西门子模块6ES7253-1AA22-0XA0功能介绍
一、概述
随着汽车行业的迅猛发展，汽车的零配件厂家也发展迅速。现代汽车行业要求制造和加工的要求也越来越严格。火花塞作为汽车中的一个重要的零配件，其产品的质量和加工精度影响着汽车的性能。传统的火花塞检测主要由人工实现，配以简单的检测设备，检测速度和检测精度已经远远不能满足要求。
开发的火花塞检测系统由松下PLC作为控制核心，完成整个系统的运动控制，数据处理，数据打印等工作，由视觉系统进行数据检测，进而完成整个系统的功能任务。
二、系统功能图
三、系统配置
FPG-C32T
FPG-COM3
PWS-1711STN
DVT544(视觉传感器)
LP-T5801T1(微型打印机)
7188E(以太网转串 口模块)
MOTEC步进驱动器、电机
四、系统功能动作
由于火花塞需要检测40多个尺寸，检测精度要求比较高，需要达到微米级别，如果需要一次检测这个尺寸，精度比较低，故用松下PLC控制步进电机，通过联轴器带动滚珠丝杠平台对火花塞进行移动，分四次检测尺寸，缩小视觉传感器的检测范围，增大检测精度。视觉系统每次检测完后把数据输出给PLC。由于视觉传感器输出口是以太网口，故通过7188E把以太网转换成串口和PLC进行通讯，PLC接收到数据后对数据进行格式化处理，处理完的数据输出到触摸屏进行显示。
触摸屏完成显示的还完成人机交互、控制等功能。使用配方功能，存储多组参数，用户可以通过选择不同的产品号码即选择了本产品需要的多组参数，可以在触摸屏上单独修改个别参数，或存储修改后的内容;触摸屏在接收到数据后除显示外，还通过其第二个串口把数据输出到微型打印机上打印，方便客户记录。
1、引言
随着社会经济的发展，工业的迅速兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、可靠性、安全性、节能性、性价比显得尤其重要。
目前，传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用PLC(可编程序控制器)系统集中控制和集中监测计量方式，有利于**配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的安全稳定，还能减少运行人员的工作强度提，安全可靠。
2、继电器系统和PLC系统的比较
PLC(可编程序控制器)是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体积大，可靠性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制;而PLC的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，PLC还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。
3、集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例
在一个10KV配电一次系统中，有两台1000KVA变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。
3.1 PLC在集中控制中的地位
在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用PLC系统来代替继电器系统，可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，**配电系统的可靠性，安全性和节能性。PLC系统框图如图2所示。
PLC是整个系统的神经中枢，所有控制，保护，工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在安全电压以下，可以**工作的安全性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以**工作效率，减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过PLC的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。与继电器相比，PLC的免维护性高，工作寿命长。
3.2 PLC的I/O分配
10KV配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能传感器来实现，可以**保护的可靠性。
表1 PLCI/O分配表
3.3 10KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计
配电系统是供电网的神经中枢。配电系统的正常工作和我们的生活保障及工作秩序密不可分，这就要求它有更高的可靠性;配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要;配电系统操作和维护对工作人员的安全系数要求更高、劳动强度更低和设备的性价比更高是用户所希望的。综合以上几点，我们对10KV配电一次系统作了如下改进，应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监测计量。改进后的10KV配电一次系统框图如图3所示。
改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又安全;工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。
采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大**系统的自动化水平和可靠性，更加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降低成本，**了工作的效率，具有一定的推广意义。 1、引言
在以往各生产线的设备中大多是采用进口的配套DCS控制系统，其维护和改进都较困难，并且造价很高。在聚乙烯塑料生产工艺中，挤压造粒设备是一类工艺较复杂的机械设备，其控制系统是保障设备正常运行和产品质量的关键。我们在近期新建国产挤压造粒设备中，采用了PLC控制系统，其性能稳定且造价低廉。
在改造前的生产运行中，由于进料的不稳定性及产品牌号改变的经常性，使得手动操作不仅很难使产品达到较理想的水平，经常出现堵料、防爆膜由于压力过高损坏及其它机械故障等，从而生产开工率不高，达不到设备标称产量。采用PLC控制系统控制后，大大改善了设备运行的可靠性及连续稳定性，使产品质量达到较高的水平。
2设备工艺特点及控制要求
2.1设备工艺特点
图1为塑料生产线工艺流程简图， 其主要包括混炼机、喂料机、融熔泵和切粒机四个大部分。
混炼机功能是将不同原料成分进行混合，并塑炼成一种稠状流体——熔体塑料;喂料机用于吸纳从混炼机流出的熔体塑料，并将其均匀地传送到融熔泵入口进行迅速地升压挤出。经过塑炼处理过的熔体塑料，在高压下被挤过模板成条丝状;在切粒机中被均匀地切割，后形成标准的颗粒产品，通过颗粒水的冷却并输送到后系统工序。
挤压机的自动控制流程如图2所示：
图中：FT-2425为混炼机入料**，量程为0～15T/h;
PT-2426为喂料机出口压力，量程为0～10MPa;
PT-2427为熔融泵出口压力，量程为0～50MPa;
2.2控制要求
2.2.1主要回路控制
根据设备工艺要求，挤压机主要需要三个控制环节：喂料机控制回路、融熔泵控制回路和切粒机控制回路。还有熔融泵润滑油储油罐温度控制回路和熔融泵润滑油出口温度控制回路等。
①喂料机控制回路——在混炼机的入口设有一电子秤，可检测入料动态**，其变化用于控制喂养机的吃料速度。
②融熔泵控制回路——该回路采用串级控制，即融熔泵的工作速度由喂料机的转速和喂料机的出口压力共同来控制。其中喂料机的转速作为辅助控制参数，喂料机出口压力的PID输出作为主要控制参数，即通过对融熔泵转速的调节，控制喂料机出口压力稳定在5mp。
③切粒机控制回路——该回路也采用串级控制，即切粒机的工作速度由融熔泵的转速和融熔泵的出口压力共同来控制。其中融熔泵的转速作为辅助控制参数，融熔泵出口压力的PID输出作为主要控制参数，即通过对切粒机转速的控制调节，以保证产品颗粒尺寸均匀，外观合格。
2.2.2联锁控制
在设备控制中还需要一些报警联锁控制，主 要报警联锁控制有：
①喂料机润滑油压力报警联锁
②熔融泵润滑油压力报警联锁
③喂料机、熔融泵和切粒机电机轴承温度报 警联锁
④熔融泵网前、后爆破膜状态联锁
⑤切粒机切粒室视窗开关联锁
⑥切粒机颗粒水**低联锁
⑦喂料机、 熔融泵及切粒机转速低联锁
2.2.3手/自动切换控制
由于设备在启动时，运行状态及工作参数较复杂，一般需要操作人员进行手动控制，当设备系统运行较稳定一段时间后，才能切换到自动控制系统。在喂料机控制回路、融熔泵控制回路和切粒机控制回路的控制必须实现无扰动平稳切换。
3系统构成
该自动控制系统如图2所示，其采用上、下位机的体系结构。在控制室内由二台工控计算机作为人机接口操作站，在下位的PLC采用OMRON公司的SYSMAC CS1系统;CS1系统是具有高速、高效、高可靠、紧凑型CPU的PLC系统，其CPU选用CS1-CPU65H型号。
在计算机与PLC之间采用Controller bbbb网络，该网采用双绞通讯电缆，其大通讯速率为 2M，大距离达1km。
3.1硬件配置
3.1.1操作站
在控制室内设有两台工控计算机作为人机接口操作站，其中一台可做为系统程序管理员站。 工控机主要配置为：PⅢ 1.3CPU、256MB内存、40G硬盘及19”纯平CRT，在工控机插有一块 Controllerbbbb网卡——3G8F5-CLK21，用于和PLC通讯。打印机用于主要工艺参数报表的定时打印。
3.1.2PLC模块配置
在PLC中配备的I/O单元如下：
模拟量输入单元——C200H-AD003(8通道、4～20mA输 入)
热电阻输入模块——C200H-TS102(4通道、热电阻信号输入)
热电偶输入模块——C200H-TS002(4通道、热电偶信号输入)
模拟量输入单元——C200H-DA004(8通道、4～20mA输入)
开关量输入单元——C200H- ID212(16点、直流输入)
开关量输出单元——C200H-OC225(16点、继电器输出)
3.1.3变频器
混炼机、喂料机、融熔泵和切粒机分别由四台变频器控制，其中融熔泵变频器为高压变频器。
3.2软件构成
系统软件构成如图3所 示。在bbbbbbsNT操作系统下，装配有如下介绍的各个软件。
3.2.1操作系统
上涣教üた鼗诘牟僮飨低尘猈indows NT40中文版操作系统。bbbbbbs NT系统既具有bbbbbbs友好且易于使用的界面，又具有系统的可靠性和数据的安全性。
3.2.2监控软件
系统监 控软件采用美国罗克韦尔软件公司开发的RSView32(中文版)工业组态软件，是一种集成式的、组件化的人机接口软件，它运行于bbbbbbs95/98/2000/NT等操作系统下，可实现监视和控制自动化设备和过程。其可以很方便地完成工艺监控画面的形成、数据实时采集、趋势记录分析、报警报表打印等任务。该组态软件还具有很强的网络浏览器集成功能、嵌入标准的编程语言(VB)、在线帮助、支持实时视频图像和嵌入字处理、电子表格和ActiveX文本等功能。
系统监控软件主要完成对设备的主要工艺参数和运行状态分别以工艺画面和表格的形式进行监视、在画面设置并监视主要控制回路的调节参数及过程、对主要仪表数据进行趋势记录、报警记录及联锁值的设定。
3.2.3OPC软件
OPC(用于过程控制的OLE)是一 个工业标准，基于微软的OLE(现在的ActiveX)、COM(部件对象模型)和DCOM(分布式部件对象模型)技术。OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。ActiveX/COM技术定义各种不同的软件部件如何交互使用和分享数据。不论过程中采用什么软件或设备，OPC为多种多样的过程控制设备之间进行通讯提供了公用的接口。
SYSMAC OPC Server是专用于OMRON系列PLC等设备的OPC软件，在该系统用于组态软件RSView32的数据接口，实现与PLC的数据交换。
3.2.4通 讯工具软件
FinsGateWay是OMRON系列PLC的通讯接口工具软件，主要用于计算机与PLC各种通讯网络之间的管理，并提供建立通讯的数据接口。在该系统中，其主要用于计算机和PLCControllerbbbb网的之间的通讯控制和数据管理，在其软件中可以对Controllerbbbb网卡——3G8F5-CLK21进行设定和服务启停控制。
3.2.5编程软件
CX-Programmer是OMRON公司PLC的软件编程、调试工具程序，其运行在bbbbbbs98\NT操作系统下，具有丰富、简捷的操作环境和强大的编程、调试功能。OMRON的SYSMACCS1系列PLC具有较丰富的指令系统，其包括继电器指令、定时器和计数器指令、计算指令(包括三角函数、指数、幂运算等)、数据转换、诊断、位移寄存器、比较、数据传送、程序控制和PID控制等指令。利用这些指令即可完成挤压机设备参数的数据采集和处理;顺序和逻辑联锁控制设备电机的启停;各个主要回路的PID调节控制等。
4结束语
该系统于2002年6月投入运行，经过数月的观察及控制参数的不断摸索后，设备运行稳定可靠，且在达到设备高产量时，也能够满足多种牌号产品的质量要求，大大**了生产效率，得到了良好的效果。