西门子模块|变频器代理商|2023

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。

西门子plc,S7-200系列内存格式与我们常用PC机正好相反，它是高字前，低字后。我们可以将字变量放后两个字节，程序初始化时将前两个字节清零(程序其它方不使用这两个字节)。
　　如我们定义符号时将字变量定义VW2，同时保持VW0值为零。则程序中可以用VW2以字型访问该变量，同时也可以VD0以双字型访问，避免了类型转换。
　　避免使用时混淆，好以明确符号定义来区分字类型和双字类型。此强烈推荐类匈牙利命名法：以前缀指示变量类型，用首字母大写有意义英文单词组合作变量名。本人习惯下缀：
　　b----字节型变量(byte)
　　w----字型变量(word)
　　d----双字变量(double)
　　r----实型变量(real)
　　f----位变量(flag)　btn---自复位按钮式输入(button)
　　sw----切换开关或自锁按钮输入(switch)
　　sig---传感器、编码等电平信号输入(signal)
　　rly---输出继电器位(relay)
　　……
　　当然，这个个人习惯来，没有定则，主利于自己区分。
　　有一个字类型变量名为VarName，为使用前面转换技巧，我们可以这样定义：
　　wVarName----VW2
　　dVarName----VD0
　　程序初始化时将VW0清零是不需要记忆变量，直接将dVarName清零也可)数据块中将VW0设置为零。则以后需要以字类型访问变量时就用wVarName，需要以双字类型访问变量时就用dVarName。完全不需要类型转换。
　　本方法可以极大减少程序语句数，使程序更简洁、可读性更好，不需要做耗时类型转换，程序运行效率也到提高。且数学运算量越大，效率提高越明显。
　　缺点是要多占用两字节内存，以后程序中不能使用VW0。但西门子S7-200系列RAM空间很大，一般是用不完，以西门子plc,CPU226为例，有多达10KRAM，本人从来没有超过1K。这些RAM都是花钱买来，不用白不用，不用也是浪费了。
　　同理，有字节型变量经常需要与字类型变量相互转换，让字节变量占用一个字内存宽度浪费一个字节，避免类型转换。