西门子模块6ES7214-2AS23-0XB8使用说明
医用注射针刺穿力试仪是机电气一体化医用器械生产检验设备，是上海某药机公司的重要产品。广泛应用于生产医学用针的生产厂家。该机利用PLC控制步进电机使医用针头下行使其穿透薄膜，在穿透过程中通过压力传感器使针头所受的力经过AD转换通过通讯传输给PLC，通过触摸屏打印功能打印检测报告，经过数据计算和曲线的判断结合数据判断，检测注射针产品刺穿力的质量参数。
2 解决方案
2.1项目设计
（1）测力传感器的初始化：通过测力传感器通讯传过来先进行清零，根据普通的的砝码进行标定，是测力传感器数据进行初始化处理。
（2）记录实时数据：按上针头通过步进电机往下传送，当针头触碰到下方的薄膜时，PLC根据传感器判断受力有一个跳变开始每个100ms记录数据，在针头穿透薄膜10mm时，针头通过步进电机往上，直到走到上限为止。
（3）数据曲线分析描绘：上限到了以后，PLC马上开始描出刚才针头从针头触碰到下方的薄膜开始到针头穿透薄膜10mm结束，这一时间内所运行在每个位置受到压力的曲线（纵坐标为受力、横坐标为位置），还得找出这条曲线中前四个拐点（这其实是一个比较麻烦的事情）并把它们的受力及位置记录下来，并且找出大值，且曲线纵坐标会根据大所受力的大小实时的更新（如果在运行过程中发现针头大受力小于1牛，那纵坐标就是0-1N，如果在2N之内，那纵坐标就是0-2N，以此类推。
（4）存储数据进行处理：在每做一个试验后，把每次实验的大的受力数据记录下来，实时的把这几次的受力数据的平均值及根据一个特定的公式计算的偏差值计算出来，如果用户要人为的清除某一个值，那此两个值要实时的更新，好让用户判断是否针头是否合格。
（5）打印曲线及数据：根据要求每一个数据都必须记录下来的要求，客户要求每一个数据都必须打印出来的要求，利用台达人机打印的功能完成此要求。
2.2 电控设计
医用注射针刺穿力测试仪由PLC、测力机构、测距机构、打印机等部分组成。其中测力机构采用专用的0.001牛高精度压力传感器，并且测试可以通过台达触摸屏可以实时地打印，在同行当中属于中机种，对于各种形状、大小的针头外形都能进行jingque测试。
主控制器选用SC系列DVP-12SC11T型PLC（12SC）。台达SC系列PLC是运动控制特殊功能专用PLC，SC系列PLC主机点数12I/O，模块可扩展200点以上。SC系列拥有高速脉冲输出与脉冲计数功能。高速脉冲输出支持2点(Y10,Y11)独立高速脉冲输出功能，高可达100kHz(总合频宽130KHz)。通讯端口内置RS-232与RS-485，兼容MODBUSASCII / RTU通讯协议。双轴插补功能支持定位控制指令：透过ZRN(原点复归) / DRVA(寻址) /DRVI(相对定位)指令，SC系列可轻易的与台达伺服搭配完成各种运动控制需求。人机界面选用台达5.7英寸单色16灰阶DOP-A57BSTD型触摸屏。系统构架如图1所示。
2.3控制难点
此方案难点就是技术细节的处理，比如与传感器的通讯（传感器的协议比较复杂不是标准的协议）、描绘曲线、拐点的捕捉、数据的实时处理、打印的控制，特别是通讯和拐点的捕捉，都是一些费心思的一些事情。
3 台达自动化品牌特点
中达电通的母公司为世界的电子制造跨国企业——台达电子集团，台达集团在江苏吴江建有规模庞大的生产基地，是全球大电源管理系统供货商和台达变频器、编码器、人机界面、PLC、伺服、温控器等机电产品的制造厂商。中达电通主要为中国具成长潜力的通信及自动化市场提供设备和服务。其主要产品和服务包括视讯设备、动力系统、宽带数据和机电自动化四个方面。作为工控行业内的厂商，尤其是在国内唯一能将机电产品做的如此全面的制造厂家，通过应用自己的产品能够为各行各业的客户提供全面的解决方案。佳的产品性价比、周到完善的全国乃至全球联保服务能够保证客户利益。中达电通的服务体系遍布全国。随着台达产品的越来越多，功能也越来越全，在给客户提供产品控制系统功能选择及使用越来越方便及越来越多样化。
4 结束语
上海某制药机械有限公司主要生产医学实验设备、制药机械，主要应用于医药等行业。以前使用进口品牌的机电产品。因为行业内竞争的日趋激烈，运营成本压力较大，并且原有的控制系统逐渐在安全保护和控制的便利性上越来越不能满足客户的需求，加之售后服务问题，导致恒仪公司开始寻找新的合作伙伴。台达发挥单品牌自动化平台优势：产品的多样化、极高的性价比、优质完善的售后服务体系等。正是因为以上因素，台达上海机电分公司抓住了这一契机，经过三个月的时间基本上把其几十种设备设备的机电产品更换成台达机电产品，年销售额预期在百万人民币以上。
1 前言
目前在烟草物流条烟自动分拣系统中大量使用西门子公司的控制产品，其中PLC编程软件STEP7已被大多数工程技术人员熟悉应用。基于STEP7开发环境下的PLC必定成为本行业的主流产品。其优点是广大的工程开发人员熟悉此编程，开发周期短，各种控制功能易于实现。在从项目成本及技术性能指标等因素上考虑，VIPA公司基于SPEED7技术的PLC控制系统与西门子PLC相比有一定优势和新特点。我公司在烟草物流条烟自动分拣系统项目中，尝试引进了具有高性价比的德国VIPA公司的PLC产品，取得了很好的效果，也提高了我公司在承接项目中的技术指标和竞争力。
2 系统组成
在某市烟草物流自动分拣项目中，使用了德国VIPA 公司的300SPLC系列的控制系统，取得了很好的效果，其主要配置如下：
1） VIPA 317-4NE12CPU及I/O模块作为主控系统，它自带有PROFIBUSDP主站接口；CP343以太网接口和PG/OP以太网编程口；MPI接口。
2） VIPA 200V系列模块组成的3个远程DP从站，其中两个远程DP从站分别配置一块VIPA250-1BA00高速计数模块，计数频率可达1MHz；这样组成的远程站结构紧凑，节省安装空间，系统运行可靠。
3） 8个SIEMENS的ET200S作为远程DP从站；
4） 2台DANFOSS公司的FC300系列变频器采用Profibus DP总线控制；
5） 1台VIPA触摸屏TP612C做操作员终端；
6） 1个SIEMENSEM277接口模块用于与自动热缩包装机通讯。
系统结构方框图如图1所示
图1 系统结构方框图
该系统在现场经过不到一个月的调试，就已进入正常生产阶段。节省了安装调试的时间。整个控制系统运行状态正常，安全可靠。和以往使用过的SIEMENSS7 400系列PLC相比较，VIPA 300S的PLC表现出很高的性能和运行速度，其技术指标可见一斑。从执行同等程序的循环周期来看，将近缩短了两倍。可见VIPAPLC在对程序循环周期有苛刻要求的环境下，有着的优势。
2.1 主控系统，CPU 带有PROFIBUSDP主站：
主站配置如下：1.PS307稳压电源：307-1EA00；2.CPU：VIPA317-4NE12
3.数字量输入模块（32DI）：VIPA321-1BL00；4.数字量输出模块（32DO）：VIPA 322-1BL00。
其排列如图2，图3所示。
一、引 言
电厂出灰系统是热电厂的一个重要系统。近几年灰渣利用率越来越高,干式出灰系统具有节约水资源、保护环境等特点，目前电厂出灰多采用干式出灰系统。在干式出灰系统中，工况恶劣、控制点数多。传统的控制系统由于抗干扰能力弱、可靠性差、效率低，达不到预期的控制目标。而可编程逻辑控制器（PLC）的抗干扰能力强、可靠性高，选用可编程控制器（PLC）用于某热电厂锅炉干式出灰系统可以显著提高工程的实用性。
二、工艺流程及控制要求
1、系统工作流程
某热电厂共有八台锅炉，每台锅炉包括三个电场集尘装置，每个电场包括一组（两个）仓泵，每个仓泵附近配置一个就地控制箱,利用控制箱盘面上的手动开关，可以对现场阀门进行手动操作和现场调试。下面以单个仓泵为例来说明具体的工艺流程。
锅炉烟气中的灰尘通过电收尘收集后落入灰仓，灰仓下部安装有仓泵，灰经输灰管进入仓泵。在自动控制运行工况下，具体工艺流程为:仓泵内无灰时，打开透气阀→延时5s→开进料阀→延时5s→当仓泵进料量达到设定值（时间/重量/人工）时→料位信号到→关闭进料阀→延时5s→关闭透气阀→此时判断母管压力是否到位/判断灰管压力是否到位/判断在此系统中没有其它仓泵出灰，所有条件满足→打开出料阀→延时5s→打开一次气阀→延时5s→打开二次气阀1min后→检查灰管压力，当灰管压力低于设定值时→关闭一次气阀→延时20s后→关闭二次气阀→关闭出料阀完成一次出灰循环。
当发生出灰管路堵塞时，系统设置了排堵阀，通过负压反抽来疏通出灰管路。关闭一次气阀后，延时20s后关闭二次气阀。目的是保证出灰管路畅通，避免发生管路堵塞。每台仓泵的出灰系统如图1所示。
图1 出灰系统流程示意图
2、控制要求
（1） 实现出灰的过程自动化，为便于操作调整及应急处理，应能随时切换到手动控制状态;
（2） 当操作室内的“远程/就地”开关打到“就地”位置时，自动停止出灰;
（3）仓泵的进料重量和进料时间双重控制，进料重量或进料时间任意一个达到要求都作为仓泵料满对待;
（4）同一出灰管线上只能有一个仓泵出灰，一电场用一根出灰管，先满足出灰条件的优先出灰，二、三电场共用一根出灰管，先满足出灰条件的优先出灰;
（5）当发生灰管堵塞后（灰管压力大于550KPa），报警指示灯发出声光报警，直至灰管堵塞故障排除;
（6） 当来气母管压力小于400KPa时，系统自动停止运行。
三、控制系统构成
本系统选用西门子公司的S7-300型可编程控制器和MT500型触摸屏人机界面。MT500型触摸屏直观生动地显示PLC、PC机上的数据信息。S7-300是模块化中型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。该控制系统主要由主控制柜、现场控制箱、若干测量传感器和辅助电器（称重传感器、压力传感器、电磁阀等由生产厂家配套供给）等组成，具有仓泵运行远程自动、远程手动、现场手动三种控制方式，控制方式的转换由设置在主控制柜上的转换开关完成。开关切换至自动位置时，点击要使用的仓泵画面，可选择其中一种方式。
S7-300系列PLC作为西门子公司的新一代产品，具有以下特点:
（1） 功能强:极强的计算性能，完善的指令集，MPI接口和通过SIMATICNET联网能力强;
（2）快速:指令处理极其快速，功能强大的CPU只需0.3ms就可处理1024个二进制语句，在文字处理方面也同样表现出色;
（3）通用:高性能模板和六种CPU适用任一场合，模块可扩至3个扩展机架，用户友好的bbbbbbS STEP7编程;
（4）全集成:全部模块化，运行可靠，操作方便，特别适合于比较恶劣的工况。本系统PLC由电源模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块和中央处理单元组成。控制系统组成框图如图2所示。
图2 出灰控制系统图
四、软件设计
1、系统界面设计
系统界面分系统主画面与系统操作画面。在系统主画面中，可以选择要操作的仓泵和要启停的系统。
在操作画面中，运行人员可观察每个仓泵的运转情况，也可对每个仓泵进行远方操作或根据运行工况对系统的参数进行修正，以保证系统的正常运行。故障发生后，可以在操作画面进行故障的处理。系统的操作画面如图3所示：
图3 操作画面
2、系统程序设计
（1）在系统程序设计中，为防止在自动运行状态下，由于灰量大或别的原因使出灰过程受阻，引起灰管压力上升慢，给系统造成仓泵内灰已出完的假象，从而导致系统判断失误。为避免系统操作引起堵管，在程序中设置了一分钟的延时时间，在出料阀打开一分钟后再检测灰管的压力，给出灰过程的顺利进行提供可靠的保证。
（2）为防止过程参数的影响，特设定了出料时间和进料时间。为防止重量信号出现故障而使控制系统一直处于进料状态，引起仓泵灰满特设定进料时间，无论重量信号有无达到设定值，都将停止进料。由于灰管压力不只受出灰过程的影响，还受来气母管压力的影响，当来气管压力升高时，会造成出灰过程顺利，灰已全部出完，但灰管压力长时间下降不到给定值。在程序设计中增加了出料时间，当出料时间大于8min时，系统就自动停止出灰，进入下轮循环，有效地避免了系统长时间不出灰的状况。
（3）当系统的来气压力低于额定值400kPa或灰管压力高于给定值（550kPa）时系统自动停止运行，因为此时灰管易出现堵管现象，为防止事故的扩大。系统会自动出现报警，正在运行的系统会立即停下来，所有的阀门自动关闭。此时将系统切换至远程控制排堵。
五、结束语
项目由于采用了PLC技术，系统的可靠性显著提高。通过实际运行可知系统性能稳定可靠，满足工艺要求。
1.筛板冲孔装置及其控制系统
矿用振动筛筛板(冲孔板)在冲孔加工时，大都是操作工先在钢板上标出孔的位置，再由人工进料用冲床冲出。这种加工方式劳动强度大、工作效率低、加工精度难以保证。为此我们研制了自动冲孔系统。筛板冲孔装置由冲床、横向工作台、纵向工作台、接近开关，交流接触器，中间继电器，S7-200，TD200等。产品制造流程是：手工上料，按自动运行按钮，横向步进电机和纵向步进电机分别启动完成工件的横、纵向进给，从而冲床完成工件的加工，后横向工作台和纵向工作台回到原始位置。除了具有自动完成横、纵向进给，此装置还具有点动进给功能。此装置以德国西门子（SIEMENS）公司S7-200系列PLC对冲压机进料系统中的两个步进电机进行控制，实现横向和纵向的自动进给。并使用TD200对工艺参数进行设定和显示。为降低成本，本系统使用了一个步进电机驱动器来驱动两个步进电机。TD200是专门为S7-200系列PLC配备的操作员界面，它是一种连接简单，操作方便，功能强大的实用性人机界面解决方案，它通过一根TD/CPU电缆和PLC实现互连，它具有如下功能：
（1）显示从S7-200CPU中读取的信息；
（2）可以调整选定的程序变量；
（3）提供为具有实时时钟的CPU设置时间和日期的能力；
（4）提供强制、非强制I/O点的能力；
（5）提供八个可供用户定义的设定和显示功能。
TD200在系统中的使用使PLC功能更丰富，PLC与用户的接口界面更友好，PLC的可操作性大大提高。
2.系统控制工作原理
本系统控制原理如图1所示。各部分的功能分别介绍如下：
图1.系统控制原理图
Fig.1 systemcontrol principle
1）步进电机驱动器控制原理
驱动器的控制功能主要通过四个输入点完成。
（1）公共端接地。
（2）脉冲信号输出：每来一个脉冲，驱动步进电机运行一个步距角。
（3）方向信号输入：控制步进电机的两个转向，高电平正转，低电平反转。
（4）脱机信号输入：该端接受PLC控制信号，低电平时，步进电机相电流被切断，转子处于自由状态（脱机状态）。高电平或悬空时，转子处于锁定状态。
2）步进电机DJ1、DJ2的功能：DJ1用于纵向进料控制，DJ2用于横向进料控制。
3）其他部件的功能
（1）接近开关JJK1用于安全措施，它确保在冲床的冲头提起回到原位后进料台才送料，以免原料将冲头卡住。接近开关JJK2，JJK3分别是纵向工作台和横向工作台的限位开关。
（2）B1是自动运行按钮；SB2是手动工作台前行按钮；SB3是手动工作台后行按钮；SB4是手动工作台左行按钮；SB5是手动工作台右行按钮；SB6是系统停止按钮。
3.PLC控制程序
PLC控制程序用梯形图进行编程，完成自动和手动两种运行方式的控制。此PLC控制程序由一个主程序和两个子程序组成，一个子程序完成自动运行，一个子程序完成手动运行。其控制程序(部分)如图2所示：
图2.控制程序图
Fig.2 controlprogram
在自动方式下，横向步进电机运行完成行孔的加工，纵向步进电机使原料纵向进给；横向步进电机完成第二行孔的加工。按此顺序完成整个筛板的冲孔加工。后工作台回原点，以准备下一个筛板的加工。在手动方式下，可以分别完成工作台前进、后退、左行、右行的操作。
4.结束语
基于PLC控制的冲床进料系统可以实现所要求的技术性能，利用TD200可以改变选定的程序变量并且可以显示过程值。此系统已经投入运行，运行状态良好，为操作人员对筛板冲孔的操作和实时监控带来了极大的便利，达到了预期的控制要