6ES7322-5FF00-0AB0技术参数
采用 SIMATIC PCS 7 维护站后,工厂资产管理就无需采用额外硬件或软件组件。该维护站已*集成在 SIMATIC PCS 7中,它用一个价值的工具对过程控制系统加以补充,zui大限度降低工厂整个生命周期内的总拥有成本。
除了过程管理之外,SIMATIC PCS 7 维护工作站还可为工厂(资产)的系统组件提供一致的维护信息和功能:
工厂操作员可通过操作员站接收全部过程相关的信息,一览过程控制系统的诊断状态。
维护工程师通过 SIMATIC PCS 7 维护工作站检查自动化系统的硬件,处理诊断消息和维护请求。
借助 SIMATIC PCS 7 维护站,维护和维修人员可以访问:
过程控制系统组件,如智能现场设备和 I/O 模块、现场总线、控制器、网络组件和工厂总线,以及单站、服务器和客户机等
不直接属于过程控制系统的资产,如泵、电机、离心机、热交换器(机械资产)或控制回路。它们用存储诊断规则的代理对象来表示。
维护功能和信息可以在与生产无关的层级以外使用。
工厂操作人员和服务人员就能够不断采取相应行动,例如:
服务请求
服务认证
将设备资产置于“服务中"状态
有关已完成服务措施的信息
) 在章节“工业工作站/IPC,SIMATIC 机架式 PC"的产品系列中,IPC 表示经*可以安装 SIMATIC PCS7 V8.0 的一种 SIMATIC IPC 型号。
2) 仅在使用智能现场设备或 AssetMon 功能时,才需要采用
3) 对于带有基金会现场总线 H1 的工厂,SIMATIC PDM-FF *
4) 允许通过各 MS Client 启动 SIMATIC PDM
维护工作站服务器也可作为一对冗余服务器来运行。必须像冗余 OS 服务器那样对冗余 MS 服务器进行组态,并通过 SIMATIC PCS7 Maintenance Station Runtime 软件对它们进行扩展。
SIMATIC PCS 7 Maintenance Station Runtime 基本软件包已包含 100个资产变量。它们可通过用于 100 或 1000 个资产变量的累积 SIMATIC PCS 7 Maintenance StationRuntime 许可进行扩展(计数相关许可)。
消息系统、用户界面、画面层级和操作员提示都按照操作员系统的 HMI原则进行安排。所有资产的诊断数据都在统一的面板上显示,这些面板的内容取决于各个组件的智能化程度。这意味着,SIMATIC PCS 7维护站的操作十分简单和直观,无需复杂的学习熟悉过程。
对于用电子设备描述 (EDD) 文件加以描述的所有设备,SIMATIC PDM 提供了可在维护站上显示和处理的丰富信息。在SIMATIC PCS 7 中使用时,SIMATIC PDM 可集成到 SIMATIC PCS7维护工作站中,向维护工作站传送参数数据和诊断信息。包含 SIMATIC PDM Server 选项的 SIMATIC PDM也可以从任何 SIMATIC PCS<:hs>7 Maintenance Station Client (MSClient) 打开,以允许对由电子设备描述 (EDD)集成的设备进行诊断和参数设置。从面板视图可直接打开该选项。为了能够编辑设备,在识别之后用户分配有与其角色相应的功能权限。
诊断信息可在单个 MS 客户机或组合式 MS/OS 客户机上显示,诊断显示的结构按照工厂层级来安排,包含 SIMATIC PCS 7的运行状态。这些站的面板也会显示 SIMATIC PDM 生成的增强诊断信息。SIMATIC PDM也可在特定设备上打开。与 HW-Config 结合使用的增强在线诊断功能只能由作为 SIMATIC PCS 7 的 MS客户机和工程师站的站来调用。
SIMATIC PCS 7 维护站的用户管理和访问控制是由集成在 SIMATIC PCS 7 中的 SIMATIC Logon来完成的。
组态
SIMATIC PCS 7 维护站基于通过 SIMATIC PCS7工程师站进行标准组态时所生成的应用的硬件和软件项目。在系统的支持下,只需按一个按钮,所有与工厂级资产管理相关的数据都可以从该应用的项目数据中得到,生成诊断显示画面。操作流程非常简单,无需任何其它组态工作:
生成应用的硬件和软件项目
可选功能的参数设置
使用项目中存在的所有组件由系统生成诊断显示,包括符合项目硬件结构的画面层级。
编辑组态数据,并下载到随后用于测试和调试的操作员站和维护站上。
已经导入的图片、图标等的名称可以性地更改,以用于今后的维护项目。
符合标准、规范和建议
通过 SIMATIC PCS 7 维护站进行工厂资产管理时,一定要符合标准、规范和建议。资产管理符合以下文件中定义的 NAMUR要求(化工和制药行业的过程控制标准委员会),这些要求是为工厂级资产管理系统和现场设备状态消息系统定义的:
NAMUR 建议书 NE91(工厂级资产管理系统的要求)
NAMUR 建议书 NE105(针对现场总线设备集成到工程组态工具中的要求)
NAMUR 建议书 NE107(来自现场设备的状态消息“设备故障"、“维护要求"、“功能检查")
它除了符合用电子设备描述语言 (Electronic Device Description Language,EDDL)描述设备的 IEC 61804-2 标准,还符合 PROFIBUS & PROFINET 组织 (PI) 定义的技术规范,如:
PROFIBUS 行规识别和维护功能指南
过程控制设备 PROFIBUS PA 行规
西门子S120电机驱动模块6SL3120-1TE15-0AA4
电动执行器直接数字控制
调节阀又称为调节机构,它和执行机构一起构成执行器,是过程控制系统中一个重要的组成部分。它依据来自调节仪表的控制信号而改变执行机构输出的角位移或直线位移,并通过调节机构改变被调介质的流量,保持生产过程满足预定的要求。按照能源形式的不同,执行器分为电动执行器、气动执行器和液动执行器。其中,气动和电动执行器应用广泛,且电动执行器的使用比例亦越来越大。在以电动执行器作为终执行装置的自动控制系统中,传统的方法是以调节仪表输出的模拟信号去控制电动执行器动作。在计算机控制系统中,人们也是将计算机输出的数字信号经过数模转换器(D/A)转换成模拟信号后再去控制电动执行器动作。实际上,不管是用普通继电器来实现的有触点开关信号还是用可控硅或固态继电器来实现的无触点开关信号,由调节仪表输出的模拟信号加到伺服放大器进行比较放大后,终加到执行器电机上的仍然是开关信号(数字信号),如图1所示。图1传统方法控制框图能否去掉中间环节数模转换器(D/A)和伺服放大器,而直接由计算机输出的数字信号去控制电动执行器动作呢?回答是肯定的。图2是伺服放大器的工作原理图。图2 伺服放大器原理图当输入端有0~10mA模拟信号输入时,该信号与执行器位置反馈信号进行比较,若输入信号比位置反馈信号大就产生正偏差,信号经IC1放大器放大后使开关电路K1导通,J1动作接通电源,电动执行器“正转"。当电机驱动到某一位置,使位置反馈信号与输入信号相等时,偏差为零,电机停止转动。如果输入端信号小于位置反馈信号时就产生负偏差,信号经IC1放大后使开关电路K2导通,J2动作接通电源,电动执行器“反转"。新方法是将位置反馈信号(一般是模拟信号如电阻或电压)经由模数转换器(A/D)转换成数字信号后输入到计算机,在计算机内与输出信号(数字信号)直接比较,比较后输出开关信号,经放大器(或中间继电器)放大后推动电动执行器动作。图3为新方法示意框图。图3新方法控制框图二、新方法的实现笔者在国家“八五"攻关项目“木废料能源木材联合干燥技术"的木材干燥窑计算机控制系统(以下简称系统)中采用了此新方法。系统共有ZAJ型角行程执行机构9个(其中4个用来调节排湿口开度,2个用来调节空气进气口开度,2个用来调节烟气进气口开度,1个用来调节废木料燃烧炉鼓风量)。采用新方法有3个问题必须解决:①如何输出满足执行机构要求的数字信号(开关量);②如何测量执行机构位置信号;③如何控制合适的阀门开度(即执行机构行程)。1、问题一的解决系统选用光隔离开关量输出板(CS20),该输出板是为采用PC/XT/AT标准的微机配套的接口板,适用于驱动继电器、电磁阀等执行器,接口具有大200mA的驱动电流以及安全可靠的隔离功能。系统按输出板设定的口地址在实时采样子程序中定时向数据锁存器送数据(端口开关值),控制光电耦合器的“导通"和“截止",此信号经隔离后送入现场,控制执行器的“开"与“关"。因执行机构可逆电机运转所需电流大于输出板接口驱动电流,输出板的输出信号须经中间继电器放大后再控制执行机构,中间继电器的采用也起到将现场与微机隔离的作用。图4为接口板程序框图。 |
机械手在自动化生产线和数控加工中心上都应用的非常普遍。机械手的运动控制是一个典型的步进控制,即控制系统按照固定的步骤,一步接着一步地执行,也就是说只有前一个动作完成后才允许后一个动作发生。
图1是某搬运机械手的工作示意图,其任务是将传送带A上的物品搬送至传送带B上。该机械手有三个动作:升降运动由液压缸驱动,回转运动由液压马达驱动,手爪的松夹运动由另一液压缸驱动。三个动作的正反向运动均由电磁换向阀来改变液流的方向来控制。传送带A和B均由电动机通过机械装置来驱动。机械手一个动作循环的动作顺序如下:
原位→下降→抓紧→上升→正转→下降→松开→上升→反转→原位
机械手的每次循环动作均从原位开始。动作的切换除抓紧/松开由压力继电器和时间控制外,机械手的升降和回转运动均由限位开关控制。
图1 某搬运机械手的工作示意图
一、控制要求
(1)机械手在原位时,按下启动按钮,系统启动,传送带A运转。当装在传输带A端部的光电开关检测到物品后,传送带A停止。
(2)传输带A停止后,机械手进行一次循环动作,把物品从传送带A上搬到连续运转的传送带B上。
(3)机械手返回原位后,自动启动传送带A运转,进行下一个循环。
(4)按下停止按钮后,待整个循环完成后,机械手返回原位,才能停止工作。
二、I/O通道分配
表1 I/O通道分配
三、I/O接线图
图2 机械手的I/O接线图
四、梯形图程序设计
机械手的动作控制是一个典型的步进控制,采用状态流程图可以大大简化梯形图的设计。这里先介绍状态流程图的画法。
(1)将整个工作过程分为若干个独立的控制功能步,简称步(本例中机械手的工作过程就可以分解成九个独立的步),它是为完成相应的控制功能而设计的独立的控制程序或程序段。
(2)每个独立的步分别用一个方框表示,根据动作顺序将各个步用箭头连接起来。
(3)在相邻的两个步之间画上一条短横线,表示状态转换条件。当转换条件满足时上一步被封锁,下一步被激活,转向执行新的控制程序,若不满足转换条件,则继续执行上一步的控制程序。
(4)在每个步的右侧画上要被执行的控制程序。
机械手步进控制的状态流程图如图3所示。
步进控制在OMRON C系列机型中采用移位寄存器SFT很容易实现,当然不用SFT指令也能实现。图4是用SFT指令来设计的梯形图。
机械手原位时,按下启动按钮SB1,与其对应的输入点0000为ON,使0500为ON,传送带A运转;当光电开关PS检测到有物品后,0007为ON,使0500为OFF,传送带A停止运行。在0500的后沿,MOV指令将#0001送入HR0通道中,使HR000位为“1”而其余位为“0”,使机械手执行下降的动作。为移位脉冲的产生做好准备。
机械手下降到位时,下降限位开关0003为ON,发出移位脉冲,使HR001为“1”,HR000为“0”(因为1812为常开继电器),机械手停止下降。此时0503为ON,开始执行抓紧动作。为下一个移位脉冲的产生做准备。
机械手抓紧到位时,压力继电器K的动合触点闭合,0006为ON,又发出一个移位脉冲,使HR002为“1”,HR001为“0”。此时,0504为ON,机械手紧抓着物品上升。为下一个移位脉冲的产生做准备。
机械手上升到位时,上升限位开关0002为ON,又发出一个移位脉冲,使HR003为“1”,HE002为“0”,使0504为OFF,机械手停止上升。此时0501为ON,机械手执行正转动作。为下一个移位脉冲的产生做准备。
械手正转到位时,正转限位开关0004为ON,又发出一个移位脉冲,使HR004为“1”,HR003为“0”,使0501为OFF,机械手停止正转。此时0505为ON,机械手执行下降动作。为下一个移位脉冲的产生做准备。
机械手下降到位时,下降极限开关0003为ON,又发出一个移位脉冲,使HR005为“1”,HR004为“0”,使0505为OFF,机械手停止下降。此时0503被复位,机械手执行放松动作,并且启动定时器TIM01。为下一个移位脉冲的产生做准备。
在TIM01的定时时间到时,机械手放松到位,又发出一个移位脉冲,使HR006为“1”,HR005为“0”。此时,0504为ON,机械手执行上升动作。为下一个移位脉冲的产生做准备。
图3 状态流程图
图4 机械手梯形图
机械手上升到位时,上升限位开关0002为ON,又发出一个移位脉冲,使HR007为“1”,HR006为“0”,使0504为OFF,机械手停止上升。此时,0502为ON,机械手执行反转动作。为下一个移位脉冲的产生做准备。
机械手反转到位时,反转限位开关0005为ON,又发出一个移位脉冲,使HR008为“1”,HR007为“0”,使0502为OFF,机械手停止反转。此时,机械手已回到原位,只要在此之前没有按下停止按钮,HR008将0500置位,传送带A重新运行,等待物品检测信号0007的到来。为下一个移位脉冲的产生做准备。
无论何时按下停止按钮,锁存器1200被置位,使得串接在锁存器0500的置位输入端的1200的动断触点断开,只有在当前循环全部完成后,机械手才能停于原位。
机械手的每次循环均是根据光电开关检测到物品后,使传送带A停转,由MOV指令将#0001传送到HR000,开始循环。