西门子模块6GK7243-1EX01-0XE0接线方法
利用触摸屏、PLC等自动控制系统技术平台，根据生产工艺操作流程，开发出新一代自控系统，对进口电气控制设备进行改造，满足现代工业生产的需要。
一、概述：
NOEGR1400/2型大卷装液压传动染色机由葡萄牙诺菲尔公司所制造，单台价值一百多万元；适用于小批量、多品种平幅织物在常温常压下平幅退煮漂、浸染、漂洗、放样、剥色等生产工艺。是规模以上纺织印染企业不可或缺的技术装备.国内多家印染企业拥有该机型;此机的核心技术是在较大容布量（800---6000米）的情况下保证卷绕辊在运转过程中保持线速度、布面张力的恒定。电气自动控制电脑部分原采用意大利Termoelectronica公司产的Z8单片机专用控制器(目前制造厂家已不再生产)；集控制、显示、参数设置于一身；国内不易采购。
二、改造理由：
随着使用年限的增加，印染车间里潮湿的生产环境,使得主控制电脑出现接插件老化、接触不良和线路板被腐蚀严重及参数易丢失、死机的现象。易造成控制动作失常，信号失真,影响到速度、张力控制器件的正常工作（或造成损坏）；另一方面,原设计中同步闭环速度反馈传感器的机械连接部件(机械密封)，由于与染液接触，轴心度易磨损，存在极易损坏(甚至造成传感器的损坏)的缺陷,进而影响到线速度、张力的稳定性；造成色布前后色差等。以及要求输入参数多,操作步骤繁琐.设备维修量较大,电脑备件国内无处购买，影响生产进度。较难满足现代工业生产的需要。
针对上述种种不利因素，我们提出了相应的改造方案，使用比较先进的技术平台-----通用型可编程序逻辑控制器（PLC）系列及人机界面（触摸屏）产品替换原有的Z8单片机专用控制电脑。
三、系统构成：
此设备液压传动部分(液压部件为德国产”博世”牌)设计较为先进,在国内大卷装染色机同类产品中处地位且基本完好，改进原则是不需对液压传动主控回路做出改进,只对原电气电脑自动控制部分进行改造。继续使用原机原有的电器配件，重新设计制图,按卷染工艺特点编制相应的应用程序。选用通用PLC、触摸屏系列系统地完成此设备人机对话和自动控制的替换。整个控制系统结构如图一所示：
控制指令由系统触摸屏集中操作，系统通过操作员指令输出控制信号，并根据闭环采集的数据，计算出速度、张力所需值，控制液压阀的liuliang，带动液压马达的转动，实现在恒张力下A、B卷绕辊的线速度恒定。完成织物在浸染缸内多道转移浸染的染色等工艺。
在核心应用程序的设计中，以卷绕辊线速度为“主”控制变量,以张力为“从”控制变量，两者交替控制，在每种控制中又采用在线规则自调整的PID控制功能。从而从根本上解决了整个系统的“恒线速度”、“恒张力”的问题，在极大程度上tigao了系统运行的可靠性、稳定性。并省去同步闭环速度反馈传感器,闭环反馈作用由应用程序根据采集的数据计算来实现。
程序框图如下:
四、主要技术特点：
所需应用程序根据工艺操作要求经在线调试修改完善，已使得机器的线速度、张力恒定性好，使得机器自动化程度tigao，性能稳定可靠，功能增强，操作简便直观，降低了劳动强度，大大tigao了生产效率。
1、适用于液压、交流变频、直流电机三种传动方式的应用。
2、减少操作步骤,无需输入参数,能使操作人员较快熟悉并熟练操作机器。
3、可实时按工艺要求改进或增加实用功能，备件易购。
4、卷绕辊卷径动态变动,而卷绕主辅辊线速度,布面张力恒定。
5、系统集成度高，电气结构简单直观易查。降低了故障发生率。
五、主要功能：
1、全中文触摸人机界面，且操作简便，视窗友好直观。
2、机器手动、自动状态选择。
3、单键控制换向选择。
4、A、B辊卷绕量通过卷绕辊上的传感器实时采集,实时显示。
5、手动/自动换向功能。
6、速度设置范围0---150米。
7、“摆”功能---作用于A、B辊织物转移末尾阶段，使用于工艺准备阶段。
8、织物总转移道数实时记录显示功能。
9、染槽间接、直接双恒温控制系统。
10、快、慢速进料选择。
11、加料量多少选择。
12、染槽内液位指示。
13、A、B辊卷绕量清零功能。
14、卷绕辊上的初始引布用量为5米。
15、采样功能，根据A、B辊采样点的设置，自动停车采样。
16、“道数记置”功能---作用于每道工艺A、B辊织物转移所需道数设置值结束时，自动进入“摆”状态。
17、每道运转时间实时显示,方便染色时间的确定。
18、給定速度、实际速度无需切换实时显示。
19、实时日期时钟显示功能。
20、功能控制钮统一集中于触摸屏之上，方便操作。
六、方案应用经济评价：
安徽华皖碳纤维(集团)有限公司1996年购置该机型4台.在染色生产中经常发生电脑故障,对染色工艺的顺利完成影响很大.经统计，年维修费和产品降等损失费用在5万元左右.2003年改造后电脑故障率为零。产量质量效益tigao显著,改造效果得到好评。
实践证明，触摸屏、PLC控制系统经过两年来的使用，软硬件工作稳定,整机运行稳定可靠，实施的改造方案非常成功；生产质量稳定，产量增加，劳动强度和生产成本明显降低,经济效益显著；触摸屏、PLC控制系统性能优良等特点使它在工业电气自动化方面有着广阔的应用天地。
七、技术推广：
自从工业发达国家相继研制出PLC后;以及微机技术的普遍应用,使PLC的功能不断增强,应用日益广泛。是现代控制技术的一次飞跃，具有性能稳定、通用性好、体积小、功能强、使用方便、易改变控制过程及节能等特点；并在与信息技术的结合上，在系统监控和管理上，越来越被应用到现代工业自动控制系统中，是当今生产企业自控技术升级与更新的一个必然的发展方向。
自动扶梯的中日合资企业，是中国大的电梯生产企业之一，近年来市场占有率均持续保持。
随着我国房地产业的迅速发展，也带来了电梯制造业的繁荣和激烈竞争，作为中国电梯行业领头羊的上海三菱，面临着巨大的压力和竞争挑战。为了保持优势，在降低制造成本的也能增大产量来满足订单的需求，上海三菱电梯着手进行生产设备的改造和添置。
电梯的轿门(即电梯门)是整个电梯直接接触乘客的部分之一，每部电梯都会使用到几十甚至上百块轿门。一般的轿门均采用不锈钢或者类似的材料进行制造。为了美观，轿门板和其他工件的连接不能使用焊接、螺栓或者铆钉，而是要使用某种金属专用粘合剂。以前，专用的粘合剂的涂敷需要熟练的技术工人手工操作，涂抹的均匀度和速度都不能让人满意。在凝固的时候没有专门的恒温加热设备，自然凝固的粘合质量难以控制。对于这个电梯中关键部件的制造，上海三菱电梯决定定做全新的专用生产线，在轿门涂胶这个工艺环节上保证产品质量，tigao生产效率。
流水线的工艺流程
在这套生产流水线的解决方案中，预加工好的不锈钢轿门板先在前处理工作台上进行清洁，送入涂胶平台，按照预先设定好的图案和涂胶量由全自动喷枪自动进行涂敷。操作工人确认涂敷无误后再在门板上安放好需要粘接的其他工件。
在涂胶完毕之后，门板被送入加载平台，加载平台将自动运行，把门板送入烘箱内进行加热。
烘箱内一共有4层，每层4个，一共16个工位，可以容纳16块门板进行加热，促使胶水凝固。每个工位的温度都是进行独立控制的，以确保升降温的平滑性。其加热时间也都是单独进行计时，以保证不会有胶水被过分加热或者加热不足而导致质量问题。
这样，在预先设定好温度下，加热了设定的时间之后，门板会自动被送出烘箱，通过卸载平台放置到检查台上，经工人确认没有质量问题之后送进下个加工工段使用。至此整块电梯轿门涂胶加工完毕。
解决方案
经过多方比较，上海三菱电梯决定采用由奥地利Sigmatek公司生产的DIAS系列PLC和工业PC产品作为中央控制系统。
整个中央控制系统包括一台PCT121工业PC担当的SoftPLCCPU。伺服控制模块一组，用以控制用3轴伺服电机驱动的涂胶平台。数字量和模拟量的输入输出模块若干，负责外围液压、气动以及变频器等执行设备的控制。还通过通讯端口同美国生产的专用胶水泵送、计量和喷枪系统进行通讯，共同配合使用。
PCT121工业PC不同于传统意义上的工控机。它采用了10.4寸TFT真彩液晶显示触摸屏，具有的显示效果。整个系统的各种参数均在这个界面上进行显示。而PCT121的处理器采用300MHzInbbbCeleron芯片，内存64MB，内建10GB的硬盘。不论是运算的速度，还是针对生产数据的存储空间都可以说是绰绰有余。而其操作系统则是采用SigmatekLASAL OS，而不是稳定性欠佳的bbbbbbs平台，保证了整个系统365X24小时连续运行的稳定性。
在3轴伺服电机驱动的涂胶平台方面，整个系统采用了3套YASKAWA安川交流伺服。可通过进行X、Y两轴联动画出任意的平面曲线。通过Z轴调整涂胶喷头的高度，以便适应不同的厚度。所有伺服控制程序的运算由PCT121进行，再由Sigmatek的伺服控制模块进行发出和接受位置控制和编码器反馈的信号来进行闭环控制。
除去需要控制伺服涂胶，侦测各类限位开关信号和控制液压输送回路之外，PCT121还需要进行16路的PID温度闭环控制。通过16组电加热丝以及变频器带动的风冷机构之间的交替动作，可以jingque地独立控制每个门板的温度，精度达正负0.5度。
除了上述的工作之外，PCT121还需要计算每块门板的加热时间，还要保证各个工作之间的互锁保护等等任务。
后期改造工程
整套生产线于2002年底投产之后一直运行正常，为上海三菱电梯的增产增效做出了贡献。在将近一年的使用之后，上海三菱电梯决定将这套生产线的控制系统并入工厂ERP的监控网络之内，这是当初设计制造的时候所没有提出的要求。
所幸，Sigmatek的软硬件系统均具有良好的开放性和可扩展性，系统程序也非常容易进行修改和升级。经过双方的沟通，鼎茂兴公司技术人员用数天的时间进行讲解和培训，后，和上海三菱电梯的工程师一起进行了将该生产线并入ERP系统的改造。
由于PCT121工业PC自带有以太网接口，省去了扩展硬件的麻烦。通过简单地配置启动参数，直接将PCT121定义好IP地址、DNS、默认网关等参数，便顺利接入了车间现场的交换机，并路由成功。由于LASAL采用变量的方式取代了一般PLC编程的地址定义方式，在后期的修改上就变得极为简单。工程师们根据ERP系统所需要读取的生产参数，对应找到了原程序中的各个LASAL系统变量，这样就可以直接修改程序来实现进行发送和读取的相关功能了。经过一段时间的程序编写和调试，PCT121顺利和SAPR/3以及mySAP.com完成了信息的交换。ERP可以直接地实时得知生产线的当前值班职工编号、生产产品型号、产量、累积产量、设备状态、报警信号等等信息，还可以上传备份生产数据，甚至可以直接远程控制生产线紧急停车。至此这条轿门涂胶生产线已经成功地和上海三菱电梯的ERP系统完成了整合。
SIGEMTEK应用优点
1.编程简便快捷，更易于修改和扩展；
2.实现了双轴联动的高效率运行，确保精度；
3.强大的处理性能保证了多路PID温度控制的可靠性；
4.人机界面上对工艺过程实时监控和动画显示，能够
5.高度可拓展性保证了系统升级，更新和生产规模化的简便。
喷气织机的引纬方式是用喷射出的压缩气流对纬纱进行牵引，将纬纱带过梭口，大特点是车速快、劳动生产率高，适用于平纹和纹路织物、细特高密织物和批量大的织物的生产，是无梭织机中先进，为成熟的产品。
喷气织机通过张力传感器检测经纱总张力，由 CPU控制由开口、松经、送经、经轴的卷径变化而发生的经纱张力变化，从而保证送经精度并使经纱保持恒定的张力。并采用电控送经机构，根据织机停台时间由计算机控制伸长，使织轴倒转。
由于喷气织机采用了微机技术以及其他电子技术，对全机的运动进行控制，尤其对产品质量的自动监控，使得喷气织机的生产效率大大tigao，产品质量得到保障。织机上还安装了很多监控传感器，使得织机具有自动运行及程序控制的功能。
目前国产喷气织机电控系统都基本上要求具备了以下功能：
1、?电子卷取功能；
2、?电子送经：有单经轴、双经轴两种；
3、?储纬控制：4色自由选纬，主要的储纬方式有FDP和IRO定长型两种；
4、?引纬控制：多有4个主喷、4个剪切喷或辅助主喷嘴、18个辅喷、1个牵伸喷的高低压控制；
5、?电子多臂：16片电子多臂；
6、?织机的动作控制：正转、反转、快车、停车、正找纬、反找纬、急停、短纬、长纬、断经、绞边、废边断纱检测等的检测；
7、?门幅越来越宽，一般到360毫米，入纬率越来越高，一般到1800米/分钟；
由于国产纺织机械要求电气控制系统，性能高、稳定性好、维修方便、故障率低，好买回来就能用，用几年也不要保养维修，因为厂家基本没有的电气维修工程师；要求能适应高温高湿、多毛羽和粉尘，电源波动大，群机干扰大，连续24小时不间断长期工作，大部分厂条件一般都比较差；总之各种市场很大，要求很严格，但对价格控制更紧。
在OMRON喷气织机整体应用方案中（右图为OMRON喷气织机控制系统实物图），角度传感器采用了OMRON公司的E6B2-C型增量型光电编码器，可准确地给出织机任何定位角度，控制精度达1度。此编码器一路给PLC提供角度信号，一路给阀门控制板提供角度信号。
主控部分采用OMRON公司CP1H系列CP1H-XA40DT-D可编程序控制器，该PLC内置功能强大，具体功能及控制对象如下：
内置4轴高速计数功能（单相100kHz，相位差50kHz），接入旋编信号，在选用360P/R编码器，车速为1200转/分时，高速计数器输入脉冲频率为7.2KHZ，有很大余量。
CP1H内置8点中断输入功能，可捕捉宽度为50uS脉冲，响应频率为5kHz。当使用FDP储纬器时，FDP的FP信号及编码信号采用中断输入，当FDP高3000转/分时，频率为1.2KHZ，4个FDP用4路中断，完全达到要求。
CP1H内置4路模拟量输入2路模拟量输出功能，大分别率为1/12000，经纱张力信号通过内置的模拟量输入进PLC。2路模拟量输出可控制两只FDP驱动用的变频器，来调节FDP电机转速，控制纬纱张力。
CP1H还内置了4轴脉冲（100kHz）的定位功能。电子卷取和电子送经（双经轴）系统多是3轴伺服电机，配合采用OMRON公司的SMARTSTEPZ系列交流伺服电机可实现位置控制，卷取主动棍定位精度可达0.0001毫米，送经经轴定位精度可达0.0005°，足够满足织造要求。
通过CP1H内置的两个RS232C或RS485通讯口之一的RS485口和触摸屏通讯，适合于显示器和电箱分离式的环境，用一个RS232C口和阀门控制板通讯，满足快速控制的要求。
欧姆龙系统方案配置图
送经卷取系统采用OMRON公司的SMARTSTEPZ系列交流伺服电机，具有体积小，节省安装空间；设定方便，设定极其简单；完全自动调整，不会失调等优点。
储纬控制系统采用OMRON公司的3G3MZ变频器，该变频器搭载了自动调整功能的无传感器矢量控制，控制性和应答性有了很大的tigao，内置的CE规格的噪音滤波器，不会对别的设备造成影响。外型新颖，接线方便。FDP的转速反馈用中断方式进PLC，根据设定选纬程序和每纬放纱圈数，并和车速连动，通过PID运算后，由PLC的模拟量输出到变频器，调节FDP电机的转速，控制纬纱张力，达到稳定放纱和储纱的要求。
喷气织机的显示器采用OMRON的5.7英寸16级灰度单色屏NT5Z或者NS系列8英寸彩屏通过其独有的SAP程序库、支持多达1000种配方以及多语言切换功能，与欧姆龙控制器与器件之间进行了简易化的连接和画面制作，大幅度节约了产品开发时间。
喷气织机的显示画面
采用OMRON公司整体解决方案后，优化了喷气织机的工艺结构，使其控制核心更加简单、可靠、稳定，更增加了抗干扰能力，降低了故障率低。