山西西门子PLC模块总代理 山西西门子PLC模块总代理
可编程序控制器是八十年代发展起来的新一代控制装置,由于它结构简单,编程方便,性能优越,被广泛的应用在工业控制的各个领域。在工业控制环节有些生产还是处于粉尘、油渍、蒸汽较多的环境。恶劣的工作环境将对电气控制系统产生不利的影响,要求电气控制系统有良好的性能以及很强的抗干扰性。plc在工业中起着重要的作用。
在铝材挤压技术中,27MN卧式单动短行程前上料铝挤压机采用卧式三梁四柱预应力组合框架结构,短行程前上料正向挤压方式,油泵直接驱动,配置世界先进的机电液控制元件和系统,以及配套齐全的机械化辅助设备,采用PLC与计算机两级控制,使压机的速度、位置和压力得到的控制,所采用的主要技术集中体现了当代挤压机的发展趋势和先进技术水平.适宜生产制造、利于操作维护,提高生产效率、降低使用成本。西门子S7-1200CPU1215C中央处理器
一、 系统配置:
本系统采用西门子S7-300系列CPU、OYES-300系列IO模块、OYES-300系列通信IM153模块等。通过profibus-DP网络实现主站和从站之间的通讯;中央控制室上位机与现场主机之间通过MPI网络通讯,对生产过程中的压力、温度、速度、功率和时间等参数进行实时监控。
数字量输入模块直接同电气发讯元件即按钮、限位开关、压力继电器等连接。数字量输出模块直接控制电磁阀、控制继电器、指示灯等。模拟量输入模块直接同压力传感器、速度给定电位器等相连。模拟量输出模块直接给比例阀放大器信号。
STEP7硬件组态如图1所示:
二、 程序设计:
本系统采用STEP7组态编程,根据铝挤压机控制有压力控制、位置控制、速度控制、模拟等温控制、挤压筒温度控制等控制系统,分别为每部分控制编写相应的FC(功能Function)、FB(功能块FunctionBlock)、DB(数据块Data Block)等。
三、 工艺流程:
铝挤压机生产工艺流程。启动控制泵,启动控制泵后才有控制油可以控制其他动作,当延时加载后如果压力继电器不发讯,表明有故障停止,如发讯,顺序启动主泵,此时如果压机不在各自原始位,手动调整至原始位,操作挤压桶闭合,如果根据拉线式编码器测定到了减速位,减速后到了锁紧位锁紧,如果不到锁紧位,压机停止等待到位再动作,如到位供锭器供锭,到位后才可供锭器供垫,到位后穿孔针前进,接着穿孔针到挑垫位置,挑垫片位到位后挤压杆前进穿孔针停止,到供垫器下降位后供垫器下降或到供锭器退回位后供锭器退回,此时判断供垫器下降到位了没有,没有则挤压杆停,有则判断供锭器是否退回到位,到位后如果可以穿孔了,则穿孔针前进,充液阀关闭到位后,填充挤压,结束后突破挤压,完成后开始正常挤压,编码器取值到终端减速位后停止挤压;如未到,开始终端挤压,到了挤压结束位后主侧缸卸压,到达设定压力值后停止,如压力值还高继续卸压。当挤压桶卸压完成后穿孔针退回,到位后挤压筒松开脱料,脱料到位,充液阀打开到位,挤压杆退回,到位,挤压桶松开到剪切位,垫片接收器上升到位,主剪打垫,到打垫位,垫片接收器下降,到下位,主剪剪切,垫片回送,垫片润滑。主剪到下位后主剪上升,穿孔针润滑装置下降,穿孔针前进到位,润滑完毕后穿孔针退回,穿孔针润滑装置返回,结束一个周期。
四、 结论
铝挤压机PLC控制系统实现了设备的连锁启停、回路调节、报警等一系列功能。该控制系统运行至今,铝型材表面及内部质量都完全满足工艺要求。实践证明,该系统设计合理,不但提高了铝型材质量和产量,还提高了挤压机作业率,也改善了工作环境,减轻了劳动强度,为生产提供了强有力的技术保障。对于当前越来越庞大和复杂的自动化控制系统是一种非常好的解决方案。
作为一种工业控制电子装置,PLC若不能对这些量进行控制,那是一大不足。为此,各PLC厂家都进行大量的开发。目前,不仅大型、中型机可以进行模拟量控制,就是小型机,也能进行这样的控制。
PLC进行模拟量控制,要配置有模拟量与数字量相互转换的A/D、D/A单元。它也是I/O单元,是特殊的I/O单元。
A/D单元是把外电路的模拟量,转换成数字量,送入PLC。D/A单元,是把PLC的数字量转换成模拟量,再送给外电路。
作为一种特殊的I/O单元,它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路隔离,与输入输出继电器(或内部继电器,它也是PLC工作内存的一个区。可读写)交换信息等等特点。
这里的A/D中的A,多为电流,或电压,也有为温度。D/A中的A,多为电压,或电流。电压、电流变化范围多为0~5V,0~10V,4~20mA。有的还可处理正负值的。
这里的D,小型机多为8位二进制数,中、大型多为12位二进制数。
A/D、D/A有单路,也有多路。多路占的输入输出继电器多。
有了A/D、D/A单元,余下的处理都是数字量,这对有信息处理能力的PLC并不难。中、大型PLC处理能力更强,不仅可进行数字的加、减、乘、除,还可开方,插值,还可进行浮点运算。有的还有PID指令,可对偏差制量进行比例、微分、积分运算,进而产生相应的输出。计算机能算的它几乎都能算。
这样,用PLC实现模拟量控制是完全可能的。控制的单位值可小到212分之一的测量程值,多数也是足够的。
PLC进行模拟量控制,还有A/D、D/A组合在一起的单元,并可用PID或模糊控制算法实现控制,可得到很高的控制质量。
用PLC进行模拟量控制的好处是,在进行模拟量控制的开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的,或控制的实现不如PLC方便。
当然,若纯为模拟量的系统,用PLC可能在性能价格比上不如用调节器。这也是应当看到的。
3用于数字量控制
实际的物理量,除了开关量、模拟量,还有数字量。如机床部件的位移,常以数字量表示。
数字量的控制,有效的办法是NC,即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及,并也很完善。目前,先进国家的金属切削机床,数控化的比率已超过40%~80%,有的甚至更高。
PLC也是基于计算机的技术,并日益完善。故它也完全可以用于数字量控制。
PLC可接收计数脉冲,频率可高达几k到几十k赫兹。可用多种方式接收这脉冲,还可多路接收。有的PLC还有脉冲输出功能,脉冲频率也可达几十k。有了这两种功能,加上PLC有数据处理及运算能力,若再配备相应的传感器(如旋转编码器)或脉冲伺服装置(如环形分配器、功放、步进电机),则完全可以依NC的原理实现种种控制。
高、中档的PLC,还开发有NC单元,或运动单元,可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补,可控制曲线运动。若PLC配置了这种单元,则完全可以用NC的办法,进行数字量的控制。
新开发的运动单元,甚至还发行了NC技术的编程语言,为更好地用PLC进行数字控制提供了方便。
4用于数据采集
随着PLC技术的发展,其数据存储区越来越大。如OMRON公司的PLC,前期产品C60P的DM区仅64个字,而后来的C60H达到1000个字;到了CQMI可多达6000个字。这样庞大的数据存储区,可以存储大量数据。
数据采集可以用计数器,累计记录采集到的脉冲数,并定时地转存到DM区中去。
数据采集也可用A/D单元,当模拟量转换成数字量后,再定时地转存到DM区中去。
PLC还可配置上小型打印机,定期把DM区的数据打出来。
PLC也可与计算机通讯,由计算机把DM区的数据读出,并由计算机再对这些数据作处理。这时,PLC即成为计算机的数据终端。
电业部门曾这么使用PLC,用以实时记录用户用电情况,以实现不同用电时间、不同计价的收费办法,鼓励用户在用电低谷时多用电,达到合理用电与节约用电的目的。
5用于进行监控
PLC自检信号很多,内部器件也很多,多数使用者未充分发挥其作用。
其实,完全可利用它进行PLC自身工作的监控,或对控制对象进行监控。
这里介绍一种用PLC定时器作看门狗,对控制对象工作情况进行监控的思路。
如用PLC控制某运动部件动作,看施加控制后动作进行了没有,可用看门狗办法实现监控。具体作法是在施加控制的令看门狗定时器计时。如在规定的时间内动作完成,即定时器未超过警戒值的情况下,已收到动作完成信号,则说明控制对象工作正常,无需报警。
若超时,说明不正常,可作相应处理。
如果控制对象的各重要控制环节,都用这样一些看门狗"看"着,那系统的工作将了如指掌,出现了问题,卡在什么环节上也很好查找。
还有其它一些监控工作可做。对一个复杂的控制系统,特别是自动控制系统,监控以至能自诊断是非常必要的。它可减少系统的故障,出了故障也好查找,可提高累计平均无故障运行时间,降低故障修复时间,提高系统的可靠性。
6用于联网、通讯
PLC联网、通讯能力很强,不断有新的联网的结构推出。
PLC可与个人计算机相连接进行通讯,可用计算机参与编程及对PLC进行控制的管理,使PLC用起来更方便。
为了充分发挥计算机的作用,可实行一台计算机控制与管理多台PLC,多的可达32台。也可一台PLC与两台或更多的计算机通讯,交换信息,以实现多地对PLC控制系统的监控。
PLC与PLC也可通讯。可一对一PLC通讯。可几个PLC通讯。可多到几十、几百。
PLC与智能仪表、智能执行装置(如变频器),也可联网通讯,交换数据,相互操作。
可联接成远程控制系统,系统范围面可大到10公里或更大。
可组成局部网,不仅PLC,计算机、各种智能装置也都可进网。可用总线网,也可用环形网。网还可套网。网与网还可桥接。联网可把成千上万的PLC、计算机、智能装置组织在一个网中。
网间的结点可直接或间接地通讯、交换信息。
联网、通讯,正适应了当今计算机集成制造系统(CIMS)及智能化工厂发展的需要。它可使工业控制从点(Point)、到线((Line)再到面(Aero),使设备级的控制、生产线的控制、工厂管理层的控制连成一个整体,进而可创造更高的效益。这个无限美好的前景,已越来越清楚地展现在我们这一代人的面前。
以上几点应用是着重从质上讲的。从量上讲,PLC有大、有小。它的控制范围也可大、可小。小的只控制一个设备,甚至一个部件,一个站点;大的可控制多台设备,一条生产线,以至于整个工厂。可以说,工业控制的大小场合,都离不开PLC。
一般讲,工业生产过程可分为两种类型;连续型生产过程(如化学工业)及非连续型,即离散型生产过程(如机械制造业)。前者生产对象是连续的,分不出件的;后者为离散的,一件件的。由于PLC有上述几个方面的应用,控制的规模又可大、可小,这两种类型的生产过程都有其用武之地。