6ES7211-0AA23-0XB0详细解读
1前言
在工业应用领域,大部分机械设备都采用先进、实用的控制产品对生产过程进行控制,以提高设备运行的可靠性和生产效率。在农业应用领域,由于农机设备运行环境恶劣、操作人员技术水平偏低,绝大部分机械设备没有采用先进的控制产品,而是采用传统的手工操作和继电器控制。
中国是个农业大国,农机设备遍布大江南北。把性能稳定、质量可靠、功能强大的控制产品应用到市场巨大的农机设备中,对提高我国农业的自动化水平和农机企业的市场竞争力将会产生十分积极的影响。
本文介绍了和利时公司新一代小型一体化PLC在农用液压打包机上的应用,该应用在提高农机设备自动化方面取得了很好效果,具有很好的推广价值。
2系统概述
山东某液压机械制造有限公司是国内液压打包机械的企业,其生产的液压打包机行销海内外,得到用户的普遍好评。液压打包机广泛应用于棉纤维、亚麻、羊毛、纸边、服装、布匹、毛巾、麦草等松散物资的打包,为农用物质的仓储和运输提供了极大的方便。由于液压打包机一般应用在环境恶劣的室外或污染严重的生产现场,故对控制产品提出了较高要求。以前曾有自动化公司采用某国外品牌PLC对液压打包机的电气控制部分进行改造,但应用效果欠佳。我们对机器运行环境进行了现场考察和反复研究,充分考虑到了现场环境的恶劣性,在可靠性、稳定性等方面做了大量工作,提出了基于HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的控制系统。实际运行效果表明,该控制方案达到了预期效果,大大提高了设备的自动化水平。
液压打包机控制系统由核心控制单元PLC和用于操作的人机界面组成,核心控制单元应用和利时公司的G3系列小型一体化PLC,人机界面采用深圳人机电子有限公司的新一代文本显示器MD204L。PLC包括1块24点CPU模块LM3107和1块8路继电器输出模块LM3222,输入、输出信号详见表1。
3系统功能
采用PLC控制的液压打包机可以实现自动脱包、自动提箱、自动转体、自动踩棉等功能,并能对生产过程进行实时监控,完成自动诊断、自动报警和数据上传等功能。为提高电气控制系统的可靠性,根据客户的实际需求,将经常出现故障的所有可以替换的开关按钮全部转移到人机界面上,包括油泵的启动/停止、踩箱的启动/停止、油缸的上升/下降/停止、提箱、开门、关门等操作按钮。时间继电器的时间也在人机界面上设定,包括油泵电机启动延时继电器、踩箱电机避起延时继电器、踩箱电机断电延时继电器和油缸上升缓冲延时继电器。
液压打包机的控制部分包括油泵电机控制回路、踩箱电机控制回路、升降控制回路、提箱控制回路、预缷控制回路和开关门控制回路等,下面对各控制回路分别进行介绍。
油泵电机控制回路:通过文本显示器控制键盘的按键操作,按下“泵起”油泵电机的启动按钮,主接触器C1和Y接触器C2接通,油泵电机启动延时继电器,通过读取文本显示器上的时间值,并开始计时。时间到则Y接触器C2断开,△接触器C3接通,PLC的C2与C3两点互锁。按下“泵停”油泵电机的停止按钮,油泵电机正常停机。当电机发生过载或是有堵转情况发生时,主油泵热保护继电器RJ开关闭合,通过PLC程序控制主接触器C1立即断开,处于保护状态。故障排除后,重新启动、重新开机。当油缸超过上限或下限时,HC1和HC2都要在PLC程序控制中加以保护。通过设定油泵电机启动延时继电器的值可以任意改变Y—Δ启动转换的时间,保证佳转换状态。加上多重互锁和自锁,完成油泵电机的正常启动和运转,有指示灯显示电机的运转状态。
踩箱电机控制回路:通过文本显示器控制键盘的按键操作,按下“踩起”踩箱电机的启动按钮,踩箱过程开始,踩箱指示灯点亮,踩箱电机接触器C4接通,踩箱电机避起延时继电器读取文本显示器上的时间值,并开始计时。时间到,触发PLC内部中间继电器,踩箱结束,蜂鸣器H接通告知,踩箱电机断电延时继电器读取文本显示器上的时间值,并开始计时。时间到,循环结束,踩箱电机与蜂鸣器H停止复位。按下“踩停”踩箱电机的停止按钮,所有的时间继电器及中间继电器均复位,踩箱电机停止。我们可以对精度高达1ms的踩箱电机避起延时继电器和踩箱电机断电延时继电器任意调整,根据不同的工作状况选取不同值,极大地方便了用户操作,显著提高了生产效率。
上升、下降控制回路:上升与下降是两个的控制过程,由程序设计为互锁,以保证动作统一、安全。通过文本显示器控制键盘的按键操作,按下“上升”或“下降”按钮,箱体按程序动作,开始上升或下降,达到工艺要求。
提箱控制回路:系统提箱的控制必须保证在上升结束后进行,通过文本显示器控制键盘的按键操作,按下“提箱”按钮,提箱开始,当达到箱体上限位时,即为提箱结束。
预卸控制回路:按照工艺要求,预卸控制必须是在上升或提箱时间段以前进行。预卸全过程完全由PLC程序自动进行,油缸上升时即为预卸工序开始。读取文本显示器上的油缸上升缓冲延时继电器的时间设定值,开始计时,时间到预卸结束。
开门、关门控制回路:开门和关门是两个的控制过程,分别由文本显示器上的“开门”和“关门”操作按钮控制,内部中间继电器ZJ6和ZJ7互锁,分别完成开门和关门动作。
系统流程图如图1所示。
人机界面上的主操作画面和时间设定画面如图2和图3所示。
4结束语
该控制系统已经成功应用在农用液压打包机上,降低了操作人员的工作强度,提高了设备运行效率和安全性,降低了能源消耗,提高了产品质量。从液压打包机在现场的运行情况来看,和利时的小型一体化PLC质量可靠、运行稳定、运行效果良好,能适应农机现场的恶劣环境,在提高农机设备自动化方面取得了很好效果,具有很好的推广价值。
1引言
中央空调是对建筑物内空气进行调节的专用系统,它通过对风机、阀门、泵等设备的开、关及连续调节来控制室内温度、湿度,使之满足一定要求,从而提高人体的舒适度。随着人们生活水平的不断提高,越来越多的大、中型建筑采用中央空调系统,以达到夏季致冷、冬季取暖的目的。
为提高中央空调系统的经济性、可靠性及可维护性,需采用控制产品对中央空调系统的各个设备进行控制。早期的中央空调控制器多为就地式专用控制器和DDC控制器,它们具有控制功能简单、不易联网及信息集成度不高等缺点。随着计算机技术、控制技术和网络技术的发展,现在的中央空调系统都倾向于采用先进、实用、可靠的可编程控制器(PLC)来进行控制。本文介绍用和利时公司小型一体化PLC产品HOLLiAS-LEC G3控制中央空调的实例。
2系统介绍
国内某主要空调设备制造商为一建筑面积2.5万平方米的办公楼提供了一套中央空调系统,该中央空调系统包括1250000kcal/h蒸汽型溴化锂吸收式制冷机3台、吊顶式新风空调器11台、立式空气处理机组18台、风机盘管327台、管道式通风扇180台、消声型管道斜流风机2台、吊顶式空气处理机组32台。该中央空调系统的全套控制产品采用和利时公司生产的G3系列小型一体化PLC,采用40点的晶体管输出型CPU模块LM3108和其它扩展模块。
3系统组成
控制系统包括上位机集中监控和各机组本地PLC控制两部分,结构框图如图1所示。
上位监控系统由一台计算机和相应的监控软件组成,用于监控各机组的运行参数,并对PLC发出各种控制指令,以控制三台机组的协调运行。上位组态软件选用和利时公司的组态软件Focsoft3.1,上位机通过RS-485串口与各机组的PLC进行联网。上位机不仅显示各机组的运行参数及状态,还保存相关历史数据。
各机组PLC的I/O点数均为DI 20点、DO 20点、AI 14点、AO 1点,PLC在数据采集的基础上对相关设备发出控制指令,控制各机组的安全、经济运行。PLC将机组运行数据实时送往与之连接的人机界面(HMI)和上位监控计算机。PLC需接收上位计算机的协调控制命令。
为了满足以上控制要求,每套PLC包括一个40点CPU模块LM3108、一个8点DO模块LM3220、4个4点AI模块LM3310和1个2点AO模块LM3320。CPU模块自带2个串行通讯口,一个串口(RS-232)用于连接人机界面,采用标准的Modbus从站协议。另一个串口(RS-485)组成网络,与上位监控机进行通讯。
4控制系统主要功能与特点
上位机监控系统主要完成对工艺参数的检测、各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务,下位PLC主要完成数据采集、现场设备的控制及连锁等功能。
4.1系统主要功能
◆ 数据显示
显示3台机组的运行参数,包括冷水出口温度、冷水入口温度、冷却水出口温度、冷却水入口温度、蒸汽压力、蒸汽阀门开度,以及溶液泵、冷剂泵等所有屏蔽泵的运行状态和各种故障报警的详细信息。
◆ 历史数据的存储及检索
对重要的数据进行在线存储,数据的存储时间长为10年。可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式检索历史数据。
◆ 控制
根据设定的参数,并考虑经验运行数据,PLC应用反馈数据 (如室内温度)进行PID调节,以保证运行参数满足系统要求。控制系统有三种运行方式:就地手动、软手动和自动。就地手动就是通过就地手动操作设备对机组进行控制,软手动是通过PLC对机组进行手动控制,自动则是根据编好的控制程序自动控制相关设备的启、停及调节量。采用程序控制方式,杜绝冷剂污染,有效便捷地实现冷水、冷却水的变频控制。通过有效合理地开、停控制,达到启动速度快、停机时间短的目的,即能节省能耗,还能避免结晶,从而提高中央空调系统的安全性和经济性。
◆ 连锁与保护
各机组相关设备的启、停具有一定的连锁关系和时间顺序,该功能由PLC的连锁程序完成。为保证机组的可靠运行,对相关参数的越限采取保护措施,如冷水、冷却水与机组的连锁控制、冷却水系统与冷却塔的连锁控制等。
4.2系统特点
◆ 灵活性
本控制系统选用和利时公司的小型一体化PLC代替传统空调主机控制系统中的单片机,较大程度地提高了系统配置及控制的灵活性,能更好地满足不同用户的不同需求。明显缩短了程序开发周期。
◆ 高可靠性
控制核心HOLLiAS-LEC G3 PLC能够在恶劣的环境中长期可靠、无故障运行,并且易接线、易维护、隔离性好、抗腐蚀能力强,能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。
◆ 强大的功能
HOLLiAS-LEC G3 PLC的编程语言遵从IEC61131-3标准,易学、易懂、易用。除了具备传统PLC的助记符和梯形图编程功能外,还具有结构化语言和顺序功能图编程功能。PLC提供各种功能模块,包括各种通讯功能选择、通讯参数设置,以及可以具体到某年、某月、某日、某个时刻的多种定时器和超长定时器等,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。
◆ 优良的开放性
上位软件Focsoft3.1支持DDE、OPC、ODBC、SQL,并提供丰富的API编程接口,方便接入其它系统。
5结束语
该方案已经成功应用于中央空调的控制系统中,运行效果良好。实现了对空调主机的控制及三台主机之间的协调控制,具有先进、可靠、经济、灵活的显著特色。监控人员可以对中央空调进行远程监控,提高了中央空调的可靠性。
1、概述
电熔磨削复合机床是专门用于加工有色金属,以及其它超粘、超硬、超脆、热敏感高等特殊材质材料,解决了一些采用传统的车、铣、刨等加工方法不能满足加工要求的问题,是一种新型复合多用途磨削机床。
由于机床在电熔放电加工时,电流可达几百甚至几千个安培,产生的强烈电磁辐射严重干扰着控制系统。为此,采用了抗干扰能力强的HOLLiAS-LEC G3系列PLC做为机床的控制核心,保证电熔磨削复合机床能正常工作并达到有关国家标准。
本文介绍和利时公司小型一体化PLC HOLLiAS-LEC G3系列产品用于电熔磨削复合机床的应用实例。
2、系统组成
系统由1块24点的高性能CPU处理器LM3106(14点开关量输入和10点晶体管输出)、1块2通道的模拟量输出模块LM3320、1块8点开关量输入模块LM3210,实现对电熔磨削复合机床的控制。
主控单元PLC配置图如下:
和利时公司小型一体化PLC HOLLiAS-LEC G3系列产品
3、系统控制原理
机床运动控制系统由四大部组成:机床主轴运动控制、砂轮主轴运动控制、头架主轴运动控制、工作台运动控制。
1、机床主轴运动控制
机床主轴是由一台5.5KW的电机驱动,转速的变化由5.5KW变频器调节,变频器的控制信号来源于模拟量输出模块LM3320的通道。由于在电熔放电加工过程中,主轴放电盘与工件头架是处于非接触状态,且两者间需保持一定的相对运动(线)速度才能保证正常加工,主轴转速随工件头架转速的变化由PLC系统作相应调整。PLC是根据旋转编码器测量反馈的当前工件头架速度信号适时调整变频器的输出驱动频率值,从面保证机床主轴变频电机能以要求的速度平稳运行。
控制原理如图:
2、砂轮主轴运动控制
砂轮主轴只须获得恒定转速,控制7.5KW交流异步电动机。
3、头架主轴运动控制
为保证加工精度,Φ32∽Φ320mm的工件需以恒定的线速度转动,头架主轴的转速是根据被加工工件的直径由PLC系统自动控制,由编码器自动调整。控制信号是模拟量输出模块LM3320的第二通道控制头架电机的驱动变频器调节头架电机转速。
控制原理如图:
4、工作台运动控制
工作台的纵向运动控制(Y轴)系统要求快移速度Vmax=4M/min,由和利时电机公司的直流伺服电动机驱动。选用1024线脉冲编码器,配5倍速倍频器。
5、系统实现及调试过程
机床系统操作界面采用触摸屏直接与LM3106的RS232通讯口相接,用于对加工工件的参数设定、控制操作以及显示机床的运行状态。
部分程序梯形图如下:
在系统调试方面:
由于该系统是运行在安全系数特别高的工作现场,必须经过严格测试、严密调试。应用和利时G3系列小型一体化PLC的编程软件PowerPro特有的仿真调试功能(如图),将程序系统调试,保证了到设备应用的可靠性,确保了安全生产的稳定可靠。
5、结束语
经过一段时间的调试和试运行,由HOLLiAS-LEC G3系列小型一体化PLC组成的控制系统已成功应用于该机床。实践证明,该设备功能完善、性能稳定、质量可靠,具有很好的性价比。