西门子6AV6648-0DE11-3AX0型号规格

西门子6AV6648-0DE11-3AX0型号规格

前言


AOD投料系统采用西门子PCS7控制系统，通过一台单的S7—400来控制各个设备的运行。整个投料系统的控制分自动模式和计算机模式，在自动模式下操作人员只需在HMI画面上输入各种设定值并确认，程序将自动控制设备的运行。在计算机模式下，各种设定值将直接通过上位机也下传到L1并显示在L1的料批表画面上，操作人员确认后程序将自动控制设备的运行。


整个AOD投料系统的控制设备主要包括1台两门子S7-400 PLC、8个ET200、6个Simocode及用于通信网络连接的OSM、OLM等，如图1所示。现场设备主要包括：(1)20个高位料仓(SH)及22个振动给料器，(2)6个称重料仓(WH)及振动给料器，(3)3条可逆皮带机，(4)2个到转炉的汇总料仓(CH)及振动给料器，(5)1个到AOD钢包去的汇总料仓(CHL)及蛤壳门等，


2 控制模式


 


对于AOD投料控制系统来说，根据控制对象的不同可以分为两种，一种为单体设备的控制模式，也叫驱动模式(Drive mode)，另一种为整个投料系统的控制模式，也叫系统模式(System mode)。单体设备的驱动模式分为：现场模式、手动模式、自动模式。系统模式分为：自动模式和计算机模式。单体设备的现场模式是通过安装在设备边上的操作盘进行控制，手动模式是在I-IMI画面上通过faceplate将设备选择为手动模式井在画而上进行操作，自动模式也是在HMI画面上通过faceplate将设备选择为自动模式，但设备动作由程序来自动控制。下而主要介绍两种系统模式。


2.1自动模式


在自动模式下，操作工需要手动将各种设定值如物料的重量、加料顺序等输入到料批表中或调用已经存储在L1上的料批表设定值并进行使能，根据这些设定值程序自动将各种原料从高位料仓通过振动给料器传送到称重料仓进行称重，


并通过皮带机传输到汇总料仓中。操作人员既可以对料批进行投料操作也可以对运行中的料批进行中断、重启或齐料操作。在这种模式下，HMI画面上还提供了一组按钮供操作人员对料批表进行处理，如料批表的保存(多可以保存十张表)，调用保存的料批表数据(有十张表供选择)。


2.2 计算机模式


在计算机模式下，所有的设定值都来自上位机(L2)，这些数据被保存在程序单为12开的一块内存中，并显示在自动模式下的同一张料批表和单的一张12料批表中，其它如料批的启动、处理、卸料等都和自动模式一样。对于上位机的


各种设定值信息，即使在自动模式下也会传送给Ll，因此操作工在自动模式下也可以查看L2模型计算出来的数据以供参考。


3 料批处理


3.1 综述


AOD投料系统的是料批的处理，通过对各个料批的处理来自动控制各种设备的运行，跟踪每个设备的运行状态及物料状态，并显示在HMI画面上供操作工监视和操作之用。


所谓一个料批，就是指根据工艺的要求，在特定的冶炼阶段所需要加入的各种物料的重量和顺序，根据这些重量和顺序分别将存放于高位料仓中的对应物料进行单称重并通过皮带机卸料至汇总料仓中。而整个料批就是由好几个单的料批按顺序排列组成的。


批的每个物料的重量设定值及加料顺序设定值以及每个料批的控制按钮及状态指示。当操作人员按下“START OF HEAT”(炉次启动)后每个料批的状态做复位为“DISABLED”，这时操作人员可以在个炉次的设定值上重新进行新的数据输入，输入完成后可以按“ENABLE”按钮进行料批的使能，使能后的料批根据先后顺序自动将数据存人中间料批缓冲区内。


对于2—6号称重料仓，是加料称量，即从高位料仓中放料至称重料仓称重开始，当重量达到设定值后高位料仓停止放料。对于1号称重料仓，是卸料称重，即称重料仓中的物料重量是一个固定值，这个固定值操作员可以在画面上进行修改，当从1号称重料仓中放料至皮带机时开始称重，当放掉的物料重量等于设定值时停止放料，称重也即结束。当这个称重料仓的物料重量少于设定值时，如果没有其他操作请求，则可以进行重新添料，即从高位料仓放料至1号称重料仓，当达到设定值后停止放料。


料批使能后根据加料顺序值程序自动控制对应高传料仓的振动给料器振动将物料从高位料仓放到称重料仓。如果正在被处理的批次其中有一个或多个称重料仓没有被用到，而在缓冲区内的下一个批次用到了这几个称重料仓，那么这个批次也被启动，即分别根据加料设定值和顺序号进行称量。


在一个批次中顺序号前的物料称重完成后如果相对应的称重料仓没有其他物料要求或其他物料的顺序号与完成称重的物料顺序号不是相连的，则开始对这个称重完成的物料进行放科处理，即皮带机系统开始运转，称重料仓的振动给料器开始振动，将物料从称重料仓通过3根可逆皮带机传送到汇总料仓中。两个到转炉的汇总料仓是交替使用的，即批料如果放到1号，则下一批放副2号，再下一批放到l号。


3.2 正常批次
 


对于AOD投料系统，在一个炉次内正常的批次分为：0 8arch(0批)、Mainblow 1(主吹炼1批)、Mainblow 2(主吹炼2批)、Mainblow 3(主吹炼3批)、Reduction(还原批)、Desulffurize(脱硫批)、Alloying(加合金批)、Tapping(出钢批)。


0批次是在炉次启动后吹炼开始前加入的，主吹炼1批次、主吹炼2批次、主吹炼3批次是在AOD吹炼过程中加入的，它有三个来自AOD吹炼系统加料时的氧气总量值和投料速率值，用于在自动力计算机模式下自动投料。还原批次、脱硫批


次和加合金批次用于在AOD处理阶段时进行投料。出钢批次是在AOD出钢后将物料从CHL加入钢包中的。


对于每一个料仓中的物料，都有4个总量累计值，分别为：Tot.Enabled SP(总的使能设定值)、Tot.Weighed se(总的称重实际值)、Tot.Discharged SP(总的加料实际值)、Tot.Diseared SP(总的弃料实际值)，如图4所示。这4个总量累计值只针对于—个炉次，在炉次启动时这些值都会被清零，随后在这个炉次内根据不同的操作，这些值会被不停的累加起来，直到这个炉次结束。在AOD物料处理批次画而上，有一个“VIEW SELECT”按钮，点击会弹出对话框，操作员可以选择查看4个里而的任意一个总量值。对于不同的选择，在“VIEW SELECT”，按钮下面有一个状态指示框，显示现在是哪一种总量值。


 　3.3 高批次


高批次是用于在正常冶炼的批次内插入一个批次，且这个批次的级别其他正常的批次。即当有一个或几个正常批次使能后，这些批次在料批缓冲区内按使能顺序被依次排列并等待处理，但是当有一个高批次被使能后，高批次即被排列到所有已经被使能但还没有处理的批次.一旦当前正在处理的批次处理结束后投料系统将处理高批次，而非正常排列在缓冲区内的批次。当高批次处理结束后.投料系统又回到正常批次的处理。


高批次只能有一个，即高批次被使能后，只有当它处理结束后才能再一次使能高批次。


3.4 重吹炼重处理批次


重吹炼重处理批次是一个批次，在重吹炼阶段叫重吹炼批次，在重处理阶段叫重处理批次。在所有设定值被输入并经过使能后，它的物料处理过程和单个批次的处理过程相同。重吹炼重处理批次和高批次一样，它也能被霞复使能，但是，只有当它投料结束后才能再一次被使能。


3.5 下一妒批次


下一炉批次包括3个批次，既下一个炉次的批料，在当前炉次还没有结束之前即可以对下一炉次的批料进行使能并处理，这是为了节省冶炼周期，保在电炉出钢后，钢水进入AOD就能马上进行处理。它的料批功能与正常料批一样，提供了料批的保存、调用等功能。但是这些料批只有在当前炉次出钢后才能被使能。


3.6 手动投料


对于有些特殊钢种，对于物料的要求特别高，比如只能在平台上进行投料或者它所需的物料重量很小，那么手动进行投料显得有优势，因此在AOD投料系统中增加了手动投料这一功能。对于这些物料，需要手动进行选择，物料名称和物料代码在选择后自动显示，重量则要操作员手动输入并按“Charged”按钮。程序会将这些物料名称、物料代码、物料重量输入值传送给上位机模型进行计算之用。

  随着科技的不断进步，PLC的种类日益繁多，功能也逐渐增强。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。合理选择PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用有着重要作用。本文就PLC的机型、I/O、存储器类型及容量和编程器、外部设备几个方面来说明选择PLC应该考虑的因素，并给出了两个PLC应用的实例。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。
         合理选择PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用有着重要作用。本文就PLC的机型、I/O、存储器类型及容量和编程器、外部设备几个方面来说明选择PLC应该考虑的因素，并给出了两个PLC应用的实例。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。
         从PLC的机型、I/O、存储器和编程器选型分析：
         深圳派诺自动化公司是一家以三菱工控产品销售、自动化工程设计、开发、改造为一体的服务型企业。代理经销三菱变频器、三菱PLC、三菱伺服、三菱触摸屏、价格优势 ，库存充足发货快，维修！实力雄厚，重信用、守合同、保证产品质量，以多品种经营特色和薄利多销的原则，赢得了广大客户的信任。我公司拥有的技术队伍，对不**业自动化的控制需求，针对性的提供不同技术服务和解决方案。
一、机型的选择
        我国市场行的有如下几家PLC产品：
        1．施耐德公司，包括早期天津仪表厂引进公司的产品，目前有Quantum、Premium、Momentum等产品；
        2．罗克韦尔公司（包括AB公司）PLC产品，目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等产品；
        3．西门子公司的产品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品；
        4．GE公司的产品；
        5．日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品，其中使用较多的是三菱PLC公司F1、F2、FX2等系列产品。                   
        PLC机型选择的基本原则是：在功能满足要求的前提下，选择、维护使用方便以及性能价格比优的机型。通常做法是，在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，建议选用整体式结构的PLC；其他情况则选用模块式结构的 PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带 A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或机（其中机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等）。
        应该注意的是，同一企业应尽量做到机型统一。这样，同一机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各立系统的多台PLC联成一个DCS系统，这样便于相互通信，集中管理。
二、I/O（输入/输出）的选择
        PLC在20世纪90年代已经形成微、小、中、大、巨型多种PLC。按I/O点数分，可分为微型PLC（32I/O）、小型PLC（256I/O）、中型PLC（1024I/O）、大型PLC（4.69I/O）、巨型PLC（8195I/O）五种。
        PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。PLC有许多I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。
        （一）确定I/O（输入/输出）点数
        根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时，应再增加 10%～20%的备用量，以便随时增加控制功能。对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有所不同。表2列出了典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数。
        （二）开关量I/O（输入/输出）
        开关量I/O（输入/输出）接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）接收信号。典型的交流输入/输出信号为24～240V，直流输入/输出信号为5～240V。尽管输入电路因制造厂家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于错误信号的抖动电路等。此外，大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都设有可选的隔离电路。在评估离散输出时，应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。熔丝电路也许在开始时花费较多，但可能比在外部安装熔丝耗资要少。
        （三）模拟量I/O（输入/输出）
        模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可接收低电平信号，如RTD、热电偶等。一般来说，这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混号。
        （四）特殊功能I/O（输入/输出）
        在选择一台PLC时，用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准I/O实现的I/O限定（如定位、快速输入、频率等）。此时用户应当考虑供销厂商是否提供有特殊的有助于大限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据，从而使CPU从繁重的任务处理中解脱出来。
        （五）智能式I/O（输入/输出）
        当前，PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的I/O模块。一般智能式I/O模块本身带有处理器，可对输入或输出信号作预先规定的处理，并将处理结果送入CPU或直接输出，这样可提高PLC的处理速度并节省存储器的容量。
三、存储器类型及容量选择
        PLC系统所用的存储器基本上由PROM、EPROM及RAM三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的大存储能力6kB，中型机的大存储能力可达64kB，大型机的大存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
  PLC的存储器容量选择和计算的种方法是：根据编程使用的节点数计算存储器的实际使用容量。二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照表4的公式来估算。为了使用方便，一般应留有25%～30%的裕量，存储容量的方法是生成程序，即用了多少字。知道每条指令所用的字数，用户便可确定准确的存储容量。表4同时给出了存储器容量的估算方法。
四、编程器和外部设备的选择
        在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能及编程器有所了解。通常情况下，小型控制系统一般选用价格的简易编程器，如果系统较大或多台PLC共用，可以选用功能强、编程方便的图形编程器。如果有个人计算机，可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时，为了防止因干扰、锂电池电压下降等原因破坏RAM中的用户程序，可以选用EEP-ROM模块作为外部设备。
五、实例
        （一）利用三菱PLC实现对印刷机的控制
        印刷机的一套电气设计属于系统设计，为了使产品性能稳定，易于维护，采用以PLC为主控器的控制方案。印刷机要求易于操作，精度高，输入、输出点较多，因此采用双机通讯。上位机采用三菱的FX2N-80MR、FX2N-80MR自带I/O接口，可以接40点输入，40点输出，主要负责主传动的控制，各机组离合器的控制，以及气泵，气阀的控制等。下位机采用三菱FX2N-64MR、FX2N-64MR可以接32点输入，32点输出，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。上位机与下位机采用RS485,通讯，通讯方便，。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。      （二）欧姆龙（OMRON）PLC在石油加工工业中的应用
        在石油加工工业中，大型旋转机组是装置设备的重要组成部分，重油催化裂化气压机组的联锁-自保系统从满足工艺生产需求出发，考虑到性、性、经济性、可扩展性等因素，采用了OMRON公司生产的CPM2AH型PLC进行系统构建，CPM2AH自带I/O接口，可以接36点输入，24点输出，输出形式是继电器，并且通过RS232C串口与PC机通讯，使生产过程表现稳定，动作，在事故状态下对机组及生产装置实行了自我保护，杜绝了恶性事故的扩大和蔓延，了显著的效果。
六、结束语
        随着科技的不断进步，PLC的种类日益繁多，功能也逐渐增强。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。

一、软故障的判断和处理
S5 PLC具有自诊断能力，发生模块功能错误时往往能报警并按预先程序作出反应，通过故障指示灯就可判断。当电源正常，各指示灯也指示正常，特别是输入信号正常，但系统功能不正常（输出无或乱）时，本着先易后难、先软后硬的检修原则检查用户程序是否出现问题。S5的用户程序储存在PLC的RAM中，是掉电易失性的，当后备电池故障系统电源发生闪失时，程序丢失或紊乱的可能性就很大，当然强烈的电磁干扰也会引起程序出错。有EPROM存储卡及插槽的PLC恢复程序就相当简单，将EPROM卡上的程序拷回PLC后一般都能解决问题；没有EPROM子卡的用户就要利用PG的联机功能将正确的程序发送到PLC上。需要特别说明的是，有时简单的程序覆盖不能解决问题，这时在重新拷贝程序前总清一下RAM中的用户程序是相当必要的。通过将PLC上的“RUN”“ST”开关按RUN－－-ST－－-RUN－－-ST－－-RUN的顺序拨打一遍或在PG上执行“bbbbbb—Blocks—Delete－－-inPLC—allblocks－－-overall—Reset”功能就完成了RAM中程序的总清。
另外，保存在EPROM中的程序并不是万无一失的，过分相信EPROM上的程序有时会给检修带来困惑。所以经常性的检查核对EPROM中的程序，特别是PG中的备份程序就显的尤为重要。
检修实例：设备上电后无法启动。工程师在检查后认为程序出错，很自然地将EPROM卡插入PLC中，总清后拷贝程序，完成后重启，故障依旧，由于程序不大，逐条把EPROM上的程序读出，与手册上的指令核对后发现一样，重复拷贝无效后认为是PLC硬件故障。我们用PG将备份程序调出，与EPROM上的程序进行比对，结果语句指令表相同，但程序存放地址发生了变化，把备份程序发送到PLC后设备运行正常。可见EPROM上的程序也出现了错误，用紫外线擦除后重新写入问题解决。
二、PLC硬件故障
PLC的硬件故障较为直观地就能发现，维修的基本方法就是换模块。根据故障指示灯和故障现象判断故障模块是检修的关键，盲目的换会带来不必要的损失。
（1）电源模块故障。
      
一个工作正常的电源模块，其上面的工作指示灯如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等应该是长亮的，哪一个灯的颜色发生了变化或闪烁或熄灭就表示那一部分的电源有问题。“AC”灯表示PLC的交流总电源，“AC”灯不亮时多半无工作电源，整个PLC停止。这时就应该检查电源保险丝是否熔断，换熔丝是应用同规格同型号的保险丝，无同型号的进口熔丝时要用电流相同的快速熔丝代替。如重复烧保险丝说明电路板短路或损坏，换整个电源。“5VDC”、“24VDC”灯熄灭表示无相应的直流电源输出，当电源偏差出正常值5%时指示灯闪烁，此时虽然PLC仍能工作，但应引起重视，必要时停机检修。“BATT”变色灯是后备电源指示灯，正常，黄色电量低，红色故障。黄灯亮时就应该换后备电池，手册规定两到三年换锂电池一次，当红灯亮时表示后备电源系统故障，也需要换整个模块。
（2）I/O模块故障。
输入模块一般由光电耦合电路组成；输出模块根据型号不同有继电输出、晶体管输出、光电输出等。每一点输入输出都有相应的发光二管指示。有输入信号但该点不亮或确定有输出但输出灯不亮时就应该怀疑I/O模块有故障。输入和输出模块有6到24个点，如果只是因为一个点的损坏就换整个模块在经济上不合算。通常的做法是找备用点替代，然后在程序中改相应的地址。但要注意，程序较大是查找具体地址有困难。特别强调的是，无论是换输入模块还是换输出模块，都要在PLC断电的情况下进行，S5带电插拔模块是不允许的。（内容来源自：www..cn）
（3）CPU模块故障。
通用型S5 PLC的CPU模块上往往包括有通信接口、EPROM插槽、运行开关等，故障的隐蔽性大，因为换CPU模块的费用很大，所以对它的故障分析、判断要尤为仔细。
检修实例：一台PLC合上电源时无法将开关拨到RUN状态，错误指示灯先闪烁后常亮，断电复位后故障依旧，换CPU模块后运行正常。在进行芯片级维修时换了CPU但故障灯仍然不停闪烁，至到换了通信借口板后功能才恢复正常。

三、外围线路故障。
据有关文献报道，在PLC控制系统中出现的故障率为：CPU及存储器占5%，I/O模块占15%，传感器及开关占45%，执行器占30%，接线等其他方面占5%，可见80%以上的故障出现在外围线路。外围线路由现场输入信号（如按钮开关、选择开关、接近开关及一些传感器输出的开关量、继电器输出触点或模数转换器转换的模拟量等）和现场输出信号（电磁阀、继电器、接触器、电机等），以及导线和接线端子等组成。接线松动、元器件损坏、机械故障、干扰等均可引起外围电路故障，排查时要仔细，替换的元器件要选用性能系数高的器件。一些功能强大的控制系统采用故障代码表表示故障，对故障的分析排除带来大便利，应好好利用。
检修实例：水下切粒机的控制系统出现故障，工程师发现I5.4无输入导致Q7.0无输出，切粒机无法开启。检查后发现信号转换器和接近开关同时损坏，换后正常。像这类故障就具有一定的隐蔽性，排故时要借助万用表、系统原理图和逻辑图逐级排除。
SIMATICS5控制系统综合了数字电路、模拟电路、继电回路和计算机技术，具有较高的稳定性和性，但一旦出现故障就会造成整个系统停机损失较大，维修有一定困难且维修费用也较高，借助的维修工具除了万用表有时还要用到示波器甚至计算机，这就要求维修人员具有较高的技能，并且有一定的外语和计算机功底，只有对整个系统了解和熟悉后才能对常见的故障做到判断、排除，并尽可能地降低维修费用，确保系统的正常稳定。