西门子模块6AV6648-0DC11-3AX0型号介绍

西门子模块6AV6648-0DC11-3AX0型号介绍

4  控制程序设计
小车运行控制过程如下:
(1) 小车处于原位　压下原位限位开关SQO，X401接通Y430，原位指示灯亮。
(2) 小车行驶至1号位返回原位　按下启动按钮SB1，Y431被X400触点接通并自锁，运行指示灯亮并保持整个运行过程。此时Y431的常开触点接通移位寄存器的数据输入端IN，M100置1(其常闭触点断开，常开触点闭合)，M100和X402的触点接通Y432线圈，前进接触器KM2得电吸合，电动机正转，小车驶向1号位。当小车到达1号位时，限位开关SQ1动作，X402常闭触点断开Y432线圈，KM3失电释放，电动机停转，小车停止前进。与此同时X402接通移位寄存器移位输入CP端，将M100中的“1”移到M101，M101常闭触点断开，M100补“0”，而M101常开触点闭合，Y433接通，接触器KM4得电吸合，电动机反转，小车后退，返回原位。
(3) 小车行驶至2号位又返回原位  当小车碰到原位限位开关SQO，X401断开Y433线圈通路，KM4失电释放，电动机停转，小车停止。X401与M101接通移位输入通路，M102接通Y432线圈，小车驶向2号位。当小车再次到达1号位时，虽然SQ1动作，X402动作，但因为M102和X402仍接通Y432，M100为“0”，所以不影响小车继续驶向2号位。直至小车碰到2号位限位开关SQ2，X403断开Y432，小车才停止前进。与此同时，X403与M102接通移位输入通路，将M102中的“1”移到M103，M103为“1”，其余位全为“0”。M103接通Y433线圈，小车返回原位。

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(4) 小车行驶至3号位再返回原位  当小车碰到原位限位开关SQO后，小车停止后退。同时M103和X401接通移位输入通路，M104和X404接通Y432，小车向3号位驶去。小车再次经过1号位和2号位，但因为M100~M103均为“0”，不会移位，M104和X404仍接通Y432，直到小车碰到3号位限位开关SQ3动作，X404才断开Y432线圈，小车才停止前进。这时M104和X404接通移位输入通路，M104移位到M105，M405为“1”，其它位为“0”，M105和X401接通Y433，电机反转，小车后退返回原位。
(5) 小车运行一个周期  小车运行一个周期返回原位后压下原位限位开关SQO，X401又断开Y433，小车停止运行。同时M105和X401接通移位输入通路，M105移位到M106，M106为“1”，其余位为“0”，即M100~M105的常开触点均为断态，这时如果连续运行开关S仍未合上，X405仍断开，那么移位寄存器不会复位，M100仍为“0”，则小车正向出发往返运行三次(一个周期)后，就在原位停下来了。
(6) 小车连续运行与停止  如果需要小车在运行一个周期后，继续运行下去，则合上连续运行开关S, X405、X401和M106接通复位输入端R，移位寄存器复位，M100重新置“1”，M100与X402又接通Y432，小车又开始二个周期的运行，并且一个周期又一个周期地连续运行下去，直到按下停机按钮SB2, X407触点断开，Y432和Y433线圈断开，小车才会立即停止运行。同理，如果发生意外情况，不论小车运行在什么位置，只要按下停车按钮SB2，电动机立即停转，小车停止运行。

一、真空成型机工艺流程简介
真空成型机是一种对不同的成型材料如通过输送部，加热部，成型部，及切割部，配置不同的模具，利用直压，拉深，栓柱等方法辅加真空、冷却等工艺成型的机器。它可以从事多个制品的批量生产如：生产水果包装盒，鸡蛋包装盒，食品包装盒等。
二、根据工艺要求考虑以下控制问题
1、 真空成型动作过程各自立，互不牵制。
2、 要有良好的连锁的保护功能，较好的故障判断报警能力，如各辅助动作及条件未能正确运行时，不能进行成型，即：薄膜未来紧时不能进行动作；液压真空度以及温度等未达到预值时也不能进行动作。
3、 各工位均有“半自动”循环工作，‘手动’调整，“回初始位”三个工作状态。“半自动”完成动作工艺要求的一次顺序工作，各工步的动作主要靠行程开关或接近开关发出的信号来切换；“手动”可以实现各机构动作的调整；“回初始位”使不在成型之前初始位置的各机构按一定的顺序回到初始位置，以便开始新的动作。
4、 急停时立即停止一切动作，解除急停的方式有两种 ：一种是仍然保持在“半自动”状态，故障解除后重按开始“半自动”工作的“启动”按钮，则继续刚才的动作过程直至结束；另一种是切换到“手动”状态，手动执行余下的动作或退出动作过程。
三、存在的实际问题及解决方法
3.1 提高送料精度的方法
真空成型机的产品对其尺寸要求较严，这样就要求传输带具有较高的送料精度而已往真空成型机的送料精度较差，往往在成型产品剪切过程中定位不当而造成损失{不得偏离±3mm}。解决方法如下：将一个具有集电开路输出的旋转编码器相连，液压马达动作带动该旋转编码器一起旋转，让该旋转编码器向PLC的一高功能I/O单元——高数计数单元作脉冲计数输入，PLC根据高数计数单元接收到的脉冲计数值与预置值相比进而控制液压马达的动作，由于产品是按长度尺寸来设计的，若脉冲的预置值来设定尺寸很不方便。所以要求现场中直接用尺寸长度来设定参数。那么送料的特性多与脉冲有关，而脉冲与运行距离关系为： P=T∙Q/960∙I (mm)
式中, P 为脉冲当量，每脉冲运行距离部件的移动量，
T 为输送距离，(mm)
Q为每脉冲传动转动角度,
I 为传动比,
显然脉冲转角小，传动比大，输送距离小，则脉冲当量小。脉冲当量小，有利于提高定位精度。但输送行程为：L=N∙P; 式中，L为输送距离；N为脉冲总数，P为脉冲当量;
从上式知，P小时，同样的L值，N值就要大。而N值是有限制的，增大可计到(224-1) ，所以设计时对L与P要合理权衡。又由于高数计数单元的计数频率可高达几十KHZ，这样就在很大程度上提高了输送带的送料精度。由于要用到高功能I/O单元，本设计PLC型号选用欧姆龙公司生产的C200H。 故高数计数单元选用C200H—CT001。元件设计中要计数器来测量长度，当计数器的设定值和计数值相等时，执行中断服务程序，停止液压泵相应动作，控制液压完成型材的定尺剪切。
3.2 高数计数单元的使用
正确使用高数计数单元要对它进行硬件设置、软件初始化以及工作模式的选择。
硬件设置主要是对高数计数单元背面的DIP开关进行设置，这开关有8位，要依计数模式，复位方式，输入脉冲形式，控制信号IN1、IN2的作用等，作相应的设置。本文中对高数计数单设置如下： 机号为1，模式为3即预置计数模式，内部复位有效。软件初始化，主要是对所占用的DM区初始化，现将整个初始化过程在此叙述以下。
机号为1，故占用的DM区为：DM1100~DM1199
分配为： DM1100 0300 设成模式3
DM1101 0000
——
DM1110 0000

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DM1111 0500 T为500ms
DM1114 9000 预置值为9000
DM1115 1000 仅#4输出
3.3 改变外部参数输入的方法
由于使用不同的材料，由于其加热器设定的温度值，真空时间，冷却时间都不相同，这就要求这些控制参数要根据工艺要求做相应修改，而生产的连续作要求控制系统对可变参数的修改在线进行。虽然使用编程器可以方便地改变设定参数，但是编程器不可能交给现场操作人员使用，以免由于操作不当而引起不应有的损失，这就要求对上述的一些控制参数使用外部参数设定法。
以往真空成型机外部参数输入方法大多采用拨码器输入法。采用拨码器输入法两大不足之处：其一占用PLC输入点较多，如一个拨码开关就要占用五个输入点，可看出使用拨玛器及不经济；其二当系统要求频繁地修改数据时，拨码盘机械寿命差这一弱点就表现得加。
为了克服拨码器输入法的不足之处，本设计采用ORMON公司生产的可编程终端MPT—001C代替拨码器。PLC可通过外设端口用一根电缆型号为C200H—CN222与MPT进行通讯，MPT既可显示数据，又可写入数据，实现设定参数及监视数据。
3.4 PLC与PT的通信协议设置
在ON LINE的状态下连接PLC与PT之前,需要在PC的DM区设置好通信协议。请注意的是PLC与PT的通信协议一致，才能通信正确。PT的通信波特率有四种：2400/4800/9600/19200bps；通信的桢结构为1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验位，为“00”。因此，PLC的DM区与之相符。

字 位 功能
DM6650 00~03 1：DM6651中设定
04~11 保留
12~15 0：上位机链接
DM6651 00~07 波特率00：1.2k 01：2.4K 02：4.8k4K 03：9.6K 04：19.2K
08~15 起始 长度 停止 检验08：1位 8位 1位 无

DM6653 00~07 00：节点号00

表1 PLC DM区设置一览表
现举一个例子如下：如果PT上的波特率设为bps，则PLC中DM6550设为0001，DM6651设为0803，DM6653设为0000。
四、软件设计
由于各工位 动作各自立且各工作状态基本为顺序空制，因此程序采用模块化设计方法，总体上还是顺序结构。其公共处理模块实现高速计数输入，辅助公共设备控制设定参数，数显，报警处理等功能。PLC完成各部分I/O数据的采集，信号输出。PLC单元故障自控等任务，利用状态表法设计。将被控系统的过程看作有若干个稳定的状态组成，每个状态的建立都是由于接受了某个切换主令信号，而切换主令信号是由现场输入元件提供的，每个过程至少要有一个输入元件充当切换主令信号，多状态的个数相等。然后，由状态表设计出逻辑方程或用梯形图语言编制梯形图软件。
五、结束语
本设计采用C200H系列中的高功能I/O单元高数计数单元TS001控制液压马达输送带的动作，大大提高了送料的精度，从而提高了成型产品的质量；采用微型可编程终端PT代替拨码器进行外部参数的输入，方便了现场操作，并且PT可与上位机进行通信，构成了率的工业监控系统。

1引言
    DCS分散控制系统(又称集散控制、分布式控制系统)，是在单回路微机控制系统基础上发展起来的，其综合了计算机技术、通讯技术、CRT显示技术和过程控制技术，采用分层分级的结构形式和分散控制、集中操作、分级管理、分而自治的设计原则，解决了过去计算机控制危险集中、常规模拟仪表功能单一、过于分散和人机联系不方便的缺点。DCS的性、通用灵活性、优良的控制和综合管理能力，使其在工业控制领域中得以广泛应用。
    瓦楞纸板作为目前使用普遍的包装材料，广泛用于电器产品、日常用品等包装。在现代大规模工业自动化水平相对落后和工业、经济建设高速发展的我国，横切机和堆叠机等机组组成连续生产工艺过程。目前国内瓦楞纸板生产化处于相对落后状态。
    本监控系统采用以可编程控制器PLC为基础的集散控制系统，将PLC作为现场采制站，利用Ethernet和Profitbus进行数据通信，完成了对广东肇庆嘉隆瓦楞纸板生产线的工况显示、生产操作、订单管理和出货管理，终实现了企业管理—控制一体化。
2系统总体结构及通信网络
2．1系统总体结构
    嘉隆瓦楞纸板生产线监控系统采用如图1所示的分布式计算机监控系统。它分为3级结构：现场级、控制级和管理级。

    现场级V200 CPU站采用了快速可预测实时内核，其周期性工作的时间稳定性(Jitter-Time)可达2微秒(300MHZ CPU)。PLC和硬件模块及现场总线的数据交换均在实时任务中进行，保证了这类数据交换在操作系统中的延时不过几个微秒。控制任务作为实时任务执行，其短工作周期可达0．01毫秒。

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    PLC监控程序采用图形化组态工具ControlChart编制，该工具是一种基于IEC1131-3流程图形语言的开发式控制软件，符合工业标准。工程师在控制级操作站上即可利用现成模块进行自由组合、在线观察和调试，大地缩短了控制系统的调试时间。瓦楞纸板流水线的控制任务主要进行线上各机组运行速度协调。速度调节中粘合机作为主机，过胶机、修边机、横切机和堆叠机与主机同步运行。该监控系统速度控制流程图如图3所示。
    ZJL、DJL、DDCL和SJCL分别对应纸浆量(瓦楞机)、堆积量、订单产量和实际产量，根据以上量的测量数值对粘合机和瓦楞机速度进行相应的调节。
    在控制级和管理级软件基于bbbbbbS NT平台，采用易学易用的Visual Basic6．0进行编程，其中采用ActiveX、OPC、TCP／IP等通用技术和标准，用户可以方便的与其他软件系统进行自由通讯和进行功能扩展。控制级操作站检测画面主要有总操作图、瓦楞机监测图、粘合机检测图、过胶机监测图、修边机监测图和横切机监测图。管理级终端包括订单管理画面和出货管理画面等。
4系统功能
    在软硬件基础上实现的瓦楞纸板生产线监控系统功能如图3所示。监控系统功能分为监控和管理功能。监控主要是工况显示和生产操作，管理主要是订单管理和出货管理。

    嘉隆瓦楞纸板生产线DCS采用3级结构，采用Ethernet与现场总线相结合的方式进行数据通信，大量采用冗余技术，实践表明，该系统开放性和容错能力高，系统重新定义容易，可扩展性和可维护性好。采用以实时内核为基础的系统软件，进行系统的功能定义和采制算法程序的编写，系统的稳定性相对较好。

 1 引言
我公司是建立于1958年的老企业，1992年合资后，从德国、丹麦、瑞士等啤酒工业国家引进了啤酒糖化、发酵和过滤生产设备，企业的自动化程度有了很大的提高。由于啤酒消费市场淡旺季的差异，我公司在旺季生产时还需同时使用一套国产的糖化生产设备以此提高公旺季的生产能力。然而，这套国产糖化设备与之配套的自动化装备水平相当的低下，还一直在使用II型仪表，在生产过程中故障率非常高，特别是其生产的麦汁清亮度等指标对生产啤酒所要求的口味一致性有一定的影响。由于过滤槽是对啤酒质量有较大影响的设备，因此我公司对过滤槽进行机械和电器方面的改造。在对过滤槽的控制系统改造的过程中，我们充分吸收了德国糖化设备自动控制的技术，结合了国产糖化过滤槽设备的具体特点，在淡季的三个月内，自行完成了控制系统的设计、安装和调试。
新改造后的过滤槽控制系统是以国产PLC为主，外加耕升降高度仪、流量计、温度传感器、液位开关、接近开关、马达软启动器和操作指示等设备所组成。与原有的电器设备相比，PLC 编程和电路修改方便，控制能力强，在糖化车间高温、高热的工作现场，其工作稳定。设备改造后，不仅提高了过滤槽的效率及产品质量的稳定性，为今后国产糖化设备的改造提供了宝贵的经验。

2 糖化过滤槽的工作原理和控制系统主要功能
啤酒厂糖化车间的“三锅二槽”中，过滤槽是机械步骤复杂的几个设备。其过滤速度的快慢、过滤质量的好坏，直接影响糖化的产量和下道工序--啤酒的发酵和过滤;也是影响啤酒口味稳定性的重要环节之一。其工艺流程有其固有的特点。
2.1 过滤槽的组成
本次对过滤槽机械方面的改造主要为:新升降系统;使用二台上电机分别用于快、慢搅拌。过滤糟板、过滤槽的出糟刮板和耕得以新。原有过滤槽控制方式是由滑差调速、正转搅拌与反转出糟。其电器控制系统已经不适应改造后系统的控制要求。为此，我们通过使用PLC对其搅拌控制方式也进行了修改。
2.2 过滤槽的工艺过程
麦汁分头道麦汁和洗糟过滤二个阶段，整个过程又分为静置、回流、过滤耕糟过程的循环，直到麦汁糖度下降到一定程度后出糟。其工艺流程如图1所示。
进醪液与静置过程
主要的操作:
(1) 出糟糟门处于全关状态，收起糟板到挂钩位置。
(2) 进底水后，开始进料。
(3) 抹平糟面后静置10min
(4) 开始回流。在此阶段内糟层尚未形成或厚度不够，滤
出麦汁再回流致过滤槽。


原麦汁过滤过程
主要的操作:
(1) 滤出麦汁清亮度已达到要求后，由麦汁泵将麦汁打到
暂存槽和煮沸锅，开始计过滤量。
(2) 根据平衡罐液位，升降耕高度。麦汁过滤量达到一
定值后，进入次洗糟。


洗糟过滤过程
主要的操作:
(1) 上部喷洗糟水，洗糟水量由流量计监测
(2) 在过滤过程中耕高度根据平衡罐液位高度进行上
升和下降。
(3) 当过滤不通畅时，可以转入反向水，快速耕糟，再
静置回流，待麦汁清亮后转入正常过滤。
(4) 过滤麦汁达到规定量后，检验残糖，若残糖高，再继
续过滤。


出糟过程
主要的操作:
(1) 打开出糟糟门。
(2) 耕上升到脱钩位置。
(3) 脱钩结束后，按出糟按钮，系统会自动放下刮板，先
下降300mm，使耕到达糟层。为了减轻电动机启动
时蜗轮蜗杆的冲击力，提高设备使用寿命，快搅电机
用马达软启动器启动，出糟过程为间歇式下降快搅排
糟，降到点时还继续快搅约10min，使麦糟出尽
后停止出糟。
(4) 闭出糟糟门，耕升至挂钩位置。过滤槽上、下部同
时用热水清洗过滤槽，排净污水。关闭所有阀门，待
命下一料的过滤。
图1 过滤槽的工艺流程图
2.3自制升降高度检测仪原理
在麦汁过滤过程中，耕的高低对麦汁过滤的质量有着特别重要的作用，因此此次设计在耕高度检测方面不但有接进开关检测固定位置，还自行制作了耕高度测量仪，可在耕高度显示仪上连续显示耕的实际高度。我们自制的升降高度检测仪的测量精度达到了生产要求，其工作原理如图2所示。

3 出糟过程PLC 编程
过滤槽出糟过程制动控制的阶梯图如图3所示。
在此阶梯图中，X7为出糟停止按钮，X8为出糟启动按钮，X9为快搅启动按钮，X10为快搅停止按钮，X13为接近开关，位置在300mm，X17为升降系统上限保护开关，X18为升降系统下限保护开关。R1，R2，R4，R5，R6，R7，R8，R10，R16都为中间继电器。T1为下降计时器，设为1s。T2快搅出糟用计时器，设为2min。T4为出糟已降到点时后出尽糟用的计时器，设为10min。Y3为快搅电机，Y15 为快搅指示。从阶梯图中看出在执行出糟过程时，只需按出糟启动按钮，程序就自动执行。出糟刮从脱钩位置下降到糟层部，约离过滤槽底部 300mm处，然后进行快搅出糟2min下降刮1s的循环，直到刮下降到过滤槽底部还继续快搅出糟10min，使过滤槽中的麦糟全部出尽。

4 对今后老糖化设备改造的设想
两年后，我公司将对国产糖化的旧有设备进行的新，糖化过滤槽以外的各锅、槽和冷却薄片等的控制主要是启动和停止搅拌电机及醪液泵;PID调节和一些液位模拟信号的采集等构成，程序设计也相对简单。对今后使用PLC自行对国产糖化设备进一步自动控制的改造，我认为可由两种形式:
种形式，在硬件方面可选用S7-400，它具有强大的通讯功能，可与上位操作站组成PCS系统，PLC 控制站来实现所有的现场的数据采集和控制。由MPI总线与操作工作站相联，有Profibus-DP 使部件与三个ET200M分散外设达成通讯，对现场的传感器、执行机构进行检测和控制。
软件系统可以使用WINCC和STEP7 等控制软件，设计的糖化控制系统，在bbbbbbs NT平台上运行。
二种形式，使用PLC和触摸屏。对于单台触摸屏其COM1可与具体任务的PLC相连，COM2可接变频器，还可接打印机用于生产数据的打印。如需要集中监控，则可以将PC与多台立功能的触摸屏相连接，建立起一个立的糖化监控系统。此方式可能对于啤酒厂自行改造糖化控制系统比较方便，又不失美观和性。
两种形式功能上都能运用PID调节功能对所有温控点，对于关键温控点同时加装单回路调节仪，便于特定情况下的手动操作、使用差压变送器对过滤槽耕自动控制升降以及各锅、槽的容量测量。软件上要能达到手动和自动的切换，确认反馈讯号出现故障时能手动继续运行。

5 结束语
本文中叙述了我公司技术人员自己改造的过滤槽控制系统，本系统通过半年来的生产运用表明，运行，方便生产操作，系统有较强的扩展性。通过这次用PLC 对过滤槽的控制改造，我们总结了不少使用PLC对原有国产旧电器系统改造的经验，为今后公司进一步自行对国产糖化设备进行自动化改造打下了基础;对企业培养自身人才、提高企业自动化水平、提高产品质量、提高企业经济效益有着重要的现实意义。