向连接,也可以是双向连接。
图3 环形连接
它的优点是结构很简单,对编程人员而言编制非常方便;缺点在于环形连接的可操作性比较差,这点特别是在多画面、大范围的画面切换时。
5.2 星形连接
星形连接模式也是一种很简单的连接方式,如图4所示。在这种连接模式下,有一幅画面是画面,其他画面都与这幅画面有双向连接关系。其他画面之间没有连接关系。
图4 星形连接
这种连接模式的优点在于画面切换比较简单,任何两幅画面只须两次操作就可以实现切换,同时编程也比较方便。缺点在于:如果画面比较多时,画面将显得比较凌乱,容易造成画面主次混淆。
5.3 树形连接
树形连接模式是一种按种类分成不同分支的连接方式,如图5所示。在这种模式下所有画面按照它们的逻辑关系被分成不同分支,以它们之间的逻辑继承关系双向连接。如果画面之间没有逻辑关系或者处于同一分支下,它们之间就没有任何。
图5 树形连接
这种连接方式的优点是:它所具有逻辑关系使操作人员易于上手、其主次关系分明。进入某个特定画面时,只要明白它的逻辑关系就可以很快切换完成。缺点在于:树形连接对于不明白其逻辑关系的新手来说操作比较困难,对于编程人员的要求也比较高。
5.4 网形连接
网形连接模式实际上是环形连接的改进连接方式,如图6所示。它的画面并没有主次之分。在这种模式下所有的画面两两之间都有双向连接关系。
图6 网形连接
这种连接的优点在于,它方便了环形连接的画面切换。但是,它的缺点也正在于此:多连接方式对于编程人员的要求非常苛刻,特别是画面很多时其编制的工作量很大。
5.5 复合连接
复合连接模式实际上就是以上两种或者两种以上的连接模式共同使用在一组画面时的连接方式。
其优点是可以结合不同连接模式的优点,达到单种连接所不能达到的效果。缺点是编制相对复杂,对编程人员的要求很高。
6 触摸屏设计
GP2600触摸屏如图7所示。它与PLC直接连接,它的存储器就当成PLC的扩展存储器。由此,PLC不需要设定它的硬件组态。
图7 GP2600
6.1 硬件设计
在硬件方面,Pro-face的要求不高,需要一个24V/2A的直流电源和触摸屏本身。另外,为了与PLC通讯,我们根据需要选择了MPI接口的RS232C串行连接的方式。
6.2 软件环境
编程上,我们采用了天任公司提供的GP6.2英文版。按系统要求,在PLC划出20个16位的字地址实现PLC与触摸屏之间的系统通讯需求。图8所示的就是GP6.2英文版的启动窗口。
图8 GP2600编程软件启动窗口
6.3结构选择
在综合各种考虑后,我们决定采用复合连接模式。具体来说,整组画面以树形结构为我们编制的主要方式。为避免相同分支中画面无法切换的问题,在这些同一分支下的画面采用环形结构。同时,考虑到快速返回的需要,在所有画面上配以返回页的按键。在一些报警画面上,增加它们可以立弹出报警、故障解除后自动返回页的功能。
这样做,我们既可以非常直观地反映出控制的逻辑关系,又可以方便同一分支下画面的切换,实现了快速返回页的功能。但是,这样也复杂了画面之间的连接,对编程和纠错带来一定的困难。
在实践中这种结构的选择还是可以接受的:综合几种连接方式可以以大的效果反映机组的状态,并且用户注重的是画面的使用而不会考虑编程。结构设计上以用户的使用为主,而不是编制人员的难易。
7 结论与展望
新的控制、显示和传动系统提高了纤维滤棒成型机组的总体性能,控制功能得到完善和提升。GP2600的应用增强了人机界面的可操作性。
考虑到今后信息集成化和网络化数据采集的需要,我们使用的GP2600可以进行数据共享和远程监控,配合S7-300 PLC的数据采集端口可实现全自动化生产的需要。
一.引言:
新买的衣服给人感觉总是整洁光亮,这都要归功于服装整烫。一般,在服装出厂以前,都会经过服装整烫这道工序,这在以前,都是靠手工或半自动完成的,随着生产工艺的不断发展和完善,出现了自动服装整烫机,大大提高了服装生产的效率。
二.自动服装整烫机的要求:
服装整烫机主要的功能就是对服装进行熨烫、加压定型,这其中又要分为:喷蒸气,模具加压定型以及抽湿。喷蒸气、模具加压及抽湿的时间可以由用户直接调节,其执行的先后顺序可以用预先设定好的程序运行,也可以手动运行。另外,为了使机器的动作比较柔和,所以在执行喷蒸气、模具加压前和加压后,以及抽湿的动作以前,都要有一定时间的延时,这段延时时间,在机器出厂前由机械生产商进行修改。
三.台安GENIE的功能:
台安GENIE是一种智能继电器,它除了具备传统的继电器的功能外,还集成了计数器、计时器、万年历、模拟量输入比较及文本显示功能。其计时器共有15组,每组具有7种模式,分别为两种延时导通模式,两种延时断开模式以及三种闪烁输出模式。计时单位有0.1秒、1秒和1分钟,计时范围从小0.1大9999分钟,可以实现计时。计数器共有8组,都可以进行双向记数。
文本显示功能能够显示计时器、计数器、及模拟量输入的现在值和设定值,并且可以修改计时器、计数器的设定值。其型号根据输入输出的点数可分为10点和20点,交流220V和直流24V的输入电压及继电器和晶体管两种输出类型,可以适应不同的现场环境。编程环境采用梯形图编程,简单明了,易于上手。
四.具体应用
在此应用中,使用GENIE系列中20点机型,其输入为12点,输出为8点。其具体功能如下所示:
I表示输入点 Q表示输出点
I1---急停按钮 Q1---脚踏蒸气电磁阀
I2---手动喷蒸气 Q3---复位电磁阀
I3---手动抽湿 Q4---模板电磁阀
I4---启动 Q5---抽湿电磁阀
I6---压板下边光电开关 Q6---加压电磁阀
I7---脚踏蒸气 Q7---上模板蒸气电磁阀
Q8---下模板蒸气电磁阀
输入I1为急停按钮,在任何情况下,按下该按钮,复位电磁阀都会得电动作,其他所有电磁阀都失电停止动作。输入I2为手动喷蒸气按钮,按下后,上模板和下模板上的蒸气口会喷蒸气,松开按钮则停止喷蒸气。输入I3为手动抽湿按钮,按下就抽湿,松开则停止抽湿。输入I4为启动按钮,按下后,上模板下压,抽湿电磁阀得电,开始抽湿。当上模板和下模板合模后,输入I6光电感应开关动作,进入预先设定好的程序1工作;如果上下模板未合模,即合模处的光电感应开关未动作,则松开启动按钮,复位电磁阀得电动作,机器复位。
五.结束语
通过使用台安GENIE智能继电器对服装整烫机进行自动控制,大大降低了工人的劳动强度,同时也稳定了产品的整烫质量,提高了工作效率。另外,GENIE小巧美观的外型,也会给产品增色不少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、输出信号详见表1。
表1 I/O地址分配表
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。锯切机是甘肃丰收机械厂LGJ32型冷弯成型机组中的重要设备,其功能是保证冷轧机连续轧制型材或焊管的情况下,将型材切割成要求的长度,且保证具有规定的定尺精度。目前,我国型材、焊管及不锈钢管等生产厂家,大多采用继电器逻辑控制的机械式剧切机,接线复杂,联锁繁复,故障率高。为此,采用SM?/FONT>24R型可编程序控制器(PC)取代了原继电逻辑控制。经运行证明:该系统平稳、自动化程度高、故障率低,并提高了定尺精度,了明显的经济效益。
1.系统控制原理 程控锯切机工作过程为:当运行中的钢管或型材端部接触到翻板下的微动开关时,PC发出命令(信号),锯车起动,并运行至规定距离,靠近一接近开关,发出钳口夹紧命令,夹紧型材后,锯切气缸下落进行锯切,锯切完毕,抬锯,钳口松开,经PC内延时后,锯车返回原位,等待下一次循环。
2.88制系统及程序编制 SM?/FONT>24R型PC所有输入点均具有软件滤波功能,编程语言采用梯形图和级式语言两者兼用,程序存放采用Flash ROM,后备电池;有完整的口令保护功能,使用户程序不受非法访问。(1) 控制线路 整个控制回路分手动、自动控制方式。手动运行时,各功能按钮直接控制对应的执行元件枣电磁阀和接触器等。自动运行时,由PC程序进行全过程控制。根据系统要求:输入点数12点,输出点数6点,见附表,因输出负载全为交流电感性负载,所以选用24点(SM?/FONT>24R型有14点输入、10点输出)继电器输出型PC。由于该控制系统为频繁接通和断开工作方式,故留有备用定义号,以便系统配置及输入输出单元出现故障时换。(2) 程序设计 编程语言采用级式语言,见附图,其优点是依工艺要求一级一级进行,使编程变得简单、且运行速度加快,实现了高速化。
本系统程序由八级组成,级号为“SG”,在输出点的控制上使用了“SET”和“RESET”指令,使控制逻辑简单明了
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