6ES7223-1PL22-0XA8型号含义

6ES7223-1PL22-0XA8型号含义

1 引言
     从国内外的发展趋势上看，实现移动机的自动取料工作方式是必然的方向。为此，在大型取料机上增加HMI人机交互画面和部分硬件设备。对控制系统硬件线路和PLC的程序加以改进，便可以通过HMI进行参数设置、故障报警和屏幕操作，实现半自动取料功能，增强判断和处理故障的能力，降低劳动强度，大大tigao作业效率。

      2 取料机半自动取料特点
     生产中，操作人员将取料机手动定位至料堆切入处，通过操作台上的HMI人机界面设定取料数量、旋回区域和步进距离，切换至半自动取料模式，通过HMI半自动取料启动按钮，进行自动取料作业。由启动一侧旋回区域自动向另一侧旋回取料，到达旋回区域的另一侧后，走行自动按设定值进行寸动，到达要求的寸动距离后，作反向旋回运转，周而复始直到达到设定的取料数量。

      3系统组成
      整个控制系统由一套机载PLC和一台XBT型触摸屏组成。其中PLC主机采用QUANTUM系列140CPU11303；主要模块：1块CRP-93X-00，1块CRA-93X-00,4块DDI-841-00，2块DAI-740-00，2块DRA-840-00，1块AVI-030-00，1块AVO-020-00；触摸屏作为HMI人机界面，用作机器工作状态显示，报警信息的显示、复位，参数的设置及调整等，组态软件采用XBT-L1000。PLC主机采用ModBus工业通信协议与机载触摸屏进行数据交换。系统总图结构图（见图1）

图1系统总体结构

      3.1 采用MODBUS通讯协议
     HMI人机交互系统、PLC主站与分站之间的通讯方式、通讯协议和电气要求多种多样。有profibus、genis、rs232等。本系统将根据实际情况选用ModBus方式，充分满足系统开发和运行需要。
     取料机是现场移动大型设备，并且它的大车部分和旋臂部分来回频繁旋转，如果采用传统的控制方案，势必要铺设大量的控制和信号电缆，浪费大量的人力、物力，使系统复杂，大车部分和旋臂部分之间的电缆，由于旋转频繁还经常扭断，可靠性很差。考虑到实际情况本系统采用可靠的ModBus工业通信协议，取料机控制室的PLC主机和分站，用1根RG6同轴电缆连接起来进行通讯。这样可以降低成本，tigao系统的可靠性，使系统易于扩展。

   3.2智能检测装置
     为tigao设备性能以及实现机侧半自动取料的需要，在悬臂皮带侧增加一个皮带打滑装置，2个皮带检测跑偏装置，金属检测装置及一台电子称；在走行侧安装走行编码器及编码器接手，用于检测取料机走行位置，在料场两头各增加一套走行极限保护装置；旋回侧安装旋回编码器及接手装置；俯仰侧增加俯仰编码器及接手装置；操作室增加机侧手动取料方式/机侧半自动取料方式切换开关，一套UPS及一台施耐德触摸屏作为HMI界面。所有电气信号都将纳入PLC设备和HMI作为控制和监视使用。

      4软件设计
      4.1 PLC程序设计
     本系统采用Concept2.6软件进行程序设计，通过操作台上的选择开关,可以选择三种操作模式:手动、联动、自动。手动模式为检修作业模式，在这种模式下，操作人员通过操作台的选择开关、按钮可以单独运行某台设备，设备运行条件比较简单，除了一些基本的电机电气保护外，均不影响设备的运转，如皮带上的金检、打滑、跑偏等均不影响皮带的运转。
联动模式为正常作业时的取料模式，在这种模式下：皮带新增了打滑、跑偏保护，作业时会造成皮带停车。皮带新增了金属检测保护，作业时金属检测保护会造成皮带停车，操作人员必须捡出皮带上的金属后，在操作台上复位方可重新启动。新增触摸屏HMI上，操作人员可以看到设备的状态指示、报警指示、位置指示（旋回角度、走行位置、俯仰高度等）。旋回速度的控制采用4~20MA的模拟量控制,左旋和右旋各分为6档速度控制,操作人员通过旋回操作手柄的左旋、右旋、旋回减、旋回切控制回转。回转速度及方向在HMI上均有指示。新增一套电子称装置，HMI上有瞬时liuliang和累计量指示。当取料瞬时liuliang连续20s超过1200吨/小时，皮带启动蜂鸣器会响。联动取料流程图如图2所示。

 
图2  联动取料流程图

    4.2组态软件设计
     采用XBT-L1000工控软件编制，触摸屏作为HMI人机界面，用作设备工作状态显示、报警信息显示、参数设置、复位等。该监控组态软件的结构框图如图3所示。

图3监控组态软件框图

      （1） 人机参数设置界面
     控制、操作方便，能对系统被控设备进行实时控制，如启停设备、在线设置系统的某些工艺参数等，

      （2） 实时画面监视功能
用图形、数值实时地显示现场被控设备的运行情况以及状态参数，使生产操作人员快速了解整个系统主要的设备运行情况。
      （3）报警功能
     当参数超过设定范围后或设备发生故障时，可根据不同的需要发出不同等级的声光报警，屏幕显示报警信息，操作人员根据报警信息切换到相应监控画面，可以立即排除故障。

      5 结束语
     该系统具有节约投资、维护方便、性能稳定可靠等优点。实践证明本系统具有较强的抗干扰能力，操作简单方便。自投入使用后，其各项性能指标均满足了工艺设计要求，达到了预期使用效果，创造了良好的经济效益。

   1.用户资料及系统方案
①该隧道窑全长106米，共有43个温度采集点，14个温度控制区，采用开关信号控制助燃风电磁阀以此实现对烧嘴的燃烧控制。

②该窑共有76点开关量信号（39入37出），58路模拟量信号（55入，3出）。

③用三台变频器风机分别控制排烟压力，助燃压力和急冷温度，还有其他一些辅助控制，比如气幕，推车，抽热，缓冷控制等，并且该窑所有电机都是热备连锁。

     如此多的I/O，A/D信号如果采用进口PLC及A/D模块将会给系统成本带来很大压力。如果采用原有现场仪表和计算机控制系统将会使系统的稳定性，可维护性和可操作性大打折扣。基于以上分析，控制部分采用了科威第二代现场总线产品,选用了10台科威自产的第二代现场总线模块,分别是2台40点开关量PLC EASY-M2416R，5台24点混合型PLC EASY–M0808R-A44NB和2台热电偶型AD1216A模块，一台0-10V型AD1216模块。由于CAN总线技术及嵌入式PLC芯片组技术的应用,系统中的10台设备既能集中控制又能分散协作，主PLC除处理CAN网络通讯及与上位PC机通讯外还与一台40点EASY-M2416PLC一起处理开关量信号。整个系统的运行状态通过人机界面（HITECH PW3261）监视，预留了中控PC接口。

   2.科威EASY-M0808-A44NB混和型PLC在系统中的应用
     系统中采用了五台科威混和型PLC，其基本参数为16点开关量I/O（8I，8O），8点模拟量A/D，4AI（0-55mv）,4DO(0-20ma)其中四台用来控制14组控温区，每一组控温区分别对应有1路K,S或者B分度热电偶mvAD输入信号，两路燃气阀正，反转开关量输出信号。一台混合型PLC控制三台变频器,即两路排烟、助燃压力,一路急冷温度.系统中EASY-M0808-A44NB的输入信号有两类：热电偶0-50MV温度信号和0-20MA，量程-50—0KPA，0-50KPA压力信号。所有模拟量输入后经过PID运算，输出信号分别为每路燃气阀正反转开关量信号和4-20MA变频器控制信号。由上可知这五台混合型PLC的输入，输出信号类型多样，既有K，S，B分度热电偶mv信号，也有不同量程的压力ma信号，既有开关量，也有模拟量输出信号。下面就来介绍这款产品对以上信号的适应及控制功能的实现。

   由于EASY–M0808R-A44NB是建立在高速CAN总线和公司自主研发的嵌入式PLC芯片组技术的应用基础之上，产品除了具有CAN总线连网功能外还具有梯形图编程设置功能。产品在底层编程设计时留有功能函数接口和系统控制字，用户可以结合自己工艺及设备要求通过对输入输出口串并联电阻及用梯形图编程来设置AI，DO为0-10V，4-20ma等标准信号，从而可以适应大多数传感器，执行器的输入输出要求。对于该窑温度控制，由于可以输入各通道分度号及温度---毫伏非线性表使得EASY-A44NB不仅适用常见的K，S，B分度热电偶，也可适用于其他一些不常用分度热电偶，比如T分度等。对于该窑压力信号通过对零点，量程设置及调用线性转换程序也满足了其不同量程的输入，输出要求。

     结合梯形图PID及顺控，功能指令使得这台混合型PLC在各类型，各量程的模拟量信号控制中大显身手，并且其价格只相当于一台控制仪表，从而可以向下兼容覆盖部分控制仪表市场，增加了其广泛实用性和性价比。据调查在一款控制产品上集成如此多的功能在尚属空白。

当宝马进入精耕细作时代，这个老牌豪华车厂商前进的步伐恰恰成为中国豪华车市场的风向标。作为宝马认定的未来15年全新自动化技术的全球供应商，西门子毫无疑问是宝马在中国的新战略下可靠的合作伙伴。这个“可靠的合作伙伴”为普通中国消费者知之甚少，却或许是商业们想弄明白、政策制定者乐于见到的成就宝马地位的重要支撑。 

中国汽车市场超高速增长的好日子结束了，这已是所有汽车厂商的共识。近两年，整个汽车市场一直处于“微增长”时代，在豪华车领域，其增速也从去年其增速也从去年下半年开始放缓。如何赋予品牌新的价值，寻找到更多利润增长点，越来越成为豪华车品牌重点思考的问题。 

从1994年正式进入中国到2012年的18年间，宝马在中国销量增长超过400倍。但在庆祝其合资公司华晨宝马成立十周年的这个老牌豪华车厂商又面临了新的挑战。它不仅要继续在诸多豪华汽车品牌的激烈竞争中厮杀，还得应对前赴后继的后来者的冲击。这些打算对中国市场发起新一轮进攻的豪华车品牌都公布了雄心勃勃的国产计划。越来越成熟的中国消费者对豪华车的需求也逐渐开始多元化。未来中国豪车市场竞争由此升级。 

为了赢得竞争，宝马打算在中国市场精耕细作，“把新、好的产品、技术和服务带到中国”。其在沈阳投建的第二个工厂——华晨宝马铁西工厂是为此进行的重要布局华晨宝马铁西工厂是为此进行的重要布局。

 
西门子为华晨宝马铁西工厂设计并安装的翻转工位

宝马的目的是让铁西工厂成为其全球先进的工厂之一。为此，铁西工厂引入了德国宝马和西门子以及众多国际供应商联合开发的工厂建设L7标准，这是宝马集团高效生产的高标准之一，基于西门子的控制架构开发而成。 

作为宝马集团全球先进工厂之一的铁西工厂，全面应用西门子全集成自动化（TIA，Totally IntegratedAutomation）解决方案，在Simatic Manager集成环境下使用了可编程控制器（PLC，ProgrammableLogic Controller）编程软件STEP7、配合西门子LIS超宽带实时定位识别系统，且集成了PROFIsafe安全技术解决方案。制造过程的通讯采用Profinet网络传输，底层执行器和中间控制器也主要由西门子提供，如：SimaticS7控制器、Sinamics驱动产品等。 

铁西工厂在电气和机械设备的选择上也遵循宝马全球标准，就需要自动化系统具备极高的开放程度与可靠性。事实上，西门子是目前世界上唯一一家能够覆盖从产品设计到生产整个价值链的供应商。 

“宝马有很多自己定制的生产系统，这就要求设备方给我们很大的支持，西门子做了很多工作。”宝马总装设备规划部一位对西门子电气设备颇为熟悉的负责人说，“西门子设备的兼容性本身就很好，软件非常开放，的确是基于客户需求在做自动化集成，让我们有充分自由选择的空间。” 

西门子的TIA概念在其中得到了完美展现。TIA是西门子在1996年提出来的概念，并且随后在软硬件上不断推陈出新。这个概念的目的是让工业自动化从局部走向整合，通过统一的数据管理、通讯、组态和编程环境让自动化设备与系统无缝连接，既缩短了工程时间、tigao生产效率，还降低了设备运转和维修的成本。 

耗资15亿欧元，占地面积2.07平方公里的铁西工厂，拥有冲压、车身、涂装和总装四大完整的汽车制造工艺。总装车间是工厂的后一道关口，将发动机以及传动系统、内饰和仪表板、座椅等所有的其他附件装配到涂装完成的车身上，使其成为一辆名副其实的汽车，对汽车质量和产量都起着至关重要的作用。与其他车间相比，总装车间更需要在生产上分秒必争，对设备运行率的要求更高。 

走进总装车间，基于TIA概念的西门子产品“无处不在”。西门子先进的设备、解决方案和的服务能够保证设备运行率达到99%以上，稳定运行的生产线有利于实现宝马对质量和效率的不懈追求。 

西门子是电子电气工程领域的企业，设备的稳定性在铁西工厂一期建设中表现出色。通过一期建设实践中的优胜劣汰，西门子成功竞标成为总装车间二期工程的总承包商。铁西工厂二期建设的目标是把产量从15台/小时tigao到30台/小时。为了实现这个目标，让人工与机器有机结合，缩短每条生产线上的节拍时间，是西门子在二期建设中对总装车间的改造方向之一。 

在总装车间的合车工位，车身与底盘及动力总成结合在一起。西门子将合车工位从原来的1个人工工位细化成12个工位。其中，只有4个工位需要配备工人，其余全部是自动化完成。而每个螺丝的拧紧程度都被电脑录入系统并保存直到车辆报废，确保每一项数据都是可追溯的。在新的设计下，车身与底盘及动力总成的结合可以按照流水线的方式连续进行，减少了部件的等待时间。 

总装车间承担的另一个重任是通过生产的灵活性来配合宝马对中国市场的精耕细作。今年5月，华晨宝马在中国正式启动BMW专属定制服务，应用于BMW5系车型，年内推广到BMW 3系和X1上。 

全新BMW3系标准轴距、长轴距和X1都是铁西工厂目前生产的车型。为客户提供专属定制服务，意味着工厂要实现订单式生产，这也是当前汽车行业的一个发展趋势。所谓订单式生产，基本的做法是根据经销商获得的订单，在工厂“按需生产”，从而很好地控制库存。随着消费者个性化需求的增加，订单式生产又成为汽车厂家营销的新武器——用户可以根据自己的喜好选择车型甚至车辆的配置，工厂再根据订单实际要求进行相应的生产。 

宝马的终目标是将铁西工厂打造成一个全球生产灵活性高的工厂，使其一个生产线能生产多个车型。 

其中蕴含的挑战是，如何通过有效的生产组织和物流运送，保证每辆汽车生产时的jingque性和稳定性，在适当的时间将适当型号的设备输送到适当的车辆。在西门子TIA概念的支持下，这些挑战在总装车间都得到了有效解决。 

有了西门子LIS识别系统的辅助，总装车间取消了原来专门用于扫描车辆条形码的工位。车辆每到一个工位，车型、车辆识别码（VIN，VehicleIdentificationNumber）、根据车辆的不同配置需要装配的各种零件等信息会自动显示在工位前方的操作屏上，甚至会自动提供图片及装配辅助指令直接引导工人完成相应工作。 

“立体仓库”则是二期建设中西门子对总装车间进行的改造项目之一，全部应用西门子PLC来完成。该系统在不需要人工干预的情况下，针对不同车型，可以从仓库调出所需要的动力总成托盘排成相应的生产序列，为工人操作提供具体支持。这在很大幅度上降低了工人装错零部件或者装的零部件不达标的风险，不但tigao了生产效率，更保证了车辆的质量。

 
电动单轨系统（EMS）使用西门子电气产品控制，而该EMS小车由西门子工自动化工程有限公司（SFAE）设计并建造

在总装车间灵活生产上发挥重要作用的还有西门子提供的基于SimaticS7-400自动化系统的解决方案。这个系统所具有的模板扩展和配置功能，使其能够按照不同的需求灵活组合。以合车步骤为例，按照西门子工厂自动化工程有限公司（SFAE）汽车项目组项目经理裘骁峰的说法，“只要把车型输进去，需要的轴距就可自动调整，jingque度可以达到0.5毫米以内”。在中国市场，由于本土消费者对于后排舒适度的关注，推出标准轴距和加长轴距的同款车型已经成为汽车厂商们的重要卖点。西门子SiamticS7-400系统在车辆轴距选择上的灵活性，对宝马的价值不言而喻。 

走在明亮、洁净的厂房里，你除了会不断颠覆对“工厂”和“车间”的传统理解，还很难忽略那些“飞在头上”和“走在身边”的车身。整个车间分为两层，合理利用了空中和地面物流的空间优势，可以让零部件和预装模块尽可能通过短的路线输送到生产线上。 

为了让物流传送更稳定快捷，西门子充分发挥本地研发的创新能力，减少机械设备的能源消耗，加快了新车上市的速度。 

“以前车身输送运行轨迹是笔直向上，上升到一定高度往前平移，再向上，这样不仅速度慢，还容易对机器造成磨损，”裘骁峰回忆说，“我们就提出了车身输送控制系统运行轨迹优化的方案，把运动控制的路线改成斜着向上走，有效缩短了运转时间。西门子在中国其他汽车厂商的生产线建设中，都会以此为参照模板来做。”

 
在合车工位，车身与底盘及动力总成结合在一起

由于生产的特殊性，总装车间是铁西工厂工人数量多的车间，目前有2000多名工人。拥有C型钳的翻转工位是总装车间的另一大特色。这也是国内条翻转工位生产线，全部吊具由西门子在上海建造、测试后运输到铁西工厂完成安装与调试。车身能够翻转，汽车的底盘装配就可以通过流水线来完成，改变了以往必须在一个工位完成所有底盘装配的传统方式，有效tigao了生产效率。翻转工位在设计时还充分考虑了人体工程学原理，使不同身高的员工在安装不同部件时，能够选择自己省力、舒适的工作姿势。 

就像总装车间高效稳定的生产必须依靠每个一线工人良好的工作状态，西门子TIA在实际执行过程的出色表现也需要每个现场支持人员发挥高水平的职业素养。身为项目经理，裘骁峰每天至少要在总装车间走满7到8圈。这样做的目的一方面是及时发现和处理现场问题，另一方面也是为了拜访客户，倾听他们的建议和意见。为了保证每天都能及时了解现场和客户反馈，裘骁峰的休息时间经常花在了练竞走上。“作为一个好的现场管理者一定要有很好的体能。”他解释说。 

在总装车间的二期建设中，经常把休息时间用在服务客户上的西门子员工还不只有裘骁峰。由于二期建设是一个改造项目，必须在不影响总装车间正常生产的前提下进行。这就意味着，西门子的员工必须利用周日或者节假日这样的工厂休息时间，完成项目改造。正是的技术和产品以及人员相结合，才终塑造出西门子“可信赖的合作伙伴”形象。而作为宝马认定的未来15 年全新自动化技术全球供应商，西门子毫无疑问是宝马在中国精耕细作时重要的合作伙伴之一。 

中国汽车市场增速明显放缓，并终将回归理性低速增长，宝马依然在此寄予厚望。据麦肯锡预测，中国早将在2016年取代美国成为全球大豪华车市场，到2020年预计将超越欧洲市场。而不管是宝马还是大众、奔驰，这些为消费者熟知的汽车公司在中国攻城略地的背后，其实都离不开西门子这样可信赖的核心伙伴。(end)