6ES7277-0AA22-0XA0传授代理
客户收益：
- 基于以太网 TCP/IP 的分布式架构为企业提供大限度的开放性和透明度
- 创新与可扩展的以太网技术可以简化通讯架构，并可以实现从工厂级到企业级通讯的无缝集成
- 开放的以太网技术提供了延长采矿设施服务年限所需的可扩展性与灵活性
解决方案架构
主要特性
开放性与互联：
- 对所有主要工业现场总线开放，可集成相关仪表、电机控制、电力系统和现场专用设备
- 透明的以太网 TCP/IP技术允许整个厂区访问所有设备（进行组态、数据管理与维护等）
- 施耐德电气解决方案提供了强大的电力与控制系统，并集成了多种工程应用工具
我们以强大的控制系统为平台，满足采矿用户的关键需求：
- 选用同类高性能的控制设备以实现高可用性（冗余系统）
- 具备高端过程控制功能与运算功能（无需借助外部工具就能实现专用功能）
- 支持对实际操作进行无风险的过程仿真功能（离线），节省新建项目与改扩建项目的调试与维护成本
- 灵活的编程语言，满足各种不同变成习惯与需求
针对工艺流程的分布式系统架构：
-我们的设计与应用程序生成软件工具为过程类应用提供了唯一的数据库，包含项目中所有控制器和监控系统的信息，从而确保了项目数据的一致性以及控制系统（PLC）和监控系统（SCADA）之间的无缝集成
- 可以按照实际的工艺流程来组织应用程序，打造一个真正灵活、开放的分布式控制系统环境
强大的监控可视化功能：
- 监控系统实现对运行和采矿全过程的完全可视化，操作者可以通过所有系统与变量的图形视图在时间作出合理决策
集群技术：
- 提供涵盖现有控制系统的无缝操作视图
- 提供组合控制功能（包括报警、报表和趋势），通过本地方式控制过程，并由中央备用服务器提供支持
- 只需向控制系统增加一个新服务器，就可以满足额外的工艺扩展需求
- 合理划分控制系统与工艺过程，确保一个单元发生的变化不会影响其他单元
- 使用集群交换功能，在彼此匹配的系统之间重复利用图形页面，或者进行模拟与重复操作
可靠的环境：
- 图形页面自动刷新，无需重新载入
- 报警、趋势和报表自动刷新，无需客户端重启
- 只需单步操作即可在所有系统上完成变更
更高性能：
- 增加了网络故障容错功能
- 为备用通讯路径提供优先级，增强通讯控制功能
- 只在变量发生变化时进行数据扫描，极大减轻通信负荷
- 简化了用户操作记录功能
- 支持虚拟机环境
客户需求：
- 矿业是一个非常复杂、多元的产业，涉及数千种不同的生产过程 -如何有效地管理各个过程与系统，需要将生产过程中产生的过程数据以实时互动的方式传递给现场设备操作人员和生产管理人员，从而确保高的生产能力
客户收益：
-选用同类高性能的控制设备以实现高可用性
- 具备高端过程控制功能和高端运算功能，而无需外部工具
- 支持对实际操作进行无风险的过程仿真功能（离线），节省新建项目与改扩建
- 项目的调试与维护成本
- 灵活的编程语言，满足各种不同变成习惯与需求
独特之处：
- 施耐德电气解决方案提供功能强大的控制系统和集成的工程设计与组态工具
- 以强大的控制系统为平台，满足采矿用户的关键需求
解决方案架构
该矿业生产过程控制系统架构整合了各个系统，使得生产过程控制更加简便
主要特性
基于以太网TCP/IP的系统架构：
为企业各个层次提供了大的开放性和透明度。以太网扩展了组件范围与创新领域，从而简化了整个通讯基础架构。数据通讯的一致性，将工厂系统与企业级通讯功能简便地集成在一起。开放以太网技术使采矿系统更容易扩展，更加灵活，从而确保其长期有效。
与现场设备和仪表网络（Hart、Profibus和基金会现场总线）实现透明集成。
通过与以太网骨干网的连接，用户可以在更大的厂区操作系统内（不于过程区域）获取数据，视频、配置，和维护这些设备。
[以太网是适用于厂区系统扩展的成熟技术，适应未来发展的需求，其发展完全是由市场推动]
基于实际生产过程层级的分布式系统：
我们的设计与生成软件工具将过程控制器和监控系统集成在一个公共数据库内。它根据过程功能图来组织采矿应用系统，并提供灵活、开放、真实的分布式控制系统环境。
[工具可以将项目总时间缩短20%到35%]
功能强大的控制系统，与集成的工程、组态工具相协同：
我们提供的创新、强大的过程控制平台，可以满足采矿行业的关键需求
-选用同类高性能的控制设备以实现系统高可用性（冗余系统）
- 过程控制和运算功能
-支持对实际操作进行无风险的过程仿真功能（离线），节省新建项目与改扩建项目的调试与维护成本
- 灵活的编程语言可以满足各种不同编程习惯与需求
[过程控制功能可以将研磨性能提高5% ]
监控系统为采矿过程提供了全面的可视化
操作者可以通过友好的图形视图查看所有系统和变量，进而在时间采取合适的决策和行动
集群技术
- 提供涵盖现有控制系统的无缝操作视图
-提供组合控制功能（包括报警、报告和趋势），通过本地方式控制生产过程，并由中央备用服务器提供支持
-只需向控制系统增加一个新服务器，就可以满足额外的工艺扩展需求
-合理划分控制系统和工艺过程，确保一个单元发生变化不会影响其他单元
-通过集群交换功能，在彼此匹配的系统之间重复利用图形页面，或者进行模拟与重复操作
摘 要：在往返式传动控制系统中，很多时候都会涉及到多点定位问题。即要求在不同的定位点启动不同的机械动作。但由于机械惯性的作用，常常会给系统带来定点误差。本系统以龙门刨床的机械传动为例，采用PLC作为控制器，通过变频器调节速度，利用光电编码器和PLC高速计数器进行定位控制，从而实现jingque定位。
关键字：变频器; PLC; 高速计数器; 光电编码器
1 龙门刨床的机械传动控制要求
图1 往返式机械传动示意图
图1所示的龙门刨床的机械传动示意图。传动系统从原点启动，中速行驶到1000mm，开始高速行驶，高速行驶到3000mm，开始低速爬行，低速爬行到终点（3200mm）停车。停顿2s。反向高速行驶，高速行驶到距原点200mm处开始低速爬行。到达原点停车，停顿2s后重新开始往返。在原点和终点低速爬行的目的是为了避免系统惯性带来的定点误差，做到原点和终点的jingque定位停车。
2 龙门刨床机械传动的PLC控制系统硬件设计
2.1 系统对变频器的控制要求
变频器的正反转由继电器K1、K2控制，速度的切换由继电器K3、K4完成。变频器故障报警输出触点（30A、30C触点）用于立即停止高速计数器运行，并由指示灯HR指示。
变频器具有多段速度设定功能，当K3、K4两个继电器触点都断开时，高速行驶（速度）;K3闭合，K4断开时，中速行驶（第二速度）;K3断开，K4闭合时，低速行驶（第三速度）;K3、K4都闭合时，手动调节行驶（第四速度）。
旋钮SF用于手动/自动切换，并用指示灯HG1表示自动状态。手动时，能够通过按钮SA1（电机正转）和SA2（电机反转）手动调节传动系统的位置。
按钮SA用于传动系统在自动状态下的启动/停止控制。采用“一键开关机”方式实现启动/停止控制，用指示灯HG2表示启动状态。
行程开关SQ用于自动启动时，确定传动系统在原点位置，自动停止时，传动系统必须返回原点。行程开关SQ1、SQ2用于传动系统的两端限位，确保传动系统不能脱离设备。
2.2 PLC系统硬件系统的构成及连接
为了实现对龙门刨床机械传动的jingque定位，本系统采用PLC作为控制器，通过变频器进行速度调节，采用光电编码器和PLC高速计数器进行定位控制。根据龙门刨床的机械传动控制要求，系统中有开关量输入点8个，开关量输出点7个，光电编码器A相输入一个，选用SIEMENS的CPU224作为控制器，其I/O点的分配及系统接线如图2所示。
图2 龙门刨床机械传动PLC控制系统接线图
3 PLC梯形图程序的设计
PLC的梯形图程序设计包含主程序（用于实时调用手动子程序SBR_0和自动子程序SBR_1）、子程序SBR_0（用于实现对系统的手动控制）和SBR_1（用于实现对系统的自动控制）和中断处理程序INT_0程序（用于处理高速计数器计数当前值到达不同预置值的处理）。由于篇幅所限，以下将以中断处理程序INT_0程序为例，说明变频器对速度的控制和调节。其梯形图如下。
4 梯形图设计过程中要注意的几个关键问题
4.1通过多次更改高速计数器的中断和预置值实现多点定位
实现多点定位控制的关键包括两点，点是设置高速计数器中断事件12（计数器当前值=计数器预置值），另一点就是在中断处理程序中更改高速计数器预置值。
定位控制需要测量定位点与原点的距离，将单位距离（mm）转换成脉冲量，通过光电编码器和PLC高速计数器记录脉冲量的变化。本系统中，光电编码器的机械轴和电动机同轴。传动比=10，用于驱动设备的传动辊直径=100mm，光电编码器每转脉冲数=600个/转。可以计算出每毫米距离的脉冲数为：
每毫米距离的脉冲数=600÷（10×100×3.14）≈0.19108脉冲/mm
定点位和预置值比较，必须采用高速计数器中断方式，而不能采用一般的比较指令。因为一般的比较指令无法捕捉高速变化的事件。
必须通过ATCH和ENI指令将高速计数器中断事件号12（（计数器当前值=计数器预置值）与中断处理程序INT_0连接。在中断处理程序INT_0中，到达预置值时，重新装载下一次的预置值，并执行工艺要求的继电器输出，处理变频器的运行速度。
在自动子程序SBR_1中，将高速计数器HC0设置为单相计数输入，没有外部控制功能。在原点和终点通过更改计数方向，便于中断处理程序INT_0判断变频器的运行方向。
4.2 在中断处理程序INT_0中不能使用等于比较指令
由于在一个中断处理程序INT_0中判断处理多个预置值。需要比较指令和计数方向来判断目前高速计数器计数当前值在哪个阶段，根据判断来决定执行那一段指令。判断不能使用等于比较指令，应该使用大于或小于指令判断。
中断事件（计数器当前值=计数器预置值）发生时，PLC立即中断当前主程序、子程序，执行中断处理程序INT_0中的指令。在中断处理程序INT_0中，PLC仍然是按照逐条逐行的扫描机制执行。而高速变化的计数值不可能和中断处理程序执行同步，如果采用等于比较指令，PLC在执行中断处理程序时，可能会错过等于值，使PLC在中断处理程序中无法判断设备运行到哪个阶段。
4.3 在自动运行时，高速计数器的初始值寄存器写入必须禁止
由于多点定位需要多次装载预置值，写入预置值必须执行HSC指令。
执行HSC写入指令，不单单是写入预置值，如果在控制字节中不加以限制，初始值寄存器SMD38中的值同样写入。而SMD38=0，这样，就会使高速计数器计数当前值置0。在自动运行时，必须设置控制字节SMB37的第七位SM37.6为0，在装载预置值时，禁止写入初始值。
在高速计数器初始设置和返回原点重新开始运行时，又必须写入初始值，使初始值置0，避免机械原因带来的误差。控制字节必须多次修改。遵循的原则是：允许写入初始值、执行HSC指令后，必须马上修改控制字节，禁止初始值写入，并执行HSC指令，中间不能有其它指令存在。
4.4 多点定位的输出线圈尽量采用立即指令
采用高速计数器进行多点定位，主要为了jingque定位。定位精度既决定于高速计数器的测量，也决定于执行机构的执行快速性。
如果采用普通输出指令，在一个扫描周期的程序执行阶段，改变的仅仅是输出映像存储器，PLC的输出点不会立即刷新，只有在程序执行完毕后，PLC的输出映像存储器才能对输出点刷新，执行输出。
为了增加定位精度，尽量采用立即输出指令。立即输出指令不受PLC扫描周期阶段的限制，在改变输出映像存储器的立即刷新PLC输出点。
4.5自动/手动程序采用For-Next循环指令和子程序指令实现
本系统中的自动/手动功能通过采用For-Next指令和子程序指令实现。自动程序和手动程序实际上就是两个循环指令的循环体。而循环指令仅执行一次循环扫描刷新。
手动子程序SBR_0和自动子程序SBR_1用于整个程序的分段，便于程序的理解，增加程序的可读性。For-Next循环指令的作用是使输出线圈能够重复使用，简化程序。
中断处理程序：INT_0
当变频器正向运行（由SM36.5判断，增计数为正向运行，SM36.5=1），高速计数器当前值等于19108（1000mm）时，继电器K3（Q0.2）、K4（Q0.3）断开，变频器速度设定为高速正向行驶（速度）。将高速计数器预置值更改为57325（3000mm）。
当变频器正向运行，高速计数器当前值等于59325（3000mm）时，继电器K3（Q0.2）断开、K4（Q0.3）接通，变频器速度设定为低速正向爬行行驶（第三速度）。将高速计数器预置值更改为61146（3200mm）。
当变频器正向运行，高速计数器当前值等于61146（3200mm）时，表明达到终点，继电器K1（Q0.0）、K2（Q0.1）、K3（Q0.2）、K4（Q0.3）全部复位断开，变频器立即停止运行。发出终点到达信号M0.1，让子程序SBR_1处理停顿2s时间，并由SBR_1处理反向运行设置。
当变频器反向运行（由SM36.5判断，减计数为反向运行，SM36.5=0），高速计数器当前值等于3822（200mm）时，继电器K3（Q0.2）断开、K4（Q0.3）接通，变频器速度设定为低速反向爬行行驶（第三速度）。将高速计数器预置值更改为0。
当变频器反向运行（由SM36.5判断，减计数为反向运行，SM36.5=0），高速计数器当前值等于0时，表明变频器返回到达原点。继电器K1（Q0.0）、K2（Q0.1）、K3（Q0.2）、K4（Q0.3）全部复位断开，变频器立即停止运行。发出原点到达信号M0.0，让子程序SBR_1处理停顿2s时间，并由SBR_1处理正向重新运行设置。