西门子6ES7212-1BB23-0XB8传授代理

西门子6ES7212-1BB23-0XB8传授代理

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）。

　当美国胜家（Singer）公司于1889年发明了全一台电动机驱动缝纫机后，开创了纺织缝纫工业的新纪元。二战后，纺织工业的霸主地位已逐渐被日本所占据。进入21世纪后，中国已成为工业缝纫纺织机制造业的新盟主。

　　如今，市场的发展期待纺织控制器达到高智能化、低成本、简易维修的标准，由于受芯片技术、工控主板功能等方面的制约，众多厂商在为选择能完全实现相关功能的、价格低廉的且性能稳定的控制板而烦恼。

　　蓝宇科技在多年的系统开发和与客户进行深入探讨的过程中，深入了解了纺织控制各方面的性能及对工控板的要求，基于蓝宇科技PCM-3499主板成功的为数量不少的纺织控制厂商开发出了多款产品，据了解，相关产品市场反应良好，在实际应用过程中表现出了高性能和高稳定性的特征，获得了各厂商的认可。

　　为了方便更多的客户进行项目选择，蓝宇科技特别把基于PCM-3499主板的纺织控制器方面的相关经验出来，以供各位厂商参考。

一、PCM-3499主板简介

　　PCM-3499是一款极高性价比、尺寸及其紧凑的嵌入式控制模块。在PC104规格的板子上实现了几乎所有的工业计算机所需要功能。

　　PCM-3499 板载嵌入式高性能16位处理器，该处理器内部为32位RISC架构并且与80C186处理器兼容，具有极高的性能，主频高达100MHz，内置了100M的以太网，并且支持1MB的SDRAM。其指令与其他X86微处理器兼容。

　　板上功能包括10/100M高速以太网接口，PC104接口，TFT接口和LVDS接口，VGA接口,支持标准IDE接口（DOM,普通硬盘）、并口、四个串口（RS-232 和RS-485，四个串口都可配置为TTL电平接口）、USB接口、DOC接口、PS/2键盘口、RTC实时时钟、铁电,电池后备SRAM非易失性存储器、看门狗、蜂鸣器接口、通用GPIO、和8/16位兼容的ISA总线等。

　　在一单片闪存芯片上集成了系统BIOS、1.44M 闪存盘（Flash Flopy Disk —— FFD，根据用户需要可扩大成8M闪存）和16点阵二级汉字库，以少数量的芯片实现小尺寸的模块的多的功能。

　　完全自主开发的显示控制器，可以实现高1024 768 真彩色高性能显示效果。

　　如果需要更多的其他功能可以通过PC/104总线去扩展相关的功能模块。

二、PCM-3499纺织控制器解决方案系统架构

　　在蓝宇科技客户成功开发的纺织控制器案例中，我们简单介绍其中一个客户的基于蓝宇科技PCM-3499的纺织控制器系统方案，系统架构图示于图:

　　根据上图所示的整个系统方案的控制实现原理，我们把此方案的主控制单元分为上、下位机结构，并由PCM-3499来完成与上位机的协同和终端设备的控制工作。

　　上位机主要负责人机交互、文件读取与解析、部分传感器信号的处理;

　　下位机主要负责输出控制信号、协同工作以及部分传感器信号的处理。

三、基于PCM-3499的纺织控制器的技术实现

　　（一）、通讯信道

　　PCM-3499板载10/100高速以太网接口，4个串口，16C550兼容UART ，COM1为9线RS-232，COM2为9线，COM3 RS-232 或者RS-485 可选，COM4是3线的RS-232口（TTL和RS232可选） ，提供13路（5V电平）单向数字I/O通道和4路3.3V电平（5V兼容），双向可编程数字I/O，8位,16位动态IO总线。

　　PCM-3499在通讯中可以以RS485或者10/100M以太网接口与上位机实现通讯互联，在与终端设备（电机、监视器等）可以通过串口、ISA总线等进行通讯。

　　（二）数据处理分析

　　PCM-3499的CPU应用了RISC的技术，64bit指令队列，5级流水线，相对于传统的CISC技术，指令周期短。不分频的系统时钟（386是2分频），外部时钟100MHz，内部时钟100MHz。高速内存总线（200Mbyte/S），在数据通讯应用方面可以充分发挥大数据量吞吐的优势。8KB的高速缓存。性能高，速度快，经过测试，实际性能相当于486SX-100MHz。

　　PCM-3499的DOS操作平台在486的CPU基础上可以支持复杂的应用程序，实现对终端设备如步进电机的精密控制。

　　（三）存储

　　DOS操作系统和在此基础上开发出来的复杂应用程序本身要占用一定的存储空间，相关终端设备的监控信息、上位机下达的指令和传送的相关资料如纺织图案等也必须占用一定的存储空间，这都要求控制器具有一定容量的存储功能。

　　PCM-3499 提供了非常完善的数据存储解决方案，BIOS中集成了完全自主知识产权的高性能1.44M 或更高容量的Flash电子盘，用于存贮应用程序及数据，对于小程序及数据的用户不需要购买DOC或硬盘，就能直接建立完整的应用系统，降低了系统成本。应用程序访问Flash电子软盘与PC上的访问普通软盘一样，访问速度和重复寿命要远远超过普通软盘。

　　由于BIOS提供了对IDE设备的直接支持，用户也可以使用CF卡等大容量存储设备，或与电子软盘交换文件。系统启动时查找IDE设备，并优先从IDE设备引导系统，如果没有IDE设备，则从电子软盘引导系统（提供配制工具可强制从电子软盘优先启动）。还提供了DOC电子盘接口，支持8～1G的M-systemDOC 电子盘。通过USB接口，支持U盘，可以热插拔，快速方便数据交换方式。

　　（四）显示及输入

　　在特殊的情况下，用户可能需要通过人机交互界面对下位机进行直接的操作，PCM-3499自带PS/2键盘接口，显示共享系统SDRAM高速内存8MB（高32MB） ，支持TFT LCD高1024 x 768 真彩色，支持LVDS LCD高1024 x 768真彩色，支持CRT接口，支持触摸屏，为客户提供多种显示解决方案。

四、开发方式及编程要点

　　1、 开发方式

　　n 根据使用习惯，用户可以使用TC2.0（本地开发）、BC3.1（远程开发）、BC4.5（远程开发）开发程序。

　　n 根据使用习惯，用户还可以使用DEBUG调试硬件。

　　n 开发好的运行程序，可以拷贝到电子盘上（通过TDRF软件，或者虚拟显示的COPY命令）

　　n 用户可以使用虚拟显示来格式化电子盘、传送操作系统、拷贝文件、察看内存等操作。

　　n 编辑AUTOEXEC.BAT批处理文件，增加键盘驱动、显示驱动、用户程序命令，以便加电后自动运行应用程序。

　　2、编程要点

　　n 以太网：我公司提供全套TCP/UDP/FTP源代码例子，用户很容易上手，参见DEMO例子程序。

　　n 485：我公司提供全套中断方式或查询方式源代码。参见DEMO例子程序。

　　nFLASH：我公司提供接口程序，可以实现每小时更新一次24小时连续工作时，寿命长达10年以上，更长的寿命我们认为没有必要。

　　n I/O：开关量使用IO函数访问

　　n 模拟量：使用双向PIO扩充串行A/D、D/A转换器，参见PIO例子程序

　　n 896KB内存使用：直接使用即可，不需要特殊技巧，参见DEMO例子程序。

　　n 文件操作：参见DEMO例子程序。

　　n RTC：参见DEMO例子程序。

　　用户可以修改FTP的例子代码，把存储文件改为存储到FLASH中。

一、 工艺介绍

对金属等材料进行深冷及超深冷处理，可以大大的稳定、细化组织、降低内应力、稳定工件尺寸、增加工件的耐磨及耐冲击性，从而达到tigao工件精度延长工件寿命的作用，超低温深冷箱应运而生。

图一：超低温深冷箱（左：箱体，右：液氮瓶）

深冷工艺包括以下几个内容：

1、深冷前处理；2、处理温度； 3、处理时间； 4、降温速度； 5、深冷次数； 6、深冷后处理

我们为关心的是2、3、4、5这几个点。一般对某工件进行深冷处理，不能迅速降温，要缓慢均匀逐渐降温，要进行分段处理。把整个过程分成好几段进行，每段又包括冷却和保温阶段。从当前温度在规定时间内缓慢冷却到此段的设定温度（即冷却阶段），在一段时间内维持这个设定温度（即保温阶段），当这一段走完，就进行第二段，如此一直走完所有设定段。具体要设定多少段，每段要设定多大冷却温度、多长冷却时间和保温时间，要看具体工件属性和经验，我们在这里只提供这个操作功能以方便设定。

二、 技术方案

它要求控温范围：室温～-190℃，控温精度：±2℃，降温速度：0℃～80℃/h

以液氮为制冷剂，利用液氮汽化吸热以及低温氮气吸热制冷，可以达到深冷的效果。该系统由箱体、液氮瓶等组成。我们通过控制液氮瓶进入箱体氮气的liuliang来控制箱体里面的温度。

图二：设备示意图

如上图，
冷却：液氮瓶1发出氮气，通过阀门1，在箱体经过迂回的管道，流入液氮瓶2进行回收。
充氮：液氮瓶2发出氮气，通过阀门2，流入箱体内，风机把箱体里的氮气吹散，使箱体里的温度均匀，氮气经过出口散发到空气中。
“冷却”动作降温缓慢，不能降到很低的温度，如-140℃以下，回收了氮气。而“充氮”动作降温迅速，可以降到很低的温度，消耗氮气。
一般情况下进行“冷却”，在设定温度与当前温度相差超过5℃时，也进行“充氮”。
当压力计达到一定值，或温度已到-140度还需往下降温时，就需要“充氮”，关闭“冷却”。
此系统用到TrustPLC CTSC-200系列产品进行控制，具体配置为：CPU224+（晶体管） + 231-7PB，人机界面用的是WeinView MT506M。

三、 控制要点

a) 采用CTSC 231-7PB热电阻模块，测量精度高，误差小。
b) 程序中用到了CT的PID_T功能块，能较好的对超低温进行控制。
PID_T功能块是集成在CPU内部，不占用用户程序空间，无需复杂编程，只需调用和设置一些简单的参数就可以使用，温度控制准确。
c) 如何在冷却时间内让当前温度均匀降至设定的冷却温度。

我们不能一下子把某段的设定温度作为PID_T的给定值，要把设定温度在设定时间范围内细分成很多份，以此来逐渐的接近设定温度，终达到并稳定在设定温度。

四、

厂家原来采用的是温控仪表对深冷箱进行控制，后来改用TrustPLCCTSC-200系列产品进行控制，智能化程序高，可灵活编程实现想要的功能，精度高，控制稳定，也节省了成本。采用触摸屏监控为用户提供了更方便、更人性化的人机交互。