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产品描述

产品规格模块式包装说明全新品牌西门值+ 包装说明 全新 - 产品规格子 现场安装

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 CC-bbbb现场总线是日本三菱电机公司主推的一种基于PLC系统的现场总线,这是目前在世界现场总线市场上一的源于亚洲、又占有一定市场份额的现场总线。它在实际工程中显示出强大的生命力,特别是在制造业得到广泛的应用。 
     在CC-bbbb现场总线的应用过程中,较为重要的一部分便是对系统进行通信初始化设置。目前CC-bbbb通信初始化设置的方法有三种,本文将对这三种不同的初始化设置方法进行比较和分析,以期寻求在不同的情况下如何来选择较简单有效的通信初始化设置方法。这对CC-bbbb现场总线在实际工程中的使用具有重要的现实意义,一则为设计人员在保证设计质量的前提下减少工作量和节省时间,二则也试图探索一下是否可以进一步发挥和挖掘CC-bbbb的潜力。
实验系统简述
  为了便于比较通信初始化设置方法,我们首先在实验室中建立了这样一个小型的CC-bbbb现场总线系统.

 首先采用的是较基本的方法,即通过编程来设置通信初始化参数。编制通信初始化程序的流程如图2所示。首先在参数设定部分,将整个系统连接的模块数,重试次数,自动返回模块数以及当CPU瘫痪时的运行规定(停止)以及各站的信息写入到存储器相应的地址中。在执行刷新指令之后缓冲存储器内的参数送入内部寄存区,从而启动数据链接。如果缓冲存储器内参数能正常启动数据链接,这说明通信参数设置无误,这时就可通过寄存指令将参数寄存到E²PROM。这是因为一旦断电内部寄存区的参数是不会保存的,而E²PROM中的参数即使断电仍然保存。同时通信参数必须一次性地写入E²PROM,即仅在初始化时才予以执行。此后CPU运行就通过将E²PROM内的参数送入内部寄存区去启动数据链接。值得注意的是,如果通信参数设置有误(如参数与系统所采用的硬件不一致,或参数与硬件上的设置不一致),数据链接将无法正常启动,但通常并不显示何处出错,要纠正只有靠自己细心而又耐心地检查,别无它法。反过来,如果通信参数设置正确而硬件上的设置有错,CC-bbbb通信控制组件会提供出错信息,一般可通过编程软件包的诊断功能发现错误的类型和错在哪里。

      第二种通信初试化设置的方法是使用CC-bbbb 通信配置的组态软件GX-Configurator for CC-bbbb。该组态软件可以对A系列和QnA系列的PLC进行组态,实现通信参数的设置。

      整个组态的过程十分简单,在选择好主站型号之后就可以进行主站的设置,此后再陆续添加所连接的从站,并进行从站的设置,包括从站的型号和其所占用站的个数。

      在组态过程中的各个模块的基本信息都会显示在组态完成的画面上,整个画面简单直观,系统配置一目了然。然而在组态完成后启动数据链接时出现了问题。   

  当选择“Download master bbbbbeter file”之后,弹出一对话框,要求选择是将参数写到E²PROM还是缓冲存储器。无论选择其中任何一种,软件都会提示“是否现在执行数据链接?”,如果选择“是”,各站点的LED灯指示正常。然而当把此时运行正常的PLC复位后重新运行,各站点均出错。这种情况说明组态文件并未能真正写入到E²PROM中,也就是说该组态软件并不具备将参数写入E²PROM这部分功能。因此在这种情况下为了能使用E²PROM启动数据链接,就必须在主站中再写入“参数寄存到E²PROM”这段程序,靠组态和编程共同作用来正常启动数据链接。显而易见,这种方法是利用组态软件包设置通信参数,再利用编程将这些参数写E²PROM,这才得以完成数据链接所必须的较后步骤。当然这在实际使用时会带来某些不便,但它毕竟可以省略将通信参数写入缓冲寄存区的一段程序,在这个意义上也给CC-bbbb的使用者带来许多便利。

      较后一种方法是通过CC-bbbb网络参数来实现通信参数设定。由于这是小Q系列的PLC新增的功能,而A系列和QnA系列PLC并不具备这项功能。因而在进行这种设置方法的实验就必须将原先使用的主站模块换成Q系列的PLC。

      整个设置的过程相当方便。只要在GPPW软件的网络配置菜单中,设置相应的网络参数,远程I/O信号就可自动刷新到CPU内存,还能自动设置CC-bbbb远程元件的初始参数。如下图所示。如果整个CC-bbbb现场总线系统是由小Q 系列和64个远程I/O模块构成的,甚至不须设置网络参数即可自动完成通信设置的初试化。

 比较和分析    

      在使用过这三种不同的方法之后,对它们的优点和弊端都有了一个更为全面地认识和理解。

      编制传统的梯形图顺控程序来设置通信参数较为复杂,编程时耗费的时间长。并且在调试时一旦发现错误,就需要一条条指令校对,寻找出错误所在,因此有着很大的工作量。然而它仍然有着其他方法所没有的优势。首先,在编完整个设置的程序之后就能非常清晰的了解整个设置过程,掌握PLC是如何运作,启动数据链接的。其次,整个编程的思路非常清晰,而且要编制正确的程序必须建立在熟练的掌握各种软元件的使用条件的基础之上,因而在这个过程中能够对各个软元件的功能,接通条件都能有非常好的理解,并能熟练使用。对初学且有志牢固掌握CC-bbbb通信设计者较好从这里入手。

      采用的组态软件进行设置的较大的优势就在于简单直观,在画面上能够明了地看到整个系统的配置,包括主站所连接的从站个数,各从站的规格和性能,一目了然。而且一旦发生错误或是要更改参数,都能够很快地完成,节省了很多时间和工作量。然而它也有一个较大的缺陷,就是无法将参数寄存到E²PROM中,在复位之后,刚写入的组态内容将不复存在。倘若在实际的应用中,现场的情况错综复杂,会遇到很多预想不到的问题,如果中途需要复位,那么组态软件将无能为力,必需重新设置再写入,这样会影响工作进度。因此,在这种情况下采用组态软件,并辅以将通信参数从缓冲积存区写入E²PROM的程序,就能完成整个系统的初始化设置。此外,组态软件目前还不支持小Q系列的PLC。

      较后,利用网络参数设置的方法简单有效,只要按规定填写一定量的参数之后就能够很好的取代繁冗复杂的顺控程序。在发生错误或是需要修改参数时,同组态软件一样,也能很快地完成,减少设置时间。然而它的不足之处,在于设置过程中跳过了很多重要的细节,从而无法真正掌握PLC的内部的运作过程,比较抽象。例如在填写了众多参数之后,虽然各站的数据链路能正常执行,但是却无法理解这些参数之间是如何联系的,如何作用的,如何使得各站的数据链接得以正常完成。

      小结

      总之,三种方法各有千秋,适用于在不同的目的和不同的情况下(譬如不同的PLC系列)供使用者灵活选用。如果旨在清晰地了解PLC内部的运作,可以用编程的方法;如果旨在节省设计人员的工作量,减少设计调试时间,可以用网络参数的方法。组态软件的方法可以算是这两种的结合。在实际的应用中,通过网络参数来进行通信初始化设置的方法不失为一种较为优越的方法,方便、可靠、功能全面这三点就已经很好的满足了系统的需求,缩短了CC-bbbb现场总线在应用于各种不同的工控场合时设计和调试的时间,降低了工作的难度,更方便了以后的故障检修和维护。遗憾的是它只适用于小Q系列PLC。

     随着通信技术和控制技术的发展,相信在不久的将来现场总线技术及其相关技术将发展得更为成熟和完善,并将出现更为便利且功能强大的通信设置的方法,使将来的现场总线技术更好地应用于现场。

引言
    目前我国大多厂的主力机型B1包装机组是在上世纪80~90年代从德国斯慕门公司引进的高速软包包装机组。但由于该卷炯包装机组工作年久,各电子控制部件逐步老化、失效,故障率很高。近年来,BI机组电气控制系统缺陷日益凸显;逻辑组件老化;出现故障不能自动停机;控制线路板布局复杂,国内无相关元件生产厂家,备件困难且价格高。同时BI机组还存在控制方式落后、英文显示导致维修不便等问题。
    改造后的BI机组是以PLC和工控机为核心的电气控制系统。PLC完成所有数据采集和实时控制,完成启动、停车、工艺流程控制、检测等整个运行过程。工控机作为上位机,具有良好的人机界面,同时增加统计报表和预留网络化管理功能,并为远程数据提供技术支持,从而彻底解决BI机组电控系统所存在的问题。

2 BI包装机组电控系统硬件构成
    BI包装机组由NF卸盘机、BE包装机、RC小包透明机、PHZ大条机和NK大条透明机等5部分组成,

   改造后的电控系统则采用BE、RC、NF、FHZ/HK等4个独立部分组成,并且各部分之间单独控制和单独显示。其中BE包装机为主机,其他部分为从机。各部分之间增加信息交换功能,实现B1机组的整体控制,而相位控制则采用**值编码器,从而使B1机组协调工作。

3 改造设计方案
3.1 改造总体框图
    原BI机组的主机BE、RC、FHZ/NK的控制系统不在同一套控制柜中,各部分通过开关量交换设备运行信息。BE机的主要动作是由机械装置完成,各部分共同特点为检测信号多,执行元件少。针对这一特点,整体改造BI机组,

3.2 BI主机改造
    控制器采用高性价比的S7-400 PLC,该器件是西门子公司生产的高性能大型PLC控制系统,具有高速、稳定、可靠、开放等特点。该软件功能强大,具有面向对象、直观的用户界面,易于使用。新的设计只保留极少数的继电器,控制逻辑由PLC实现。去除继电器后多出来的空间用于放置PLC的子站点,PLC的子站点主要包括通讯、输入输出和特殊功能等模块。改造BI主机主要是对其角度反馈系统、控制系统和调速传动系统进行改造。

3.2.1 角度反馈装置的改造
    采用**型编码器替换原机的增量型编码器。与增量型编码器相比,**型编码器实时反馈输出角度值,*通过脉冲计数方式计算设备当前角度,即使设备断电,在恢复供电后也可立即知道断电前的角度值,并立即投入生产,*重新寻找零脉冲。
3.2.2 主驱动的改造
    鉴于现今交流变频技术已具有较高的可靠性,可取消原系统直流电机、直流调速器和智能随动单元,采用交流电机加变频器方式实现主机速度控制。同时,采用BI主机的改进机型BO机特点,在其控制台增加手动调速电位器,便于操作和维护人员调试保养设备。
3.2.3 辅助驱动系统的改造
    除主驱动系统外,BI主机还有进料传送带、下烟道电机、盒皮胶辊、封签胶辊和出口传送带等5个辅助驱动装置。这些辅助驱动的直流电机全部改为普通交流调速电机,均选用西门子420变频器控制。
3.2.4 温度调节系统的改造
    需调节控制BI主机的烘干转塔的加热温度(虽然原机有油加热器,但一般不用,因为设备在卷包车间内工作滑油是**不会出现冻结的)。原机温度调节系统由Pt100热电阻、TEMPMOD A176/A177转换板、测温板SMC-MAX(A30)、A/D转换板SMC-02B(A24)、和固态继电器、加热器组成。改造温度调节系统是在保留原机的热电阻和加热器的基础上,取消热电阻转为4~20 mA的模块TEMPMOD A176/A177,而将热电阻的线直接引入控制柜,接至西门子PLC的模拟量模块。温度调节采用软PID实现,由西门子PLC的PID功能块控制加热器温度。
3.2.5 人机界面的改造
    采用液晶触摸屏技术代替老式的CRT显示和键盘输入,大大减轻机组重量,缩小外形体积,提高显示质量,并新增有关整机的参数设置、产耗分析、故障信息报警等功能。采用全中文菜单设置监控功能,实现运行状态显示、车速显示、参数设置、故障指示、交班记录等;设置有密码功能防止无关人员改动参数。维修密码可授权给机器维修人员。

3.2.6 烟支检测器的改造
    选用ZN0228-B1型B1光电小包烟支器替代原装小包烟支器。恢烟支检测器是一款全新的数字化检测模式,它由空头检测探头、缺支检测探头和控制器3部分组成,*改动原主机,只需将原缺支、空头检测头换成新的检测头,并把控制器的输出线连接到B1主机相应的接线端子上,在不改变原主机任何控制电路和机械装置的情况下,可直观、方便调整缺支、空头的灵敏度。
3.3 现场总线与网络连接
    INTERBUS是德国Phoenix公司提供的工业现场总线,符合IEC61158国际标准总线。现已广泛应用于汽车工业、工业、仓储及传送技术、造纸工业、包装工业、食品工业等领域。独立的诊断程序提供详细的故障信息(故障地址、故障类型和故障历史记录),诊断寄存器提供用户程序处理故障信息的工具,控制板3行16段LCD显示器直观醒目。

  S7-400,S7-300和ILC200IB控制器分别安装于BE控制柜、RC控制柜以及FHZ/NK控制柜内。S7PLC配有电源、CPU、中断、 PID等模块。INTERBUS总线适配控制板安装于PLC底板,处理PLC与过程I/O设备之间的数据交换,大量的I/O模块及机组的操作面板安装在现场,通过INTERBUS总线连接到PLC。

4 结论
    改造后机组已运行一年,运行良好,性能稳定且故障率低,设备有效作业率平均为83.7%,较原来的 70%提高了13%,改造效果明显,上位机界面完全汉化,方便故障检查和排除。新设计的电控系统采用通用的元件,成本降低。大大节省维修费用。该系统为车间的网络化管理及远程数据提供技术支持,具有很强的扩展功能




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