6ES7223-1BF22-0XA8质量保障

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　我们能够为挤出机，挤出生产线及其辅机设备提供先进完备的控制方案，以帮助用户提高对生产过程的管理与控制。
　　　　此方案中的控制部分采用先进的SIMATICS7－300可编程序控制器，其强大的控制功能以及灵活的模块化结构可以满足各种类型挤出设备的控制；人机介面采用SIMATICOP37操作面板，大屏幕彩色液晶显示以及用户定义的人机操作键盘，可以方便地对整个设备进行监视及操纵；调速部分采用MICRO/MIDIMASTER变频调速装置，利用及优越的矢量控制性能，可以确保挤出设备各部分运行的平稳与同步。
　　
　　图：异型材管材挤出生产线功能结构图
　　
　　挤出机控制系统的主要控制功能概括如下：
　　
　　1.主机及机头温度控制(加热/冷却控制)，可显示温度变化实时曲线及历史曲线，并可选择监视各加热区的加热电流
　　2.熔体压力监控，可显示压力变化实时曲线及历史曲线
　　3.可实现机头压力闭环控制以确保制品质量
　　4.熔体温度的监视，可显示温度变化实时曲线及历史曲线，并可设定熔体温度的报警范围
　　4.主机及辅机转速的设定、监视、控制及各电机转速的同步控制，并可实现速度闭环控制
　　5.可显示各电机转速及扭矩的实时曲线及历史曲线
　　6.主机及辅机电机负载电流的监视及过载报警
　　7.可存储1000套工艺参数配方
　　8.故障报警功能，可显示故障原因、故障位置、故障发生时间及故障排除方法，并可存储500条历史报警记录
　　9.设备使用及维护提示
　　10.生产计划，统计管理
　　11.多条生产线联网，集中管理

1 引言
信息技术和光机电一体化技术等高新技术的发展有力地促进橡胶工业技术进步。利用高新技术改造传统橡胶工业，生产技术向高新技术发展，是建设橡胶工业强国的必由之路。目前，橡胶工业仍是手工操作比较多的一个产业，特别是轮胎、胶鞋等部件比较多的产品，仅成型就有十几道工序，劳动强度大，生产效率低，严重影响了橡胶工业的发展。工业发达国家都把橡胶产品的成型工序为重点,通过计算机技术、光机电一体化技术和机器人技术，实现自动化生产方面取得了重大发展。

2 连续硫化生产工艺控制

2.1 硫化成型

硫化成型是橡胶加工的重要工艺。为改善橡胶制品的性能，生产上要对生橡胶进行一系列加工过程，在一定条件下，使胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，使从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等等优良性能。这个过程称为橡胶硫化。一般将硫化过程分为四个阶段，诱导－预硫－正硫化－过硫。为实现这一反应，必须外加能量使之达到一定的硫化温度，让橡胶保温在该硫化温度范围内完成全部硫化反应。

2.2连续硫化工艺控制

（1）微波橡胶硫化设备及生产工艺。带骨架的橡胶制品微波橡胶硫化的基本工艺流程为：从挤出机挤出的成型品通过输送带或辊道传送，进入微波硫化装置，在此处橡胶迅速升温到硫化温度，进入二次硫化的热风槽保温完成该产品的发泡及硫化过程。微波橡胶硫化生产线的组成包括放线设备、挤出机、高温定型设备、微波硫化设备、热风硫化设备、冷却段、牵引机、裁断机、打孔机等组成。
（2）工艺传动控制。放线设备及放线张力控制后,由预成型辊轮架穿过并加热,被挤塑机挤出的橡胶材料覆盖外套；覆盖了橡胶外套的线材,进入生产线主速牵引装置,经过高温硫化由变频器控制每分钟的生产速度，再经由履带辅助牵引进入后处理阶段；在芯金折断和成型装置,经过张力架检测张力作为张力反馈,速度由主速给定,匀速恒定张力的送线,经计米器控制后切割成型；在整条生产线上,主牵引和辅助牵引控制系统工作在速度方式：包括高温处理，微波硫化，后加热速度串联同步；并且要求各级可以微调并后级同步调整。而钢带放线和成型控制系统工作在恒转矩方式;在速度方式引起的转矩波动被转矩控制系统控制,相互配合以保证速度和张力的恒定。

3 变频器同步传动系统

3.1 同步传动系统原理设计

在整条生产线上,主牵引和辅助牵引控制系统工作在速度方式：包括高温处理，微波硫化，后加热速度串联同步；并且要求各级可以微调并后级同步调整，速度同步问题解决方案如图1所示。

配置设计：3台5.7寸1711STNHITECH海泰克触摸屏；1台DVP12SA台达PLC；4台VFD007B43A变频器。

此配置只涉及生产线四台变频器同步。整个生产线控制有三台人机，4台变频器，四台变频器频率控制水线，分成四段控制，项目主要利用台达通讯的便利性，用通讯的方式，随时随地读变频器的频率，只要发现其中一台变频器频率有变化，会根据一定的比例，后续几台变频器跟着变化，以便处理四段速度的同步以控制张力，而三台人机组成主从，安装在每一个工作段,每一台人机的界面做成完全一样，操作的时候，可以在任意一台触摸屏上操作，以方便操作工人的操作。原先客户用过通过人机UP/DOWN的方式进行微调，客户反映不是比较方便，用过台达四路同步控制器，客户此次的要求，需要在人机上设主频、比例的关系，而此次人机经销商选用的是HITECH人机，而其HITECH人机只有两个通讯口，而其通讯口都已被占用，故无法使用同步控制器。

图1 速度同步问题解决方案

3.2 同步控制要求分析

四台变频器，当其中一台变频器频率有改动时（通过模拟量改动，或者主频、比例给定）有改动时，那后续的几台变频器就会自动改正频率，以保证同步。当有两台以上变频器频率通过模拟量微调或者通过人机改变比例、主速时，那以前一台为准，后续几台的频率值修改都必须屏蔽掉，例如现场有两个操作工修改第二台、第三台变频器的模拟量进行微调频率，那频率修改值以第二台为基准。

3.3 流水线传动关系设计

（1）变频器频率设置来源：变频器主频（通讯设置）+0--10V模拟量叠加。

（2）变频器的同步关系：台频率值=主速设置（通过人机设定）+台模拟量辅频设置（通过模拟量设定）。

（3）第二台频率值=台频率值*比例一（通过人机设定）+第二台模拟量辅频设置（通过模拟量设定）。

（4）第三台频率值=第二台频率值*比例二（通过人机设定）+第三台模拟量辅频设置（通过模拟量设定）

（5）第四台频率值=第三台频率值*比例三（通过人机设定）+第四台模拟量辅频设置（通过模拟量设定）。

3.4 编程难点

频率值是主频与模拟量辅频设置，在现场模拟量辅频何时改变是不可知的，编写程序时必须每时每刻都要读频率来了解现场变频器频率值变化，频率读好后还要根据频率变化根据比例计算后，计算出的频率值自动的靠通讯写给相应的变频器。因为是每时每刻的在读频率，频率给定有两个来源，那难点在于何时把写好的比较值，给寄存器，再用此频率值与读的频率比较，当作参考值。原先想运用A/D、D/A模拟量接口信号，这样写程序更简单，因为现场生产流水线过长（有五六十米长），微调的模拟量必须紧靠每一个工位，布线现状困难，在这么长的线路上模拟量会有很大的衰减和干扰，靠通讯的方式会相对比较好一些，故采用完全用通讯的方式来解决客户同步的要求，相对的程序要求编写会比较复杂一些，特别是何时在给比较值参考，怎么样屏蔽后几台频率变化的问题。

3.5 编程思路

（1）模拟量发生变化时。所有变频器频率读一遍后（d190—d197），频率发生变化（模拟量改变时），并且这种频率变化持续两秒钟，置位m10，且触发m1—m3，计算相应的频率（频率值放至d2000--d2007），开始写频率，写完后，定时100毫秒，又开始读频率，读一遍后，触发m16，把值记下来（D590—d597），又开始周而复始的读频率。

（2）比例值发生变化时（m100 m101 m102m103）主速修改时（m100置位），置位m10，先写台变频器频率，写完后，定时100ms置位m17，读一遍频率，触发m18，后根据台读出的实际频率，根据相应的比例值（d550—d555）,再触发m10，再写一遍频率，写完后，定时100ms后，再读一遍频率，读完后频率后触发m16，把值记下来。

比例修改时（m101 m102m103置位）修改时，根据读出来的值根据比例计算相应的频率（频率值放至d2000--d2007），开始写频率，写完后，定时100毫秒，又开始读频率，读一遍后，触发m16，把值记下来（D590—d597），又开始周而复始的读频率。

比例值：D550、d552、d554；频率值：D2000、d2002、D2004、d2006。

3.6调试过程遇到的问题与解决

调试过程中遇到的主要问题是通讯读写过程中，因为读多台变频器参数，写多台变频器，都是在自动读写，为了尽量缩短读写程序的容量，在写程序时，都运用了变量来切换站号，因为台达底层程序的问题，会发生读上来的数据偶尔错位，因为以前都是给通讯要求不是很高的场合作通讯，数据瞬间错位，对设备没有影响，它不是经常出现，一般都是隔几个小时才会出现错位且瞬间马上复位，在要求不高的现场一般都不太会注意。

这次因为几台变频器一直在读，读好后通过比较如有发现频率有改变，就马上要把频率计算出来以后，自动写给其他变频器，以保持同步，故它是不容有读错的情况，否则马上就会飞车，出现无法运行的情况。故在连续试验后，发现通讯读写时，程序一定得加上通讯读上来后把区分数据存起来，必须加上通讯回复过来的数据为条件（要把D1070、D1071都用上）。

　自动化立体仓库是近年来国内外发展迅速并得到越来越广泛应用的一种新型仓储方式。是一种功能多、规模大、利用率高的物资配送中心，广泛应用于大型仓库，能按照编制的入库单/出库单自动地把物件从仓库入口搬运到目的货位或从指定货位把物件搬运到仓库出口处。巷道堆垛机、输送机、传输车是立体仓库中用于搬运和存取货物的关键设备，巷道堆垛机在高层固定货架巷道中运行，入库时输送机输送货物到传输车，传输车将货物送到堆垛机，出库整个控制系统的工作效率、可靠性及稳定性等的优劣在自动化立体仓库系统中起着至关重要的作用。实现控制任务的方案较多，如继电器控制、单片机控制、PLC控制等。由于可编程控制器(PLC)具有的高可靠性、高扩展性，逐步成为自动化立体仓库控制中的，应用越来越多。

　　　基于南大傲拓公司NA系列PLC的堆垛机自动化解决方案，成为堆垛机控制的产品之一。

如何以NA400系列PLC打造立体仓库控制系统

　　　目前，立体仓库控制系统的结构基本上以面向网络为基础，属于典型的分布式控制系统，上位机采用高性能的微机、工作站、服务器，NA400PLC一般配置分布式IO，与上位机通讯可以采用红外、数传、现场总线等方式，由此构成一个完整的堆垛机自动化PLC控制系统。

典型配置

　　　某大型饮料生产厂的立体仓库巷道长120米，巷道两边为高层货架，货架每排60列、8层，一排货架共400个货位，有8个巷道。配置8台堆垛机，1台输送车，8台输送机。堆垛机从出口或入口开始在巷道中前后运动，升降机构沿立柱可上下运动到目的货位，货叉结构开始抓取货物、推入货物到目的货位、卸下货物、货叉收回到原位的顺序，完成存放货物任务。完成取出货物任务。为了提高入出库效率，采用PLC自动控制方式。

　　　本系统采用17套NA400PLC与一台监控上位机组成一个控制系统。考虑到堆垛机在巷道中的运动控制，每套堆垛机PLC及上位机可以各增加一套数传电台模块，组建数传电台无线通讯网路或者增加无线以太网设备，组建无线以太网络，也可以通过红外方式组建网络。

系统结构图如下：

　水制备系统包括纯化水处理（二级反渗透）和注射水制备系统。随着科学的发展与进步，人们对水（包括医用水和饮用水）的要求也越来越高。近几年净水及制水设备的更新和改造的步伐发展非常快，为了得到合格的纯化水，对水处理设备的自动化要求也越来越高。本文介绍一个以软PLC为主站、S7200系列的PLC为从站的全自动水制备控制系统，是西门子WinAC和Profibus现场总线在纯化水处理和制备领域中的应用。
　　
　　
　　
　　
　　
　　

经常使用西门子S7300/400的朋友都知道，一般传统的MPI连接方式是采用西门子PC适配器或者CP5611，进行Step7程序下载，组态软件通过其与PLC进行数据通讯。西门子PC适配器，是采用串口或者usb口的方式，通讯距离受到很大局限。并且PC如果要与西门子PLC通过以太网进行通讯，需要增加西门子专门的以太网PLC通讯模块（如CP343）和西门子NET软件。特别是对于那些已经使用MPI通讯的项目改造，用户不仅仅需要购买西门子以太网通讯模块，还要考虑柜内槽位和接线问题，还要对PLC程序和上位机监控软件进行修改，工作量是比较大的，也存在修改是否正确等问题。
　　针对以上提出的问题，我们提出一个全新的解决方案，使用德国HILSCHER的NETbbbb转换器可以轻松通过以太网连接西门子PLC，进行Step7程序下载，并实现组态软件与PLC之间进行以太网数据通讯，并且不需要对原有PLC程序和上位组态软件进行任何修改，极大地提高了工作效率，其良好的性价比无论对终用户还是系统集成商而言都是选择。
　　
　　一、产品简介
　　 netbbbb具有MPI接口和10/100MBit/s以太网接口，是连接PC与PLC的紧凑型以太网网关。其结构是固定在DSub连接器外壳中，能够直接接到设备的MPI插头，通过一根3米长的以太网电缆，再连接到交换机、Hub或PC上。供电电源是直接由MPI插头提供。
　　

　　
　　
　　二、特点：
　　1、通过以太网连接西门子S7-300/S7-400；
　　2、易于使用且支持远程下载；
　　3、紧凑型；
　　4、；
　　5、在PC端与NETbbbb通讯方式主要有三种：
　　a. 直接使用IBHNET驱动；
　　b. 使用SYCON软件进行配置，提供TCP/UDP IP驱动协议进行二次开发；
　　c.直接提供API函数进行二次开发。
　　三、配置步骤（以直接使用IBHNET驱动为例）
　　以下与西门子S7-300 CPU通讯为例，详细说明如何使用NETbbbb产品。
　　此例所使用到的硬件和软件:
　　 设备 说明 制造商
　　1 S7-300 PLC Siemens
　　2 电源 24V DC 任意
　　3 netbbbb Hilscher
　　4 PC bbbbbbs2000/XP 任意
　　5 Hub/Switch 任意
　　6 网线 通用网线即可 任意
　　7 STEP7 Siemens
　　8 IBH Driver IBH
　　9 Pcauto 力控
　　
　　硬件设置：
　　将转换模块的RJ-45接口连接至交换机、Hub或PC，MPI接口连接至PLC的MPI口上即可。
　　

　　
　　
　　软件设置：
　　1、 打开“控制面板”，找到“设置PG/PC接口”；
　　

　　
　　2、 双击打开如下对话框，或者启动“STEP 7”，选择菜单栏上的“Options”－>“Set PG/PCInterface”命令也可以打开如下对话框；
　　

　　
　　3、在弹出的对话框中选中“IBHNet(MPI)”，单击“Properties…”按钮，打开如下对话框；
　　

　　4、 单击“IBH network settings”按钮，打开如下对话框；
　　

　　5、 单击“New station”按钮创建一个新站，并如下图配置该站参数；
　　

　　6、 确定相应的参数设置正确，单击“OK”按钮，完成配置并关闭此窗口。如下图所示，在列表框中出现新建的站名；
　　

　　7、 单击“S7 IBHbbbb ”按钮，打开如下图所示对话框；
　　

　　8、选中列表单击“Settings”按钮，打开如下对话框，在这里的“IP－Address”配置转换模块自带的网卡IP等参数（和连接站的IP一致），及Profibus参数（通讯速率建议使用187.5kbit/s）；
　　

　　9、 单击“Savepermanently”按钮完成配置，并自动将配置结果下载到转换模块的存储器中。将弹出如下所示的提示框，如果确定配置正确单击“是”配置文件即可下载。
　　

　　10、 下载成功后转换模块上将有一黄色和一绿色指示灯不断闪烁，表示设置成功。
　　四、通讯测试
　　完成配置后使用STEP7及组态软件与PLC的通讯将和使用PCAdapter、CP5611与PLC的通讯完全一样。以下通过STEP7 和力控组态软件为例进行测试。
　　STEP 7中测试：
　　1、 使用STEP 7，创建一个工程，编写一个简单的小程序，通过m0.0输入，从Q0.0输出。
　　2、 编程并把这个工程下载到PLC中，如下图所示；
　　

　　3、 选择“PLC“－>“Monitor/Modify Variables”命令；打开“Var －@Variabletable”窗口，看到地址状态如下图所示表示通讯正常；
　　

　　力控组态软件测试：
　　1、使用力控创建一个项目，I/O设备选择“PLC”—>“SIEMENS(西门子)”－>“S7－300/400(MPI)”，配置I/O设备驱动，如下图所示；
　　

　　
　　2、单击“下一步”，配置参数如下图所示；
　　

　　
　　3、运行力控，查看I/O Server运行状态，如下图所示表示通讯正常；