6ES7212-1AE40-0XB0使用方法

控制系统构成
            
    改造前的PLC的选型工作是一件非常关键的事。PLC是核心部件，决定系统的功能，适用性，安全可靠性和价位。根据现有各制造厂方的经典作法，上述系统均采用PC+OMRON中型PLC+专用电路板＋OMRON变频器，或是PC+S7300系统＋施奈德变频器，已有相当数目的工程实例。但本工程是为一家私营企业配套，价格既不能高，又不能降低控制性能和安全可靠性，这当然有相当的难度。经过再三斟酌和周密思考，选择西门子S7-200PLC作控制系统。

    本方案是选用S7-200系列 CPU226XP作主控制，温度控制有大量的DI/DO,增加3块I/O数字量模块。 5台变频器用电压信号作调速控制，因而选2块AI/AO模块。系统需要测速和控制转速，以及间隔控制，硬件为编码器，利用PLC固有的2组A-B高速计数。由于温度点实在太多，温度模块数目系统无法容纳，另采用泓格串口温度模块解决,用自由口通讯。电源用SITOP模块。

    人机界面的选择，一是流行的做法，由PC机＋组态软件＋大屏幕显示器，效果。其缺点是bbbbbbS操纵系统的故障，造成系统的不可靠，且本钱较贵。另一个方案是使用西门子的人机界面OP270，可靠性极高，组网方便，但本钱更贵。人机界面选e-VIEW 10.4”彩色, 经济实惠，满足需要。

    整个控制系统由4台控制柜和一个立柱式人机界面操纵箱组成。操纵箱装有人机界面，旋纽开关，信号灯，及蜂叫器等,相距30M,通过PPI通讯电缆与PLC相联。PLC控制柜装有PLC,模块, 小型断路器,开关电源模块,继电器等,是整个系统的控制中枢。另一台是传动控制柜，装有AOP面板，温度表、电压表、控制开关、信号灯等，柜内安装小型断路器、接触器、热继电器、开关电源、变压器、电磁阀电源、及4个变频器。中间2个加热控制柜，装有大型断路器开关，大量SSR模块，快速熔断器，异性铝材散热器，散热风扇等。硬件品质对整体设备可靠性有重大影响，必须坚持选择有认证的优质产品。选择有ISO认证的厂家通过OEM形式整体制造控制箱，控制柜。只有从整体制造的各个环节严格把关，才能打造设备整体的可靠性。控制设备整体外观见上面图：

四、控制系统功能及要点

      平钢化控制个特点是具有大量的加热炉温度检测和温度控制调节回路。平钢化工艺中温控系统呈矩阵分布，是一个具有36个热电偶检测点和36个SSR（固态继电器）温度调节回路的系统。与一般系统相比，的确很庞大。大量的温度点使我们检测只能选择现场测温模块。6个测温模块在现场贴近热电偶分布式安装，以降低干扰，节约补偿导线。利用CPU226XP 通讯口1与6个测温模块组成主从式自由口通讯网络。根据测温模块提供的通讯协议，进行专用的通讯程序编制，实现通讯。PLC通过轮询，现场各点温度实时值进进PLC储存器。输出的控制对象为SSR,进行固定周期的通断比控制，所以占用数字输出点36个。由于CPU226同时只能开启8个PID通道，假如交替使用，反应速度慢，程序冗长，效果不见得好，因此改用模糊控制。将给定温度和丈量温度相比较，查表，得到相应的通断比控制值输出。作出一个带参数的温控子程，可方便多次调用。整个生产过程中，温度基本保持恒定不变。通过硬件和编程的结合，系统解决了多温度点控制回路的技术难点。

      平钢化控制第二个特点是具有能够灵活多变，适应多种不同钢化工艺需要的顺序控制。生产过程的上片，自动往复加热，往复急冷，往复吹风，取片五个工艺阶段，决定本系统是按一定时间顺序为基础和外部给定为条件的顺控程序。PLC的编程根据平钢化工艺控制的特点， 5个主要工序形成步序核心控制。S7200顺控（SCR）指令为编制顺控提供理想方式，简化程序，条理清楚，实现结构化，模块化，安全可靠，同时增加程序可读性。在不同的步序段中，各阶段时间设置和转速，间隔控制是通过人机界面和现场众多键控，能够方便灵活地进行多种设置组合，来确定要完成的工艺。在不同的步序时间段，根据不同情况，控制传动电机的启动、加速、运动、减速、间隔到时反向、正向，控制风机的启动、加速、高速运转、减速、停止，调用多个子程及中断程序，完一个接一个的单项功能。步序象是一个传送链，当一批玻璃进进往复急冷后工序后，程序控制又一批玻璃开始进炉加热步序，形成一个连续不断的生产线。顺控程序的编程并非难点，重要的是步序必须安全可靠，有时单一转移条件是不够的，需要采取一定的措施和多重判定，增强保护。一些关键部分，增加了必要的连锁。

     由多个编码器、光电开关和变频器组成的给定同步速度控制和长度、间隔丈量控制系统，是平钢化控制的第三个特点。丈量一批被加工玻璃的总长度，是在加热段和风栅段往复运动控制的基础。用炉前光电开关，编码器与PLC高速计数口，及软件配合可丈量玻璃长度。首块玻璃前沿通过光电开关时起，编码器从零计数，到进炉间隔到位前，后一块玻璃后沿通过光电开关时结束，记录编码器脉冲数，乘系数（mm/脉冲），可得到玻璃总长。如同计算玻璃长度，炉内所有间隔在PLC中是以脉冲数为单位来计算。高速计数判定进炉间隔（脉冲数）到位后，通过中断，控制改变变频器运动方向和速度，玻璃反方向运动，高速计数变向作减计数。炉内可设定的有效间隔与玻璃总长之差，即玻璃的反向运动间隔。当计数器检测到这一间隔（脉冲数），产生中断，再次改变变频器运动方向和速度，玻璃重新改正方向运动，多次的翻来覆往形成玻璃在炉内的多次反复摆动。为保持运动的平稳和到位正确，在正反向到位前的一段间隔，有一段匀减速运动。当加热时间到达时，风机高速运行，程序停止摆动控制，控制主传动和风栅传动同步向风栅段方向运动。在进进风栅段同时，往复急冷步序开始计时，风栅编码器开始清零计数，玻璃在风栅平台上，以在加热炉内同样的方式，反复摆动，急冷使玻璃迅速钢化。当急冷时间到，玻璃继续摆动，风机减半速。冷却结束时间一到，关风机，风栅传动和下片传动同步向前运动，玻璃直至到光电开关处停止运动，完成一批玻璃钢化。 

     系统需要有一个直观方便灵活的人机界面进行人机对话。平钢化工艺不算特别复杂，但仍需要有一个能清楚地表达主要工艺流程，玻璃的运动动态位置，方便灵活直观地设置大量参数的画面。各阶段间隔和时间，速度，以及不同的玻璃规格工艺指标，要求能在不同情况下灵活设置和调整，数值是便于理解的常用物理单位，如速度米/秒，间隔mm,时间s，风压KPa等。而PLC内部运动控制的基础是脉冲数，这需要人机界为我们建立沟通的桥梁。同时需要连续显示大量温度值和各段时间动态变化。36个温度控制，即可集中给定，又能分别给定，还可单独开停测试。各个传动电机，除满足自动控制要求外，在画面里也均可手动开停试验。为此我们选用10”彩色触摸屏通过中心画面，温度画面，控制画面，设置画面等来完成上述任务。通过PPI通讯方式，完成与PLC连接对话。 应用中的监视画面见图：

五、系统评价及总结

      自2006年5月份投进使用，至2005年9月，系统历时长期连续不中断的运转，显示了该装置运行可靠，安全稳定，功能强大，适应性强，价格经济等优点。项目调试完成后，尽管连续生产，至今为止，尚未提出过要进行任何维修和处理,说明质量非常可靠。厂方以为，该项目首先为企业创建了巨大的效益。同时进步了本厂的自动化水平，集中控制，明显进步操纵水平和工艺水平。可靠性大大增加，系统安全稳定。单耗大幅度降低，在同行创出高水平。    

六、应用体会

    通过这一项目全过程的设计、编程、调试及反复实践，对S7-200 PLC应用特点有了更为深刻的熟悉：

    1．S7-200 PLC价格经济实用，体积轻巧，功能强大，扩展模块齐全。特别是CPU22X XP CN系列出世，同等规模系统，性价比更高。因此更适合大量采用到较复杂的项目当中。
    2．通讯能力超强，形式简单，并有多种扩展方式，自由口能力强，可与多家串口产品通讯组网，足以完成项目的特殊需要。本项目即一种具体应用。
    3．烟台平钢化控制系统的成功实现，为平钢化控制实现低本钱自动化，开辟了一条低投进，高效益、易普及的新路。
    4．由于项目时间的限制，硬件和技术预备的不足，本项目中原打算变频器用USS通讯形式控制转速的方式，未能实现，实在遗憾。唯有今后更加努力。