6ES7211-0AA23-0XB0实体经营
系统功能图如图2所示。
上位机功能是开piao、提单管理等;PLC功能是提单的存储、验证、交易记录的产生、数据采集、过程控制等。操作器主要功能是提单的输入、操作器参数的设置和数据显示等。现场启停按钮、防静电溢油装置等一次仪表与PLC连锁,达到安全控制的目的。
3 可编程控制器(PLC)控制系统
本系统的可编程控制器(PLC)选用德国西门子公司的S7-300系列PLC
软件采用STEP 7梯形图软件。其组态如图3所示:
PLC完成的主要的功能有:与上位机数据交换、数据验证,人机界面,过程控制,掉电保护。
3.1 与上位机数据交换
PLC与PC之间通过RS485转RS232通讯方式联机,通讯模块我们选用的是CP341,接收功能块为FB7,对应背景数据块为DB7,FB7的"P_RCV_RK_DB".EN_R一直处于接收状态。发送功能模块为FB8,对应背景数据块为DB8,"P_SND_RK_DB".REQ只要在正确发送完成以后才能为1。
通讯协议采用半双工的RS485连接,格式如下:
(1) 通讯参数
9600,8,1,n.
(2) 帧格式:
同步码ffH,ccH(2字节)+地址码(1字节)+回路号(1字节)+长度码(1字节)+命令码(1字节)+数据+效验码(1字节)。
长度码:命令码字节数+数据的字节数
效验码:从地址码到数据后字节之和。
(3) 通讯方式
采用问答方式进行数据交换,应答过程如表1数据交换过程:
表1 数据交换过程
PC机 PLC
1 循检 -><- 上传状态
2 循检 -> <- 上传数据
3 下传数据 -> <- 应答(68H)
3.2 数据验证
CPU把接收到的提单数据与提单数据缓冲区的内容进行比较,如果有相同的信息就通过验证同时清楚缓冲区数据,没有则返回提单错信息。数据比较的采用指针的方式。
L 0
T #count
L #db_no
T #No
OPN DB [#No>
//提单数据缓冲区
LAR1 P#DBX 0.0 //起始地址
L #dbb_no
L 8
*I
TAR1
+I
LAR1
main: OPN DB [#No>
L DBD [AR1,P#0.0>
L #cop_addr //提单号
==D
JC en_r
+AR1 P#30.0
//缓冲区提单信息数据大小
L #count
INC 1
T #count
L #loop_num //缓冲区提单数量
L #count
>I
JC main
BE
en_r: OPN "提单"
L DBB [AR1,P#4.0>
T #com_addres
3.3 人机界面
操作器为我公司开发的人机界面控制器,提供标准的RS485接口。PLC与操作器之间通过RS485通讯方式联机,CP341为主动循检方式。由于CP341与操作器之间的通讯是一对多的(实际应用中为16个),为了提高通讯速度,我们采用了功能分时的方法:对工作中的操作器每周期循检,对空闲的操作器统一循检工作标志。协议如下:
(1) 物理连结
物理连结为一对双绞线的RS485连结
通讯参数 9600, 8,N,1
(1) 信息幀结构
采用MODBUS协议
l 一幀数据由地址,功能码,数据,校验码组成如表2所示:
表2 信息帧结构
地址 功能码 数据区 CRC
(8位) (8位) N*8 (16位)
注: 地址:是信息幀 的字节,从0~255, 每一个从机只有一个地址,只有
符合地址的从机才回信息 0 代表广播地址,从机不回信息
功能码:主机告诉从机执行什么任务
数据区:是跟任务有关的数据
CRC:计算从地址一直到数据结束
3.4 掉电保护
西门子的S7-300系列PLC的DB数据区为记录存储区,CPU掉电时数据仍保持在数据区内,这样我们可以把重要的数据和标志放在DB区,PLC重新启动时,CPU自动回复到断电时状态,当然在OB100里要做判断,记录数据不能被初始化。在实际的工程中通过反复的测试,完全达到预期的目的,同时节约了UPS的费用。
3.5 过程控制
逻辑控制是PLC的基本强大的功能,所以控制过程根据工艺要求编写就可以顺利达到控制目的。控制的要求很简单就是控制发油的精度小于等于0.3%、质量计算、消除水击现象和故障保护,其控制过程示意图如图3所示,控制流程框图如图4所示。
1. 公司介绍
巨石集团有限公司是玻璃纤维的制造商,作为亚洲玻纤的企业,多年来一直在规模、技术、市场、效益等方面处于地位。巨石集团的主要产品有:中、无碱玻璃纤维无捻粗纱、短切原丝、玻璃纤维连续毡、针织复合毡和短切毡、乳剂型和粉剂型短切毡、方格布等增强型玻纤产品,以及电子级玻纤纱,共有20多个大类近300种规格。产品销往全国20多个省市,并远销北美、中东、欧洲、东南亚、非洲等区域的50余个国家和地区,产品出口占总销量的三分之二。
巨石集团二分厂FA产品的使用非常广,DCS、西门子PLC、施耐德PLC等都有应用。对于三菱的QPLC和伺服等产品也有着广泛的使用。
2.设备说明
隧道烘箱机是用于玻璃纤维的加热,系统对温度控制的要求比较高,因此系统是采用PID恒温控制。整个系统的工作原理如下:首先原料通过轨道小车运送到隧道,闸门开始关闭,待闸门完全关闭后开始打开阀门用蒸汽进行加热,由于玻璃纤维不可能一次加热成型,因此整个加热过程分15段逐级加热,每一段对温度的要求温度都不一样,为了系统更加可靠,每一段隧道都安装了上、下两个温度传感器,温度传感器把检测到的温度转化为电信号送到温度模块Q64RD,其温度值写到设定好的PLC的数据存储器D当中,PLC把接收到的两个温度进行求平均,把得出的温度平均值与温度设定值比较,并根据设定好的PID参数进行PID运算,后通过Q68DAI模块把PID运算得出的输出控制MV转化为电流信号,用以控制阀门的开度,从而达到恒温控制的目的,因为一共分15段加热,所以整个系统一共有15个PID回路,每个回路的控制原理是一样的。
这样的隧道烘箱机一共有12套,12套隧道烘箱机通过以太网连接成为一个系统,通过以太网能够向上位机高速传输数据,达到上位机对系统进行实时监控的目的。
3.系统配置图
该系统使用了三菱的Q02CPU,智能功能模块Q64RD、Q68DAI,I/O模块QX40、QY40P和通讯模块,系统硬件I/O分配图如下图:
该系统的特点是使用的模块很多,要向上位机传输的数据也非常多,12套PLC中每一套PLC就要传输30个温度测量值和15个温度平均值,还有PID参数以及许多开关量和报警信号等等,为了满足大量数据的高速传输,我们采用了100M以太网进行通讯,不但能满足系统对监控的实时性要求,还大大减少了系统配置和布线的麻烦。
4.调试情况和体会
(1)对各个智能功能模块要进行初始化设置,使用实用程序包对各个智能功能模块的参数进行设置,可以免去编写梯形图的麻烦。一共有两项设置:初始化参数设置和自动shua新设置,如下图
(2)对于Q68DAI模块,为8通道模拟量输出,使用时必须要把数模转换允许标志Y0~Y8置“1”才能正常进行数模转换。在智能功能模块参数设置好以后,发现有一个Q64RD模块出错,经检查,原因是自动shua新里设置的数据寄存器D50,在梯形图程序中使用到,产生地址冲突,改正过来后问题得到解决。
还有一些温度模块传送到数据寄存器的温度为0或-2000,为厂方温度传感器接线的错误,接线改正过来以后,问题也得到了解决。
(3)通讯采用以太网,因此必须设置网络参数,设置如下图
在Ooerational setting中设置IP地址,如下图
5.用户的反馈
以太网的使用,不但提高了通讯的速度满足大量数据传输的实时性要求,还大大简化了配置和布线,缩短了工程的开发周期,按时并高质量地完成了任务,客户对此十分满意。
1. 公司介绍
上海海润印shua机械有限公司是一家专做印shua机械的公司。该公司主要产品有单张纸凹印机、圆压平烫金机、模切机和其他印shua包装机械及印前印后设备,在行业内有一定的影响。特别是对一些进口二手设备的改造方面,有较强的资源优势。
在该公司的产品中,包含了常规的变频、伺服系统、PLC系统、触摸屏等FA产品。同时,根据不同的产品,会有不同的要求,FA产品的使用情况也不同。
2. 设备说明
双色凹印机是用于对单张纸的凹印印shua,整个系统包括飞达、一色组、二色组、收纸等部分四个部分,其中主要包含:主传动、送纸、印shua、收纸、纸张检测、气路、油路、风机等控制线路组成。
主传动由一台35KW的变频器控制,提供整个机组印shua过程中的传动动力,其包括了飞达部分的送纸传动、印shua滚筒的转动、收纸机构。送纸部分,主要有主副台板的控制,以及纸张的早到、晚到、跑偏、双张等检测功能。同时在部分还包括了纸张计数、生产产量的生产信息的监视功能。
印shua部分,主要包括了印版的上版、换版功能,以及有关的调版功能。同时还有其他的辅助功能,如墨量控制、匀墨控制、印shua控制等功能。收纸部分,主要包括了收纸机构的自动速度跟踪控制,收纸主副台板的控制等功能。
图一 双色凹印印shua机组
3.系统配置图
该系统使用了三菱的QPLC、四个CC-bbbb远程站、触摸屏、变频器等自动化产品。所有现场的信号,都通过CC-bbbb现场总线的方式输入主站中。其基本配置如下图所示:
图二 系统配置图
4.调试情况和体会
系统由于采用了CC-bbbb现场总线的方式,在布线时,所有的I/O点采用就近接入远程模块中,差错发生较少,也很容易进行查找。
在调试中碰到的大问题是触摸屏的级连问题,本系统中,在送纸、一色组、二色组都有F930触摸屏充当人机界面系统。在实际调试过程中,开始经常会碰到通讯通不上,经过仔细分析后,硬件上,除了全部采用屏蔽电缆外,RS232通讯时,尽量缩短电缆的长度,并且走线时,避开动力电缆;RS422通讯时,采用屏蔽双绞线的方式,并且并上匹配电阻。软件上,在触摸屏的设置上,让触摸屏按照通讯的先后顺序进行初始化。经过这两方面的处理后,问题得到了解决。
经过采用先进的现场总线技术,可以避免许多安装上的问题;同时,通过对问题的解决,也给了我一些安装方面经验,必须严格按照规范进行施工,否则是自找麻烦。
5.用户的反馈
系统从在厂里调试成功,至运到用户那里安装完毕后,开始生产至今已有三年时间,系统运行稳定可靠,取得了较好的效果,生产厂家及用户都比较满意。