西门子6ES7223-1HF22-0XA8质量保障

西门子6ES7223-1HF22-0XA8质量保障

一、概述

　　近年来，我国的各个行业发展迅速，而配料这一工艺是很多传统行业中的重要环节，在配料中各称量设备只有达到一定精度才能保证配料的质量。

传统配料工艺中主要依靠工作经验进行调节，存在以下几方面的问题：

1、不能适时进行调节配比，生产效率较低。

2、由于缺少计量设备，人为影响因素较多，物料不能很好控制，浪费现象严重，生产成本大大**，不合格率较多，造成大量的废品。

3、由于物料的粉尘污染较严重，严重影响工人的身体健康。近几年来，工业过程自动化程度越来越高及人们对环保意识的增强，变频技术以其优异的性能，在国内外得以广泛应用。

二、系统的主要功能及特点

1、控制系统的主要功能

监控功能：对皮带称配料过程的瞬时**、日累计、月累计、年累计等参数进行检测和监视；

画面显示：通过计算机显示器可显示配料过程中有关控制参数的运行状况，以及显示实时配料曲线和表格；

打印管理：可随时打印配料报表，以便保存和查询；

通讯功能：工控机与PLC和仪表之间进行可进行双向数据及信息交换；

数据处理：系统可自动对采集的信号进行运算处理，并输出到相应的控制量；

控制功能：根据操作前相应的设定值，自动控制设备的正常运行，包括PID调节；

报警功能：上位机以画面方式和声光信号方式对各种参数超限或设备状态异常进行报警。

2、系统的主要特点

     在系统结构上采用中小型集散控制系统，实现了“分散控制，集中管理”，克服了“危险集中”的问题；

      上位机和下位机相对独立。具有手动、自动、半自动切换功能，联机时，彼此间按特定的协议互通信息，脱机时，单台秤可独立实现工艺闭环过程控制；

上位机远离操作现场，**了系统的稳定性，改善了操作员的工作环境；

      下位机选用可编程控制器，具有很强的抗干扰能力，编程简单易于掌握，能在恶劣的环境中长期可靠的运行；

      采用PID调节，**系统的配料精度，并能根据生产要求，设置佳的工作开关时序，较好的解决料头料尾问题，自动修改配料系统的物料配比；

三、系统的结构及工作原理

1、控制系统的总体构成及系统原理

1）系统结构

     本系统由一套PLC系统和一套上位机监控系统组成。PLC系统由硕人时代STEC系列控制器和仪表及通讯电缆组成，STEC控制器之间用以太网通讯，控制器还提供RS232、RS485接口和ADSL、GPRS、CDMA、光纤等通讯，上位机监控系统采用bbbbbbs操作系统，安装硕人时代SRDev2.0编程软件及HOMS5.0组态软件。

2）系统原理

上位机：对整个系统进行实时监控，画面显示和报表打印;

PLC：实现配料的自动控制;

配料仪表：用于配料的PID调节及瞬时**和累计**等参数的显示;

控制柜：用于系统的逻辑控制和供配电;

现场手操箱：用于现场单台设备的启停控制。

2、系统的运行方式：每一台配料称设手动，半自动，自动三种控制方式

　　　手动时，将现场控制箱和仪表箱的转换开关都打到手动位置，由现场控制箱上的启停按钮、电位器、频率表等实现控制，由称量仪表显示物料瞬时量及累积量。主要用于网络系统故障PLC控制系统发生故障或其它原因，需要进行手动检修试车工作情况下的应急操作。

　　　半自动时，将现场控制箱和仪表箱的转换开关都打到自动位置，由现场控制箱上的启停按钮、频率表、称重显示仪表等实现控制，可以通过称重仪表设定的配方自动调整配料量，显示物料瞬时量及累积量；也可通过现场的操作屏，设定配方来调配料量。主要用于不需要上位控制时，实现现场操作。

　　　全自动时，将仪表箱的转换开关打到联动位置，由上位机控制皮带的启停，动态显示各物料量、皮带运行状态、各种报警指示，各配料量由上位机根据工艺要求统一设定，可进行采集和处理各配料控制回路来的称量信号与开关量状态，实现整个系统的皮带秤给料、称量检测、料量调节，选择和切换料仓等配料过程的自动控制。此时现场手动控制系统不起作用，完全通过中控室进行操作。

3、自动运行系统的启动和停止

四种方式：顺序启动、顺序停止、紧急停止、启动

顺序启动:用于系统的初次启动或者顺序停止后的系统再启动，顺序启动功能可以控制参加配料的给料设备按照皮带的运行方向按一定的时间间隔依次启动，保证料头能够对齐。

顺序停止：用于希望长时间停车的场合，这样可以保证输送皮带上的物料都运送干净，使皮带处于物料状态，并且可以保证料尾对齐。

紧急停止：用于发生紧急情况所有参与配料的设备立即停止运行的场合。

启动：用于急停后的再启动，能够使系统在上一次的“断点”处接着往下运行，就像没有发生过任何事情一样。

注意：不能随便，无顺序的点击这四个按钮，必须按操作要求来操作。

4、物料量的控制

　　　当某种物料量所需配比确定后，将其作为设定值输入上位机，经网络传输给称重仪表。物料落到称重皮带上，其重量由称重传感器检测，取得物料**（测量值）的反馈电压信号到称量控制仪表并运算成为PV当前值，经PID运算再输出4～20mA控制信号至变频器，以此改变其U／F输出值，从而改变皮带速度来控制物料量的大小，实现自动配料。

      物料配比的控制：本系统给料任务以来自上位机的配比输入与计算进行控制为主，即将各种原料的工艺参数输入计算机，由计算机直接对各料种进行设定和配比协调。当上位机出现问题时，可以通过现场的操作面屏来实现自动控制。

     自动倒仓控制:同一种物料分别装于几个料仓中,在生产中只用到其中的部分料仓给料,要求在某一正在给料的料仓发生故障(无料、堵料、机械故障等)时,控制系统根据程序设定,自动启动一满足条件且没有参与配料的料仓给料系统。

      燃料**值的自动调整：设备顺停时，由于一种物料的总量随着料仓的逐个减少，这时，程序自动逐渐减少燃料的下料量，以保证原配比不变。

内容

·新的窑系统：原料处理、生料粉磨、旋风预热器、旋窑、篦冷机、熟料处理、水泥料仓。

·旧厂区整修：安装新的破碎机、整修熟料磨、生料磨。

客户目标

·更高的自动化程度。

·实现更多的集中式操作。

·图形化工程管理，而不是通过编程进行的工程管理，在线更改。

·与过程控制相隔离的办公室，可以随时共享信息。Net/std( 网络/ 标准) 办公产品( 即微软Excel)。

·在新窑生产线的繁重建设期间启动系统。

·易于扩充系统，无须干扰现存运营。

·始终遵从不断变化的使用需求。

西门子解决方案

·控制系统，带有远程ET200 I/O 的20 个中央PLC (AS400)。

·用于PLC/ 服务器/HMI 的工业以太网。

·用于从PLC 连接远程分站的Profibus。

·6 个服务器，8 个操作员工作站。

·1 台用于PDAS 系统的服务器。

·TAG >150,000； DI 12,000； DO 2,500； AI 1,000；AO：300。

·220 个组，120 个路由，350 个选择模块。

·810 台电机(E)，470 个阀门(V)，290 个节气门(K)。

·5400 个中间点，1275 个模拟信号， 95 个PID 闭环控制回路。

根据客户工艺要求因地适宜地为该系统选择了CAN总线解决方案，采用KINCO总线型控制器—K4PLC作为系统控制核心，采用KINCO智能伺服驱动器作为磨刀驱动电机，彻底解决了客户目前遇到的问题。

控制原理如下：

二、系统工艺要求

    随着工厂自动化水平要求的**，传统的玻璃磨边机已经不能满足客户的要求，迫切需要一种新的控制方式来对原有设备进行改良，客户对工艺提出更高的要求。该设备与普通的玻璃磨边机具有不同之处，主要体系如下:

1、能够通过HMI在线选择、修改所加工工件，且能在3S之内控制磨刀电机迅速运行到正确位置，这个位置必须是PLC自动实时计算HMI设置的数据得到的；

2、能够保存多组玻璃加工参数，在切换加工工件时，不需用户再输入参数，只需直接调用即可；

3、系统断电后，系统能够自动控制磨刀回到断电前的位置；

4、加工精度必须控制在±0.2mm；

5、HMI必须能够实时显示出故障、运行状态、实际位置等信息，以便操作人员清楚当前系统处于何种状态；

三、实现方法

   鉴于客户提出的工艺要求，我们根据佳的性价比原则为客户选择了CAN总线系统解决方案，该解决方案具有很强的灵活性和很高性价比，与传统方案的优势如下：

1、 节约布线成本，减少布线时间，减小出错机率

2、 减小施工难度，缩短施工周期

3、 降低系统总成本

4、 可靠性更高，抗干扰能力更强

5、 走线少、全数字信息交互

6、 信息量更大

7、 实时性更高

8、 可维护性更强

    对于该系统，我们正是充分的利用了这些优势，并充分发挥K4PLC的优点，为客户解决了工艺要求提出的问题，解决方法如下：

1、通过HMI上配方卡功能，实现对工件参数的修改、断电保存；

2、在HMI上选择好工件后，系统立即自动传递这些参数到K4 PLC，PLC将自动根据这些参数来计算左右磨刀伺服电机的位置，通过CAN总线传递这些位置数据到伺服驱动器去，伺服驱动器再接收到这些数据后，将立即驱动电机运行到相应位置，从而实现更换工件动作。因选择参数到终电机运行到位的时间需要控制在3S左右，PLC将自动根据位置数据和时间来计算伺服电机的运行速度，从而实现快速定位目的。

3、在切换工件时，操作人员只需通过HMI上配方下降按钮就能把所需加工工件参数下载到PLC,不需要重新输入。添加新工件时，操作人员只需一次性输入所有工件的所有参数即可，也可以调出这些参数进行修改，在保存到配方里面；

4、系统运行时，PLC通过CAN总线实时采集伺服电机的位置数据，上电之后PLC将把掉电前的数据发送到伺服驱动器，以控制电机返回到掉电前的位置。因CAN总线特有的数据传输机制，保证了伺服电机位置的实时性，避免了普通485通讯方式的延时问题；

5、采用智能型伺服驱动器及其CAN总线控制技术，PLC能够实时通过CAN总线监视伺服电机出现的故障，并在HMI上显示出来。PLC还可以监视伺服电机实际位置、实际速度等信息，采用CAN总线通讯技术具有方便、数据量大等特点，解决了传统485方式无法实现大数据量传输等难点；

6、采用CAN总线系解决统方案，避免了传统脉冲方向控制方式的编程量大、调试复杂、接线众多等技术问题，为客户节省了成本和时间，**了效率；

用PCC开放灵活的网络通信功能，为安徽某城市的污水管网提供了如下成功的数据采集/通信解决方案：

该系统由多个分布于城市各处的污水泵站和数据中心构成，各个泵站及数据中心站均布置了PCC进行现场的数据采集和数据存储，系统依靠灵活的网络通信方式，将各个泵站的液位，油温、油压及其他传感器的信息实时地传送到中心站，并且中心站可以实时、可靠的对泵站设备进行操控。系统结构图如下所示：

各个分站及中心站的PCC不仅具有数据采集和通信能力，可以对本地历史数据进行容量可设定的存储，以满足随后可能的数据追忆和复现要求。

上述系统采用无线宽带通信，空中数据传输带宽可达10Mbps，不仅可以实时传输控制信息，可以传输画面流畅的数字视频监控信息。

本系统所采用的无线宽带通信的主要技术指标如下：

- 工作频段：5.725GHz~5.825GHz

-信道带宽：20MHz

-发射功率：1w

-数据通信速率：10Mbps

-距离：内置天线：3.2Km

外接天线：16~32Km

-网络接口： 10/100 BaseT 半/全双工以太网

- 协议：Ipv4, UDP, TCP, ICMP, bbbnet, HTTP, FTP, SNMP,DES

-网络管理： HTTP，bbbnet，FTP，SNMP

- 电源：24VDC

-环境温度： -30~+55 摄氏度

-湿度：

-风力：190Km/小时

-体积：30cm x 8.6cm x 8.6cm

-总重量：3Kg

作为远程通信的备份方案，该系统还支持采用ADSL宽带进行数据传输的技术架构：

本系统中心站采用一套PCC作为“数据收集器”，将各个泵站的实时状态与控制信息映射到中心站本地，利于方便，可靠并且是标准地同上位计算机组态软件信息连成一体。本系统采用标准组态软件开发实时监控画面，操作监控直观、友好，通过PCC所提供的标准的OPC服务器程序，与PCC的过程数据连接，将所有现场数据、状态实时显示在组态画面上。

由于本系统采用了标准的面向以太网的通信技术，除上述两种实现介质以外，整个系统还可以架构在数字光纤宽带网络上，这对于日后系统随着城市规模的扩展，而选择方式灵活的网络结构扩展有着十分重要的继承意义。