6ES7241-1AA22-0XA0原装代理
一、概述
液压控制系统广泛应用于各种机电设备，由于液压系统的故障往往会造成较严重的后果，要求电气控制系统务必要稳定可靠。某液压机械设备厂和北京凯迪恩公司紧密合作，利用凯迪恩公司自主研发的KDN-K3系列PLC开发出高可靠性、高性价比橡胶硫化机的控制系统，tisheng了产品的技术含量和竞争力。
二、工艺要求
为了满足工艺要求，系统参数必须能根据不同需求进行设定，我们选用了液晶文本屏作为人机界面。需要设定的参数有：一次保压时间设定值，一次排气时间设定值，二次保压时间设定值，二次排气时间设定值；需要显示的参数有：总产量数，一次保压时间当前值，一次排气时间当前值，二次保压时间当前值，二次排气时间当前值。这些参数的灵活设置可以满足不同的生产工艺要求，tigao了设备的可重复利用率。
文本屏制作了8个画面可以完成设定和显示功能。
系统流程如下：开模，进模，快上，慢上加压，一次保压，一次排气，二次保压，二次排气，硫化成型，快下，退模，开模。
三、控制系统实现
下位机PLC选用KDN-K3系列的KDN-K306-24AR，它带有14个输入/10个继电器输出，外加一个扩展模块即可满足输入输出控制点数的要求。人机界面选用四行液晶文本显示器，可以完成参数设定，生产数据显示，报警显示，帮助信息等。
系统配有自动/手动转换开关，可以实现手动操作和自动运行之间的切换；前进、后退、急停安纽可以实现单步的向前和后退，以及紧急情况的停车等。
执行机构主要是12个电磁阀，他们分别是合模阀、开模阀、进模阀、退模阀、快上阀、快下阀、吸油阀、电溢阀、慢上加压阀、高压阀、排气阀。
检测部分主要是压力表和10个接近传感器，他们分别是S1合模停、S2合模慢、S3开模停、S4开模慢、S5进模停、S6进模转慢、S7退模停、S8退模转慢、S9慢上加压、S10下到位等等。
四、
在产品同质化如此严重的，面对日益挑剔的客户，唯有不断改进设备，tigao设备的技术含量才是应对市场竞争的正道。该种类型的机械就是在原来继电器电路基础上采用PLC改造升级，可以满足更多工艺要求，tigao设备的智能化程度，使得操作更加灵活直观，也降低了机械的电气部分故障率，加之良好的性价比，得到厂家的认可赞同。
近几年，随着我厂生产规模的逐步扩大,就更加要求气体调节在生产中的稳定性和快速性，而目前传统的二次仪表已无法满足现有的控制需求。主要表现在：
1）过程自动化程度低，信息采集和反馈仍采用传统的二次仪表，致使数据采集缓慢、调节滞后，降低了系统运行的稳定性。
2）仪表内部信息储存量小，采集的压力、liuliang等数据无法长期保存，不便于日后生产工作的历史查询和分析。
3）系统可靠性低，需要配专人负责该系统的运行，造成了人工成本的上升；
鉴于以上三点，通过采用PLC（可编程控制器）控制系统，解决当前存在的问题。
1PLC控制系统的特点及组成
PLC在现代工业控制领域中早己得到了广泛的应用。以PLC的控制功能而言，具有严谨、方便、易编程、易安装、可靠性高等优点。它通用性强，适应面广,特别在数字量输入/输出等逻辑控制领域有无可比拟的优点。PLC具有丰富的逻辑控制指令和应用指令，它提供高质量的硬件、高水平的系统软件平台和易学易编程的应用软件平台。PLC即有自身的网络体系又有开放I／0及通讯接口，很容易组建网络并实现远程访问。
PLC采用Siemens公司生产的S7-300系列，由于现场的PLC系统与主控室的上位机距离较远（800米左右），通讯系统需成对加装RS-485中继器，在现场增加TP27-10//触摸屏进行数据显示，确保系统运行的稳定性。系统组成如图1所示。
1.1系统结构及硬件配置
根据控制需求，CPU模块采用CPU314、数字量输入（DI）采用SM321模块，数字量输出(DO)采用 SM322模块，模拟量输入(AI) 采用 SM331模块，模拟量输出(AO) 采用SM332模块以及IM365等模块组成，IM365实现机架扩展，上位监控机采用SIEMENS公司CP5611网卡完成计算机与PLC之间的数据通讯。整个通讯网络采用MPI的通讯协议，从上位机上可对整个气体调节过程进行监控和操作。
1．2控制系统的功能实现
PLC程序的编制直接关系着供气系统能否正常工作，而程序设计的关键在于编程者对工艺系统的理解程度和程序编制技术的灵活应用。在程序设计中考虑了供气压力调节系统的特点，将程序设计细化，分成多个程序模块，实行模块化编程。这样既可以方便的增加或删除程序模块，便于现场对工艺的调整，又可针对配套设备可控性对不同程序模块进行完善。
PLC的编程软件采用SIEMENS公司的SIMATICSTEP7V5.1软件平台用来完成硬件组态、地址和站址的分配以及编制整个生产过程的控制程序的。上位机监控软件采用国产软件组态王，全部采用汉化界面，便于系统的开发与操作，该系统运行于bbbbbbs2000中文平台，可实现对生产过程的全面监控，对重要参数形成历史记录，以报表或曲线的形式显示给操作人员。通过VB语言脚本，可以在主控室的上位机显示重要参数的历史趋势、实时趋势，实现压力调节的手自动切换、操作、压力的高、低限报警、liuliang数据的显示与累计，满足高生产率的调度需求。
1.3现场显示
现场采用TP27触摸屏进行参数显示、控制，触摸屏程序由组态软件来完成，人机界面采用中文菜单，界面友好，操作方便，功能较强，主要用于现场压力、liuliang、阀位的显示与操作。可作为操作人员现场操作的依据。
1.4工控机配置
工控机采用研华IPC-610，通过CP5611卡，完成S7-300PLC与工控机的通讯。主要完成下列任务：传送现场监控数据；运行监控；故障记录和排除提示；参数设置；生产数据管理和处理；图形化示教和离线编程。
2系统实现了供气系统的自动控制和监控，主要包括如下功能：
1）灵活的操作方式以及强大的系统控制功能：
系统可以实现上位机操作、控制柜触摸屏操作和就地手动操作；
2）报警功能：
当压力超过工艺要求，可在现场、就地实现高、低限压力报警；
3）简单、方便的参数设定：
压力调节阀的压力设定值、P、I、D等参数可以在上位机中设定。
2.1系统控制功能
（1）过程控制的功能：
1)系统对供气压力实现了PID自动调节控制；
2)对所采集的模拟信号进行线性化、滤波、工程单位转换处理；
3)实现了liuliang信号的温、压补偿，tigao了仪表的测量精度。
（2）逻辑控制
联锁逻辑控制实现开/关的控制，逻辑控制及用户自定义功能块等。系统实现了电磁阀控制以及参数越限报警等功能。
（3）人机接口
HMI系统中包含主工艺画面，各系统送气压力、liuliang，供气压力调节等多幅画面，画面直观、丰富，具备PID在线调节、在线显示调节曲线功能，包括过程量变化趋势的实时趋势曲线、历史趋势曲线。
（4）报表打印
以报表形式绘制报警记录、历史记录画面，调节间数据报表。实时趋势曲线和历史趋势曲线可随意设定时间段，打印在线趋势，历史趋势曲线。
3软件设计
根据该系统具体情况，PLC系统软件设计过程中着重要考虑的是以下几个方面：
（1）数据采集及工程量转换
（2）PID算法
（3）liuliang温压补偿计算以及liuliang的累积计算
对于系统中的逻辑控制选用梯形图（LADDER）编程，直观、方便；对于PID回路控制liuliang温压补偿计算以及liuliang的累积计算部分则采用语句表（STL）编程，结构紧凑而又灵活。
PID调节是该系统中为重要的控制程序，特将PID算法作一重点介绍。
3．1PID算法
STEP7提供了两种常用的PID算法：连续型PID（FB41）和离散型PID（FB42），根据实际要求，选用的是FB41。并在组态王中使用画图功能模拟一个PID调节器的操作面板，完成PID调节控制中的手/自动切换、给定值输入、手动输出值输入、PID参数（比例系数、积分时间）输入等功能。
PID算法的输出实际上是比例（P）、积分（I）、微分（D）三部分作用之和：
Mn＝MPn＋MIn＋MDn
MPn ＝ GAIN（SPn－PVn）
MPn ＝ GAIN TS／TI（SPn－ PVn）＋ MX
MDn ＝ GAIN TD／TS（PVn－1－ PVn）
Mn：第n次采样时刻的输出值。
MPn：第n次采样时刻的比例作用，与偏差成正比。
MIn：第n次采样时刻的积分作用，可以消除静差，tigao控制品质。
MDn：第n次采样时刻的微分作用，根据差值的变化率调节，可抑制超调。 SPn：第n次采样时刻的设定值。
PVn：第n次采样时刻的过程值。
MX：第n－1次采样时刻的积分作用，每次采样计算后自动刷新。
GAIN：回路增益，P参数。
TI：积分时间常数，即I参数。
TI：微分时间常数，即D参数。
TS：采样时间。
从上面的公式中可以看出，参数P（GAIN）与P、I、D作用都是成正比的，它决定了PID回路的灵敏度，即调节速度的快慢；I参数越大，积分作用越弱，而D参数越大，微分作用越强。不能单靠理论计算来确定PID参数，唯一的衡量标准就是被控参数（压力）的精度和稳定度，在实际调试中，都是参照被控参数的实时曲线，反复观察分析，从而达到佳的控制效果。
4采用该系统的意义
（1）计算机化管理使得系统信息储存量大，数据采集与反馈及时、准确，系统的生产数据可实现长期保存，有利于生产数据的历史查询和故障的即时排除；
（2）该系统投入运行后，通过计算机显示与控制，tigao了过程自动化的程度，可实现无人调节操作，减少了操作环节，降低了运行成本，使系统的管理和控制上了一个新台阶。
一.行业概述
大面积真空镀膜在我国有极其重要的意义.涉及的行业也很广,如玻璃,太阳能,钢铁,印染等.特别是玻璃行业它,它是许多行业的基础.直接影响到的行业有建筑,彩电,液晶,电子,光学仪器等.特别现在流行的LOW-E幕墙玻璃,不仅和建筑的格局,室内的采光,更涉及其空调的安装的和节能。大面积真空镀膜工艺的解决具有其重大的实际意义.
二.系统配置
在可监控大面积真空镀膜工业控制系统中,其电气系统图如下:
在整个系统中,1.监控系统采用工业PC及Wonderware 的intouchbbbbbbsviewer系统。具有数据采集和实时监控功能.
2.PLC控制部分采用AB公司的SLC 5/04。具有强大的组态功能。
3.传动部分必须用变频器驱动,这样能根据工艺的要求很方便的调节整个传动的速度.
4.通讯部分采用DH-485通讯模式。
整个系统的设计应该说很完善了.在实际环境中使用半年,效果完全不是预想的那样。监控系统的通讯时间特别长且经常无来由的通讯中断,不仅不能正常的采集数据，更谈不上实时监控。生产出来的废品很多，重做花费的时间更多。根本谈不上生产效率。
三．解决方案
在长期的实际观察中，发现出现通讯中断时，并不是因通讯器件的损坏引起的。慢慢发现一些规律：在启动溅射时引起的通讯中断的次数多；是在有溅射其间的通讯中断；其它一般是有器件损坏或通讯线连接不可靠。还有一开机通讯连不上的情况也有发生。
分析结果：
1.溅射镀膜设备的电磁干扰。在真空镀膜必须配备了溅射镀膜设备,溅射电源经过整流、斩波、逆变得到30K的高频高压电。溅射设备的电源对外形成特别强电磁干扰。
2.整个工业环境电磁污染严重。在整个控制系统中，存在大量的继电器和高速脉冲。这样一来使的通讯不能正常的工作，或者在通讯过程中串入的脉冲改写了通讯的数据。导致其系统的通讯性能差。
3. 通讯的传输速率慢。
解决方案：
重新采用加强型高速数据网络DH+模式。其通讯数据传输率达到230.4KBPS。它是广泛适应于工业环境下的一种网络通讯模式，具有很强的抗外界电磁干扰能力。适合电磁污染严重工业环境下使用。在使用DH+工业局域网通讯模式来实现整个网络的数据采集和实时控制.要求所有的连接入网的通讯器件必须按DH+的协议通讯和通讯接口。PLC是AB公司的SLC5/04,它本身就有内置DH+通讯接口。变频器没有通过PLC，而是直接连入该网络的器件。在了解几种不同品牌的变频器后，采用AB公司的1336PLUSII型号的变频器。
修改后的效果:
在实践使用中，效果很好。到目前已经使用4年，从数据采集到实时控制，通讯都很稳定可靠。变频器及各部件运行正常可靠。生产部操作技术人员使用很方便。从生产的效率来看，年生产量可达280万平方米。完全达到规模化连续生产的能力。
四.1336 PLUSII变频器特点：
1. 无速度传感器矢量控制。
2. 功率从0.37-448KW。
3.运行固件存储在新的技术水平的闪存中。用户可以通过INTERNET(互联网)或当地的销售处获得新的固件文件,使用计算机或固件下载模块(1336F-FDM)简单的升级变频器的固件。
4. 远程适配器。由不同的选件，有许多不同的适配器。1336 PLUSII变频器有专用与DH+通讯远程适配器。
从1336 PLUSII变频器特点来看, 无速度传感器矢量控制是当今变频器流行的控制技术;功率从0.37-448KW,当前使用的普通电机功率基本上都被包含,无特殊要求的场合下使用的电机,都可以在1336PLUSII变频器找到对应的型号;运用闪存技术,用户可以很方便升级其变频器的运行固件;远程适配器对应不同的选件，可以适应不同的通讯模式。
六.技术展望
1．工业控制和远程控制的结合
现在，许多工业控制和远程控制的结合取得了很好的成绩.有直接在互联网上解决公司的技术故障。工程师或其技术人员可以在外地通过互联网进入自己公司的网站，输入密码，点击其设备的运行情况。这样就可以做到对设备的运行情况了如指掌。
2．工业控制和无线通讯的结合。
直接利用移动电话来接受你的设备运行信息或报警信息。这是目前要开发的技术。我们可以通过短信的形式将设备的运行信息和报警信息直接发送工程师的移动电话。以便工程师能及时地了解到设备的运行情况。不出现任何延误地处理设备出现的故障。
3．工业控制和远程控制，无线通讯的结合
这是在第1点和的第2点的技术结合。它的实现可以让工程师,无论是在公司内，还是在出差中,都可以随时随地了解到公司的设备运行情况和报警信息,更重要的是又能在千里之外没有任何延误的解决设备出现的故障。这样，对正在使用的生产设备是一个特别及时的解决办法，也会给公司的损失减少到低，甚至能节约很大的人力和财力。设备工程师和技术人员不用天天看守设备。处理故障的特别及时。可以做到在家里工作就能维护设备。给公司带来很大的方便。这一点必将在以后的应用中产生巨大的影响，在工业控制领域创造一个前景广阔的市场。
1 引言
在金属等材料切削成型加工领域，珩磨加工属于精加工后期的精整加工，其目的是为了获得更小的表面粗糙度，并稍微tigao精度。珩磨用刃形和刃数都不固定的磨具或磨料进行微小加工余量切削的方法。
2工艺原理
珩磨用镶嵌在珩磨头上的油石（又称珩磨条）对精加工表面进行的精整加工，又称镗磨。珩磨主要应用在对孔的加工,但根据需要有时也用珩磨来加工外圆, 平面, 锥形孔和非圆孔(例如转子发动机的非圆孔珩磨）。珩磨加工不一定要对所有的孔有珩前要求,珩磨需要根据加工要求, 要能改善尺寸精度，形状精度, 表面精度，甚至位置精度。几乎所有在工业领域应用的工艺材料都可以用珩磨加工。根据不同的工件材料选择相应的切削砂条，使得珩磨可对硬质处理和未硬质处理的钢，铸铁，青铜，轻金属，粉末合金及镀铬或者其它镀层的金属进行加工。加工的尺寸范围为直径1－2000mm，长度至24米的工件。珩磨的应用范围已扩展到了整个金属加工工业领域。主要的应用领域为：汽车工业，刀具及机床加工工业，液压及气压器件生产以及航空航天领域。在空气压缩机和电机的生产制造中珩磨加工也得到了广泛应用。
3 方案设计
由中达电通公司开发的卧式精密珩磨机，具有较高的工作效率和工作性能，该系统不但jingque珩磨工件内圆，能够jingque检测工件内圆的“凸点”，加工效率也远远超过内圆磨床。基于中达机电技术的自动化卧式精密珩磨机如图1所示。
图1 自动化卧式精密珩磨机
3.1控制系统的核心工艺及控制分析
系统要求珩磨和“凸点”检测进行，珩磨的厚度主要由珩磨油石、油压控制检测的光栅和PLC共同实现，由于台达32EH00M伺服控制专用PLC系列能够接收2信道差动输入，无需其它转换电路，光栅尺信号可直接接入PLC，且将伺服驱动的分频输出直接输入PLC，以便实时检测机台的位置。在实际的珩磨过程中，因工件内圆的“凸点”存在，由此形成珩磨变频马达电流瞬间的一个峰值，利用系统核心PLC记忆该电流峰值形成时的位置，控制伺服小车在此“凸点”珩磨摆动的次数，达到预期的珩磨精度，也可以根据光栅尺内圆半径的检测，自动研磨至设定的厚度。该系统采用变频负载/电流线性对应关系，完成了对加工工件内圆的“凸点”检测。台达V系列变频为全矢量高性能的驱动，能够快速jingque反应出负载电流的变化，而台达PLC采用通讯方式快速采样变频器电流为该系统的关键所在。
3.2控制结构设计
控制结构参见图2。
触摸屏 /DOP
3.3硬体控制方案
PLC ：DVP32EH00M台达伺服专用。
变频器 ：VFD075V43台达全矢量控制型。
伺服系统：3000W/台达中惯量系列。
系统电控柜参见图3。
图3伺服系统电控柜
3.4 人机界面设计
关键的控制参数如图4、图5、图6所示。
图4 系统监控主页
图5 伺服参数画面1设置
图6 伺服参数画面2设置
3.5主要技术规格
（1）加工孔径： 3-250mm
（2）大加工长度：2500mm
（3）主轴转速： 50-600转/分，无级调速
（4）珩磨速度：1.00m-22m/分
（5）主轴功率： 7.5KW
（6）机台功率：3KW
（7）油泵功率：400W
4结束语
方案研发运行结果说明，系统设计达到预期设计效果。该机床可以加工各种材料的内圆工件，从淬火钢、硼铸铁、硬质合金、陶瓷到铝合金、青铜、有机玻璃等硬软材料，以及其它难加工材料的内圆工件。由于台达PLC/EH系列提供大容量掉电保持数据寄存器（8000项），控制系统性能具有无须其它外设即可实现用户工艺配方的存储，方便现场生产的灵活调度的特点。