西门子模块|一级代理商

一、项目简介

1. 江苏新瑞机械有限公司坐落于江苏常州，是一家从事数控设备的研发、生产、销售和服务的现代化制造型企业。公司主要产品覆盖立式加工中心全部系列、数控车床全部系列、SR系列压铸机全部系列，具有高速度、高精度、高可靠性等特点。新瑞机械秉承“务实敬业、合作高效、锐意进取、精益求精”的企业精神，把的产品贡献给客户，把**满足留给企业，把信心、技术和竞争力来实现“构筑业界企业，争创业内品牌”的承诺。

2. 压铸机的主要工作原理是压铸成型。在高压的作用下，使液态或半液态的金属，以较高的速度填充压铸型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。系统有2组比例阀：比例压力和比例流量，用来控制机器的液压动作，如动芯一入、动芯二入、静芯入、动芯一出、动芯二出、静芯出、开模、合模、顶针进、顶针退;压射动作分3步：慢压射、快压射和增压射，由3个独立的步进电机调节油泵的开口;辅机由喷雾机械手、给汤机械手和取件机械手组成，动作速度由画面设定，由相应的变频器控制输出。

3. 项目当中使用的西门子自动化产品的型号、数量、类型、何种控制对象

4. 照片

新瑞SR150型压铸机

二、控制系统构成

1. 硬件配置、系统结构及选择依据

　　　系统由HMI和S7-300型PLC构成。因为有位置、压力、速度等曲线需要显示，所以选择了OP270 10。显示效果比较好，有操作按键，容易维护;由于需要3路PWM输出控制步进电机，所以选择了CPU313C，几乎全部利用该CPU的数字量输入输出及模拟量输入输出，性价比非常好;另外，由于压射过程非常快，通常为10-50m/s，有时甚至可以达到100m/s以上。系统需要高速采集大量的数据进行显示、分析和比较，因此选择了SM335模块，它的模拟量输入输出速度快、精度高，还可以产生硬件中断。

2. 附加系统的硬件配置图，网络结构图，应用中的监视画面。

辅机系统主要是由3个机械手构成：喷雾机械手、给汤机械手和取件机械手。他们根据压铸机的动作循环，在相应的位置进行动作。

3. 多种可选方案的比较：由于有3个步进电机需要控制，在选择方案时考虑过用CPU313C加3个FM353模块，该模块是1轴步进电机定位模块，高脉冲频率可达200KHz，但此方案成本太高;考虑到本机器对脉冲频率要求不高，CPU313C模块中集成的3路PWM输出脉冲频率可达2.5KHz，已经完全可以满足系统的要求。因此只用1个CPU313C就完成控制要求，性价比很完美!

三、控制系统完成的功能

1. 整个控制系统可以分为人机界面显示部分和PLC控制部分。其中PLC控制系统可以分为以下几个部分：压铸机动作顺序控制、压射曲线显示、PWM输出控制和机械手控制。压铸机的动作控制如开模合模，是根据不同的位置送出不同的压力和流量，通常合模分4级，开模分3级。考虑到液压动作的平滑，本系统加了软件斜率，在每个动作的开始、切换和结束时都要通过斜率平滑过渡，使动作很流畅而且声音很小。在机器的使用过程中模具的调整很麻烦，自动调模功能自动完成的繁琐的调节过程，简化操作;压射过程对机器的成型非常重要，需要采集大量的位置、压力和位置数据，压射动作分3步：慢压射、快压射和增压射，由3个独立的步进电机调节油泵的开口控制压射的速度;PWM输出是控制3个独立的步进电机，分别对应慢压射、快压射和增压射的速度。控制上由PLC调用系统功能块SFB49来实现;本机器配备了3个机械手：喷雾机械手、给汤机械手和取件机械手，他们是可选的。根据压铸机的动作循环，在相应的位置进行动作。

　　　脉宽调制功能是系统集成功能，仅需在硬件配置中作简单设定后，即可在PLC程序中调用SFB49，使用非常方便。

1 MSS（Module safety system）的硬件模块

1.1 MSS系统配置的硬件模块
MSS的系统配置示意图如下所示：

图1：MSS的系统配置示意图

上图所示具体硬件模块如下：

1. hmi 模块监控面板

• 显示MSS 3RK3的诊断数据和状态信息；

• 不使用PC或MSS ES来对程序的元件进行监控；

• 连接到中央控制单元或接口模块

• 一个接口可以连接到 PC/PG

• MSS 3RK3 型中央单元产品版本E01，E02不支持监控面板的连接。

• 支持连接到MSS 3RK3 基本型中央单元产品。

2. Profibus_DP 通信模块

• 通过GSD 文件集成连接到上一级 PROFIBUS 网络；

• 支持循环调用32位或者64位过程数据；

• 支持诊断数据调用，从MSS到plc ；

• 监控面板连接到接口模块；

• 支持非安全的输入和输出信号在MSS和PLC之间进行交换；

• DP接口支持DP V0 模式和DP V1 模式；

• DP接口传输速率高可达12M bit/s；

• 可以通过DP网络直接连接到 PC/PG；

• DP 接口的属性通过MSS ES 来设置；

• DP 接口模块可以通过自带的RST菜单进行工厂复位。

3. 中央控制单元模块
中央控制单元分为基本型中央控制单元和型中央控制单元。
基本型中央控制单元多扩展7个扩展模块，不能连接Asi_Bus子站。
型中央控制单元多扩展9个扩展模块，能够连接Asi_Bus子站，不能连接
监控面板。
两种中央控制单元都可以连接Profibus_DP 通信模块。

4. 扩展模块

扩展模块分为安全型扩展模块和非安全型扩展模块。
安全型扩展模块有
4/8 F-DI，
4/8 F-RO，
2/4F-DI 1/2 F-RO，
2/4F-DI 2F-DO
4 F-DO
非安全型扩展模块有
8 DI
8 DO

5. 连接总线

中央控制单元和扩展模块之间，
中央控制单元和Profibus_DP 通信模块之间，
中央控制单元和监控面板之间，
Profibus_DP 通信模块和监控面板之间，
扩展模块之间，
都需要使用连接总线来连接。

1.2 MSS系统配置的硬件位置

1. 中央模块：
分为基本型和型中央模块，基本型中央模块多连接7个扩展模块，型中央模块多连接9个扩展模块。
左侧连接Profibus_DP通信模块或者监控面板，右侧连接扩展模块。
2. 扩展模块
分为安全扩展模块和非安全扩展模块，连接在中央模块的右侧。
3. Profibus_DP 通信模块
连接在中央模块的左侧。
4. 监控面板
连接在中央模块或者Profibus_DP 通信模块的左侧。
5. 存储模块
安装在中央模块的下侧。

2 在MSS ES 软件中配置硬件

2.1 MSS ES软件的功能
Modular Safety System ES 2008软件，提供了一种图形界面来编写逻辑连接回路。

编写程序

上载，下载程序

在线调试，强制功能

诊断MSS 3RK3硬件

获得安全文档

MSS ES 2008 软件的监控界面如下图所示：

图2：MSS ES 2008 软件的监控界面

2.2 在MSS ES 2008软件中配置硬件模块

1. 打开MSS ES2008 软件，如下图所示：

图3：MSS ES 2008 软件打开画面

2. 点击 New,新建项目，如下图所示：

图4：新建一个MSS 项目

3. 点击确认键后，出现硬件配置画面，也可以点击左侧的main system，同样也可以显示硬件配置画面，如下图所示：

图5：硬件配置画面

6. 在画面的右侧部分，是可以组态的硬件组件。如下图所示：

图6：硬件组件

7. 硬件配置；

按照每种硬件模块对应不同的位置，添加硬件组件即可。
HMI 模块仅能配置在槽中；
Profibus_DP 模块仅能配置在第二槽中；
中央模块仅能配置在第三槽中；
扩展模块能配置在第四到第十二槽中；
下图是一个硬件配置的示例图，如下图所示：

图7：硬件配置示例图

2.3 硬件配置的注意事项

1. 硬件配置根据需求来配置，可以不配置监控面板和Profibus_DP通信模块。
2. 基本型中央模块多可以有7个扩展模块。
3. 型中央模块多可以有9个扩展模块。
4. 目前型中央模块不能连接监控面板。
5. 监控面板可以连接在基本型中央模块上或者Profibus_DP通信模块上。
6. Profibus_DP通信模块连接在型中央模块上，可以多有64位的非安全数据和上层PLC来进行通信，而基本型中央模块多有32位的非安全数据和上层PLC来进行通信。

西门子模块|一级代理商

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