西门子6ES7216-2AD23-0XB8货期较快
1概述
胶囊是轮胎加工时必备的配件，在轮胎硫化过程中，胶囊需要经受反复的膨胀和收缩、拉伸等变形，还要经受急剧的升温和冷却，对胶囊有很高的性能要求。
胶囊硫化是胶囊生产中重要的一道工序。胶囊硫化是将胶囊的胶料经过适当加工后制成的半成品在一定的压力和温度条件下，通过化学作用，将半成品制成胶囊外型，并获取符合轮胎加工的使用性能的工艺过程，胶囊硫化是胶囊获得优质的使用性能的关键工序。
胶囊硫化机是完成胶囊硫化所需的设备。胶囊硫化机通过控制上芯杆、下芯杆和主油缸的动作，组合成一定的芯模腔，形成胶囊硫化所需的压力。通过控制蒸汽的进入以控制硫化所需的温度。硫化过程包括合模、紧模、保压硫化、启模等。
对现代硫化机有以下要求：
高质——能严格按照工艺参数工作，保证硫化质量，降低次品率；
高效——能tigao工作效率，减少各环节的工作时间，tigao生产率；
低故障——故障率低，能尽量减少人为操作不当引起的故障，tigao设备的稳定性；
远程监控——能远程监控各硫化机的当前状态，并记录近一段时间的工作参数，便于查询，实现精益控制。
目前国内很多胶囊硫化机依然采用传统继电器电路控制，无法进行jingque的压力、温度和时间控制，胶囊质量得不到保障，并且故障率高。也有部分硫化机采用PLC控制，但模拟量采集模块精度不高，网络延展性不好等因素，也限制了硫化机的性能。
2 系统设计
大部分胶囊硫化机采用液压系统。液压站包括电机和泵、电磁阀、换向阀、蒸汽阀等。液压站通过油路管道，来控制上芯模、下芯模和主油缸的升降动作。蒸汽阀控制蒸汽管路的通断。压力变送器和温度变送器用于采集系统的压力和温度。系统控制图如1所示。
胶囊硫化机控制系统采用LM系列PLC。LM系列PLC是和利时公司利用多年自动控制经验，经过多年研发，于2004年推出的新型小型一体化PLC。LM系列PLC以其性能稳定、质量可靠等优点，广泛应用于众多行业中，赢得了广大用户的好评。
根据输入输出点数，选择40点CPU模块LM3109和4通道模拟量输入模块LM3310。控制系统的开关量输入主要包括运行方式切换按钮、设置按钮以及各动作按钮等。系统的模拟量输入包括温度变送器信号输入和压力变送器信号输入。系统的输出包括电机、电磁阀、指示灯等。触摸屏用于输入参数，监控当前运行状态和时间。计算机作为远程监控的设备，可以与PLC连接，用于保存和监控胶囊硫化机的运行状态。
CPU模块：LM3109，本体集成24 DI / 16继电器DO，其输出有4个公共端，具有一个RS232端口和一个RS485端口。
模拟量输入模块：LM3310，4路AI，可以采集0~10V、0~20mA、4~20mA等模拟量输入信号。
3工艺流程控制
胶囊硫化机的控制，主要包括在硫化各个阶段，实现对压力、温度和时间的jingque控制，完成故障检测报警和参数记录以及通讯工作。
硫化机可以实现手动/自动两种运行方式。
手动状态下，上芯杆、下芯杆和主油缸均可实现升降的独立动作。硫化过程各步骤结束后返回总停状态而不会自动跳入下一步骤，需要手动按钮才能进入下一个步骤。
自动状态下，上芯杆、下芯杆等为组合动作而非独立动作。硫化过程的各步骤完成后能自动进入下一步骤而无须人工进行操作。在自动状态下，无法实现主油缸的升降动作。
在自动状态下，按下快速合模按钮后，硫化机开始自动工作，压力开始上升，当达到一定压力后自动转为高压紧模阶段，此时打开蒸汽阀，温度开始上升。当高压紧模时压力继续上升到设定值以后，自动转为保压硫化阶段。在该阶段，先判断温度是否达到设定值，假如没有达到，则继续升温，当温度达到设定值以后，进入保压硫化保持阶段，这个时候开始计时。当时间到达设定值以后，保压硫化结束，开始自动启模，其时间可设定。自动启模完成后，设备返回总停状态。这个时候可以人工按启模等动作按钮，完成后续脱模、晾模和上料工作。其工作流程图如下图所示。
胶囊硫化机控制系统可以实现多种报警，包括压力过低报警、升温超时报警、温度过低报警等，为系统自我诊断提供方便。
4系统特点
利用LM系列PLC设计的胶囊硫化机控制系统，与目前绝大部分胶囊硫化机设备比较，具有如下优点：
1、 温度和压力控制精度高。
压力、温度和时间是硫化控制的三要素，其中压力和温度都需要通过模拟量模块采集至PLC。压力和温度控制的精度，决定了胶囊的使用性能。LM系列PLC模拟量采集模块LM3310采集精度高达0.2%，高于目前绝大部分品牌的PLC模拟量采集模块的精度。高精度的模拟量采集性能，为生产高质量的胶囊提供了保障。
2、 具有丰富的网络接口。
现代化企业对生产的管理要求越来越高，为加强技术管理与监督，tigao产品的质量和设备的稳定性，就要求设备能提供丰富的网络接口，满足其监控需求。LM系列PLC的CPU模块LM3109本体就自带RS232和RS485串口，可独立实现通讯。既可实现本地设备的监控需求，也可满足远程网络监控需求而无须添加其余模块。G3系列PLC还有现场总线扩展模块和工业以太网扩展模块，为满足一些特殊需求提供了便利。
3、 可实现本地保存工艺参数。
LM系列PLC的CPU模块LM3109自身带有6K的掉电数据保持区，可实现工艺参数的本地保存。为特殊状态下数据保存提供了方便。LM3109还具有实时时钟功能，能记录和显示当前时间。
4、 快速的输出性能。
硫化过程有大量的机械动作需要控制，包括高压泵和低压泵电机的启停，蒸汽阀、液压阀的开合等。PLC从信号发生到响应是有一定延时的。在大部分情况下，这种延时不会带来太大的影响。但在某些时候，诸如当压力到达硫化压力，高压紧模结束转为保压硫化的时候，需要高压泵立即停止。瞬间的延时都可能导致压力继续快速上升。压力过高，胶囊硫化时可能产生老化，脱硫等不利影响。这个时候就需要PLC在判断到压力到达后能立即输出信号，停止高压泵的动作。LM系列PLC拥有高性能的输出特性。LM3109具有立即输出功能，即可以不受扫描周期的影响而立即输出信号，缩短了信号响应的时间。CPU独特的通讯处理，使得在与触摸屏或者计算机通讯时不会占用PLC程序运行时间，PLC程序不会中断，同样tigao了设备的实时性。
5 结束语
某橡胶集团是我国轮胎生产行业的企业，某有限公司是这个集团下属的一家轮胎生产企业。和利时LM系列PLC用于此有限公司硫化车间的胶囊硫化机自动控制系统中，实现了胶囊硫化机的自动化控制和网络化管理，大大tigao了胶囊的生产效率和产品质量，实现了高质、高效、低故障率等要求。
1 引言
天然气发电机组是顺应国家节约能源的号召及当前能源紧张的局势下发展起来的。以往的小型发电机组大都以柴油机为动力，当前柴油供应紧张价格大幅tisheng，而大部分煤矿产生的天然气又仅仅通过燃烧的方式处理掉，无法有效的利用。针对以上情况国内某柴油机厂开发了以天然气为原料的天然气发电机组。本文介绍基于和利时公司LM系列PLC的天然气发电机组应用实例。
2 天然气发电机组自动化控制系统的组成
天然气发电机组监控系统主要有上位PC机、触摸屏、PLC组件（数据采集与控制部分）、现场仪表等组成，如图1所示。
该天然气发电机组监控系统要求上位机通过串口通讯的方式采集现场的温度、压力、速度、天然气浓度、蓄电池电压等数据，要求现场控制设备对以上参数作出判断产生相应的报警信号或是停机信号，对于各个参数报警值要求能通过上位机或是触摸屏修改并保存。该天然气发电机组控制系统以前采用单片机进行数据采集与控制，单片机程序的可读性差，系统不易维护，程序更改复杂。由于单片机控制系统的可靠性和抗干扰能力较差，在现场恶劣的环境下，该控制系统经常出现故障。对运行环境进行了现场考察和反复研究，在可靠性、稳定性、方便性等方面做了大量工作，提出了基于和利时公司LM系列PLC的解决方案，采用先进、实用、可靠的PLC组件进行数据采集与控制。
该系统需要与上位机、触摸屏通讯，现场共有31路温度信号，6路压力信号，2路4-20mA电流信号，1路高速输入信号，9开关量信号，由于1个CPU大只能扩展7个模块，故采用两个CPU分别采集，数据共享进行控制并且将相关数据通过串口通讯的方式送到上位机以及触摸屏。
如图1天然气发电机组控制系统图所示，PLC模块分为两组，上面为组PLC，下面为第二组PLC，共采用2个LM3109CPU，6个LM3311模拟量输入模块，4个LM3312模拟量输入模块，1个LM3310模拟量输入模块。系统的I/O点分配如表1及表2所示。
3 PLC系统介绍
上位机组态王监控软件与组PLC通过RS232口采用ModBus协议通讯，可以方便的监控和修改PLC的位状态和数据区数据，方便了客户管理层，tigao了设备的可靠性。
触摸屏与第二组PLC通过RS232口采用ModBus协议通讯。
两PLC之间通过RS485口采用无协议通讯，实现了两PLC之间数据的共享，间接扩展了和利时公司LM系列PLC的扩展能力。
为客户订制了压力传感器专用模拟量输入模块，方便了客户。
热电偶、热电阻模拟量输入模块具有断线、短路等检测，tigao了设备的可靠性。
4 PLC控制系统的优点
天然气发电机组自动化控制系统选用和利时公司的PLC取代了原系统中的单片机，较大程度地tigao了系统的配置，增加了系统的灵活性，能够更好地满足用户的需求。本系统有以下优点。
（1）采集精度、分辨率高
和利时公司HOLLiAS-LEC G3PLC模拟量模块误差在0.2%以内，采用16位精度的数据寄存器。
（2）采集速度快
和利时公司LM系列PLC模拟量模块采集周期小于500毫秒。
（3）可靠性高
本系统的控制核心是和利时公司LM系列PLC，能够在恶劣的环境中长期、可靠、无故障地运行，接线简单，维护方便，隔离性好，抗腐蚀能力强，能够适应较宽的温度变化范围，平均无故障时间间隔（MTBF）大于15年。
（4）功能强大
和利时公司LM系列PLC的编程语言遵从IEC61131-3标准，易学、易懂、易用。除了具有传统的指令表、梯形图和功能块图等编程功能外，还具有结构化语言和顺序功能图等编程功能。和利时公司的PLC系统提供了多种应用功能模块，包括各种通讯功能模块、可以具体到年月日和时刻的多种定时器和超长时间继电器等，方便了各种功能的实现，有利于缩短开发周期和节省程序容量。
5 结论
天然气发电机组监控系统的实际运行结果表明，基于和利时公司LM系列PLC自动化控制系统达到了预期的效果，实现了对天然气发电机组工作参数的采集与控制，具有先进、可靠、经济、灵活等显著特色。
一、自控系统的硬件选择
污水处理主要是顺序逻辑控制，这正是PLC控制的优势所在。在此工程中，PROFIBUS主站选S7-300PLC，分布式IO选用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO。DS300B系列是可扩展模块。PROFIBUS通讯适配器CC-PB-1.0带有标准PROFIBUS-DP接口，开关量、模拟量模块通过冗余的CANBUS进行扩展，多可以扩展16个模块。各种单独的模块之间可进行广泛的组合以用于扩展。人机界面选用昆仑通态品牌，并配北京鼎实公司的PROFIBUS转MODBUS桥接模块，使昆仑通态HMI连接到DP总线上。
二、总体控制要求及功能
污水处理厂自控系统的要求是对污水处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到要求的范围；在中控室发出上传指令时，将当前时刻运行过程中的主要工作参数（水质参数、liuliang、液位等）、运行状态及一定时间段内的主要工艺过程曲线等信息上传到中控室。功能如下：
（1）控制操作：
在中心控制室能对被控设备进行在线实时控制，如启停某一设备，调节某些模拟输出量的大小，在线设置PLC的某些参数等。
（2）显示功能：
用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及各现场的状态参数。
（3）数据管理：
依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，有利于优化曝气池的准闭环控制，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中去。
（4）报警功能：
当某一模拟量（如电流、压力、水位等）测量值超过给定范围或某一开关量（如电机启停、阀门开关）阀发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警。
（5）打印功能：
可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警实时打印。打印方式可分为：定时打印、事件触发打印。
三、系统构成及其布局
如果采用常规集中控制方式，将现场信号通过电缆连接到集中控制室内的PLC上，由于工艺线路长、现场控制点分布范围广，需要敷设大量的电缆及桥架，且现场环境恶劣、施工难度非常大。鉴于此，采用了PROFIBUS现场总线技术，根据工艺划分，系统共设了两个主站、两个子站、两个操作员站。主站采用CPU315-2DP，子站采用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO远程模块，用于现场数据的采集和控制，并借助PROFIBUS（工业现场总线），方便控制网络系统的建立。其自控系统见下图：
控制级主要功能是接收管理层设置的参数或命令，对污水处理生产过程进行控制，将现场状态输送到管理层。根据本厂工艺流程和总平面布置，结合马达控制中心MCC的位置和供配电范围，按照控制对象的区域、设备数量，以就近采集和单元控制为划分区域的原则，在曝气池旁中控室设主站PLC。在进水泵房、脱水机房设两座现场子站，主站与现场子站之间采用PROFIBUS-DP现场总线。现场子站采用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO，每个DS300B由1个PROFIBUS通讯适配器模块和其它若干数字量、模拟量输入及输出模块组成。
进水泵房现场从站PLC－1监控范围为粗格栅、进水泵房、细格栅、沉砂池等，其主要控制对象为粗细格栅间的粗细格栅及进水电动闸门、进水泵房的污水tisheng泵、沉砂池的排砂装置和砂水分离等设备，还负责进水水质如PH、SS（浊度测量）等参数的在线检测。其I/O配置为：DI＝138、DO＝58、A1＝16、AO＝4。
脱水机房现场子站PLC－2监控范围为脱水机房、储泥池，其主要控制对象为储泥池的搅拌器、电动阀门，脱水机房的进泥泵、输送机、浓缩机、加药系统等设备。其I/O配置为：DI＝48、DO＝16、Al＝8。
曝气池主站PLC监控范围为厌氧池、曝气池、鼓风机房，主要完成对处理工艺参数的监测控制，如对溶解氧、污泥浓度、pH值、ORP值等参数的测控。对曝气设备、搅拌设备、排水设备及剩余泵等进行操作控制，以满足对处理出水水质的要求。其I/O配置为：DI＝184、DO＝60、A1=24。
5、系统软件
计算机操作系统采用Microsoft bbbbbbs2000 Professional中文版操作系统。历史数据库采用Microsoft SQLServer2000中文版软件。上位机监控软件采用Wincc5.1组态软件来实现。
2）MCGS组态软件实现了对整个系统的开关量、状态量、电量、模拟量的采集和处理，并显示在工作站的HMI上；对一些污水处理厂重要的物理量如各个进水泵的电流、频率、出口压力等都实时显示在工作站的主界面上，便于调度员及时掌握系统的运行情况。
3）数据库服务器上安装MicrosoftSQL2000中文版数据库软件，用来储存整个污水厂重要的历史数据，通过MCGS与Microsoft SQL2000的通讯来读取历史数据。单独设计一个数据库服务器可以避免因为系统局部故障导致历史数据丢失现象的发生。
4）STEP7可以利用IEC-1131标准中八种编程语言中的6种（STL、LAD、FBD、CFC、SFC和SCL）进行编程。
6、结束语
通过应用北京鼎实公司DS300B系列分布式IO替代西门子ET200方案，在保证工程质量的前提下大大降低了硬件成本。此方案自控系统在该污水处理厂投入使用以来，运行至今系统稳定、可靠。设备具有调试简单、操作方便、使用安全、效率高、故障率低，污水处理效果好的特点，tigao了劳动生产率，由于软硬件均采用模块化结构，方便了工程技术人员的安装、调试和维修
概述：
拉幅定形机是印染厂必备的后整理设备，主要应用于纯棉、涤棉及其它混纺织物的拉幅与热定形，也可用于各种针织物的拉幅与热定形。随着纺织印染工艺的发展，市场需要高质量的拉幅定形机以满足工艺要求，我国纺织行业对定形机的年需求量为500台左右。且开始出口国外。
邵阳二纺机厂是国内早研制拉幅定形机的厂家。为满足市场对高性能拉幅定形机的需求，该厂开发了第八代产品—M5469型拉幅定形机，并已成功出口土耳其、巴基斯坦等国家。
该型号定形机采用的是积木式设计，并提供多种选用件供不同用户选用，来加工不同要求的织物。其公称门幅从1800毫米到3600毫米可供用户选用；适用于针铗、布铗或两用铗等多种铗体；应用于导热油、煤气、电及蒸汽等多种热源；公称速度为100米/分；烘房温控精度为设定温度的±1％。该机的进布区、导轨部分、烘房及落布区参考国际先进技术。
电气上采用国际流行的变频传动，其中Danfoss公司的同步控制卡，实现了主从的分链条同步位置传动，且其主从速比可任意设定，方便的实现不同的工艺要求。且PID与前馈控制参数可实现自整定，为调试和改造提供了方便。
定形机的工艺要求：
整套定形机系统包括：进布、上针（上铗）系统；轨道系统；调幅系统；热风循环系统以及出布系统。其中的电气控制贯穿始终，必须始终考虑的问题。在本应用中，电气控制系统采用交流变频分电源调速系统。主链条采用变频电机传动并作为全机主令机，传动花键轴附带旋转编码器作为其它跟随单元的速度信号。整套系统要求在恒转矩负载条件下达到1:10的调速范围，故障率低，维修方便，操作简单，性能稳定，同步理想。
图1. M5469型拉幅定形机
控制系统采用可编程程序控制器、触摸屏、变频器及按钮开关等控制全机动作。因为工艺的要求，导致对整条送布出布系统的主从同步控制的精度要求非常高。
Danfoss 变频器与同步卡的新解决方案与传统方案的比较：
传统的拉幅定形机，采用单轴传动，形式单一，在需要变速比的情况下，实现存在困难。故国际上以德国为代表的先进企业开始以分链条同步传动取代传统的单轴传动。
在这个大的趋势下，邵阳二纺机通过与Danfoss的技术交流，后决定采用Danfoss变频器加同步卡的方案来实现分链条传动。Danfoss同步控制有近十年的生产应用经验，技术成熟可靠，以在同类应用中广泛使用，完全满足邵阳纺机公司提出的技术要求，并提供可靠的后期维护和技术支持，可使用户放心使用。其变频控制柜实物图如图2所示，图3为主从分链条上布（负载）运行实际情况图。
图2.变频器接线实物图
图3.带布（负载）运行实际图
此次在拉幅定形机应用中的基本结构为：对主链条以单独变频器控制，并通过总线通讯形式，对其加以控制；在从动侧，以danfoss变频器加同步控制卡，在准确获取主从电机编码器信号后，对其加以运算，得出从动电机的速度与位置指令，实现主从电机的同步控制。其控制方式简单，设备一体化程度高，且运行可靠。且各种信息指令可方便的通过总线反馈给PLC和触摸屏等上位机，实现自动控制功能。
Danfoss 解决方案的注意事项：
因为在定型机中大量使用了变频器等电子设备，故对系统的电磁干扰十分的强烈，为使同步卡与变频器能正常地工作，一些注意事项希望用户与设备制造商在安装设备的过程中能严格遵守，避免在后期的使用中造成不必要的事故，节约人力与财力。
并且为使系统的运行在佳的状态，配以规范定期的检测，可保证同步卡与变频器运行在佳的效果，可以充分的发挥同步卡的优势，确保使整套系统为客户带来大的收益。
相关的技术细节请与Danfoss技术人员联系。
应用实例：
采用同步卡的定型机，以安装并使用在土耳其多家纺织企业中，以下是现场实景。客户对整套系统的性能表示满意，但因为前述的原因造成过一定的故障，但在客户按照Danfoss的要求改进后，收到了满意的效果。其代表性的应用，一个为落地式安装，另一个为架高安装。在架高安装的设备里，可在设备的下方存放原料，节约空间。以下给出落地安装的现场实景。
图4. 落地式安装
结束语：
由于采用了Danfoss变频器与同步卡的解决方案，使新型拉幅定形机实现了交流变频技术与PLC控制变频器同步调速，实现了各主从单元同步的jingque控制和主要工艺参数在线检测与监控，使其机电一体化和智能化水平有了质的飞跃。使生产更加符合节能与环境保护的要求。
M5469新型拉幅定形机的试制成功，使印染机械的研制迈入一个新的起点，它必将为各用户厂家带来良好的经济效益和社会效益，为tigao我国纺织品织物的档次和市场竞争能力展现了绚丽的发展前景。Danfoss为能加入其中，并希望在今后的同类应用与合作中，贡献更大的力量。