西门子6ES7277-0AA22-0XA0工作原理1 引言 装配线上共计20余个工位，包括7个普通转台、2个维修转台、4个无滚轮举升台、7个单向滚轮举升台以及2个翻转机。 整个被控对象包括22个工位,每个工位上包含必需的转移电机或举升电机,此外还有32个生产线传输电机。每个工位均由一个ET200S和一个ET200eco从站组成,用于该工位的I/O点数据采集和发送以及分散控制。2 系统结构及功能 系统包括操作员站、工程师站、自动化系统、网络和现场I/O站等几个部分。系统各部分功能: 操作员站:提供全汉化人机界面，实现控制系统的监控操作功能(操作、显示、报表、报警、趋势)，并且可以在人机界面上直接查看对应的step7源程序。 工程师站:用于系统的组态和维护。 自动化系统:使用SIMATIC控制器完成回路调节和逻辑运算。 现场I/O站:使用现场总线技术，在设备现场直接采集现场仪表的信号,控制现场的执行机构。 现场总线ProfiBus:用于连接控制单元与操作员站以及管理网络。 本系统采用PLC300CPU和CP342-5、CP343-1的接口模块相连构成系统的主站。CP342-5是用于连接S7-300和profibus-DP的主/从站接口模块，CP 343-1是用于连接S7-300和工业以太网的接口模块。在该控制系统中，除了上述主站外，从站是由22个ET200S和22个ET200eco组成，分别分布在两条profibus网络上。CPU上自带的profibus-DP接口构成profibusⅠ线，CP 342-5接口模块构成profibusⅡ线。 系统配置功能图如图1所示: 系统中ET200S从站上采用的IM151-1接口模块有两种: 基本型和标准型，基本型的接口模块所能挂接的电源管理模块和I/O模块个数范围为2~12个，标准型的接口模块其范围为2~63个。所以当从站I/O模块较多时，宜选用标准型的接口模块。接口模块上带有profibus地址设定拨码开关。 系统中ET200eco从站中选用了8DI和16DI两种模板，模板结构紧凑，模板的供电采用7/8’电源线，模板的通讯采用M12通讯接头。接线灵活而快速，方便拔插。其接口模块上带有2个旋转式编码开关用于profibus地址分配。 网络设备按照适应工业现场环境的程度，以及生产线的布局来考虑选用不同防护等级。控制箱中的模块采用防护等级为20的ET200S I/O模块，对应每个控制箱的还有一个防护等级为67的ET200eco模块，置于生产线滚轮下方，由于该模块需要接触到现场较为恶劣的生产环境，因此需要有防水防油防尘等功能。3 目标控制系统3.1 系统设计 汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程。由于工艺的繁琐性，工程的计算机控制系统考虑采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC为核心构成的计算机控制系统，各独立工位控制系统之间通过网络实现数据信息、资源共享。该装配线在整个生产过程中较为关键，由于每个工位之间是流水线生产，因此每个环节的控制都必须具备高可靠性和一定的灵敏度，才能保证生产的连续性和稳定性。从站中的每个ET200S站和其对应的ET200eco站共同构成一个工位, ET200eco主要是采集现场数据之用。ET200S站的模块置于小型控制箱内, 对于工位的基本操作有两种方式，就地控制箱手动方式和就地自动方式。由于每个控制工位的操作进度不一致，操作工可以按照装配要求进行手自动切换。特殊情况下亦可通过手动操作进行工件位置的修正。 安装在各工位的分布式I/O模块ET200S和ET200eco通过现场检测元件和传感器将系统主要的监控参数(主要是开关量)采集进来，ET200S和ET200eco将现场模拟量信号转换为高精度的数据量，通过高速度可达12M的Profibus-DP现场总线网络将采集数据上传到中央控制器，控制器根据具体工艺要求进行处理，再通过Profibus-DP网络将控制输出下传给ET200S，实现各工位的控制流程。PROFIBUS是全球应用广泛的过程现场总线系统。 PROFIBUS有三种类型:FMS、DP和PA。PROFIBUS-FMS可用于通用自动化;PROFIBUS-DP用于制造业自动化;PROFIBUS-PA用于过程自动化。使用PROFIBUS过程现场总线技术可以使硬件、工程设计、安装调试和维修费用节省40%以上。PROFIBUS-DP的技术性能使它可以应用于工业自动化的一切领域，包括冶金、化工、环保、轻工、制药等领域。除了安装简单外，它有极高的传输速率，可达12Mbits/s，通讯距离可达到1000米，如果加入中继器可以将通讯距离延长到数十公里，具有多种网络拓扑结构(总线型、星型、环型)可供选择。在一个网段上多可连接Profibus-DP从站即ET200S或是ET200eco 32个。一、项目简介 乳化机广泛应用于化妆品、制药及化学工业中各种高要求的膏霜、软膏类产品的制作生产。在制备工艺日益复杂、jingque度日益tigao、对生产率要求日益增高的，对乳化机的自动化要求特别是全自动无人值守化要求也日益tigao。 二、硬件系统结构 根据功能需求情况和设备的实际情况，本系统采用可编程控制器（PLC）、人机界面触摸屏、现场传感/执行系统等构成。 系统结构图如下所示： 三、系统功能简述 系统主要工作模式有如下几种： 1. 手动工作模式 在手动工作模式下，乳化机工作的每一步都需要经过操作人员的确认，只有操作人员在触摸屏上点击确认按钮，乳化机才会进入下一步工作流程。 2. 半自动工作模式 在半自动工作模式下，乳化机在工艺的子步骤内的工作是自动的，不需要人工干预。但一个子步骤完成后则需要经过操作人员的按钮确认，系统方可继续运行。 3.全自动工作模式 在全自动工作模式下，乳化机即可实现全自动无人值守工作状态，其工艺自动完成，完全不需要人工干预，在全自动工作模式下，也可以选择某一项工艺不参与工作。 乳化机操作工艺流程共有预备工作、原料加热溶解、真空乳化制作、出料、清洗五个工作步。无论处于何种工作模式下，乳化机运行完毕这五个加工工艺，就会退出工作，等待操作人员重新启动。（有可能在全自动工作模式下，可以选择跳过清洗工艺，直接循环运行） 全自动（含半自动）的工艺流程图如下： 四、系统软件 该系统工艺流程较多，适合于采用西门子“步进”指令编程。并且还在程序中预制了触摸屏采用的为威伦通MT510，该触摸屏系统设计了权限保护、密码修改、时钟设置、中英文切换、动画显示、温度曲线记录、事件记录等功能。大程度上挖掘出了该款触摸屏的潜能。 五、总结 该系统通过自动化实现了乳化机的全自动（半自动）功能，实现了真空乳化过程的无人值守化，tigao了生产效率，降低了成本。细致的设置，深入工艺的开发，更加符合现场复杂、多变的配方加工要求。并且在价位较低的触摸屏上实现了丰富的内容，增加了该系统的附加值，获得了用户的好评。两种大众型的操作系统：bbbbbbs NT和UNIX/LINUX，一般用于远程访问服务器。UNIX/LINUX系统在远程接入时用TCP/IP 协议，而bbbbbbs NT主要在IPX、NETBEUI时使用。自从基于PC的多串口卡在操作系统中得以运用，从而使它可以充分利用新的技术来呈现；另一方面，一个独立的远程访问服务器在多服务器的环境里是一个很好的方案，它自身专有的各种能力可以在各种操作平台运行。2. 容易安装和维护基于PC的多串口卡主要用于维护本地的PC，而独立的远程访问服务器可以通过TCP/IP网络维护远程的设备，满足不同类型的产品的远程维护。3. 可升级独立的远程访问服务器在连接较大的远程访问用户组时被证明是理想的解决方案。一台远程访问服务器通过网络不会造成距离上的限制，并且在特殊的环境时它也可以很容易的设置。下面是基于以上这两种解决方案的概述：在RAS中基于PC的多串口卡家族在用户提供的AP帮助下(例如bbbbbbs NT RAS服务器)，一台基于PC的多串口卡能用于传真服务器，从一台传真机向上发送数据到TCP/IP 网络，特别是在国际应用时可以节省巨大的费用成本。独立的远程接入服务器Moxa Async Server可以连接不同类型的服务器，例如 Alpha、X86和Sun等，也可运行不同的操作系统，包括bbbbbbs NT、UNIX和LINUX。 倘若操作系统有TCP/IP 协议堆叠，那么Async Server可以适合任何等级的网络环境。它可以通过一个控制口维护其中任一部分，甚至是远程终端。Moxa的Async Server被证明在大量用户组和如今广泛的ISP经营中是可靠的。 （1）FMS面向对象通信，它确认五种静态通信对象：简单变量、数组、记录、域和事件，还确认两种动态通信对象：程序调用和变量表。 （2）每个FMS设备的所有通信对象都填入对象字典（OD）。对简单设备，OD可以予定义，对复杂设备，OD可以本地或远程通过组态加到设备中去。静态通信对象进入静态对象字典，动态通通信对象进入动态通信字典。每个对象均有一个惟一的索引，为避免非授权存取，每个通信对象可先用存取保护。 4．Profibus－FMS服务 FMS服务项目是ISO 9506制造信息规范MMS（Manufacturing Message Specification）服务项目的子集。这些现场总线应用中已被优化，而且还加上了通信提出的广泛需求，服务项目的选用取决于特定的应用，具体的应用领域在FMS行规中规定。 5. 低层接口（LLI） 第七层到第二层映射由LLI来解决，其主要任务包括数据流控制和联接监视。用户通过称之为通信关系的逻辑通道与其他应用过程进行通信。VMS设备的全部通信关系都列入通信关系表CRL（Communication Relationship List）。每个通信关系通过通信索引（CREF）来查找，CRL中包含了CREF和第二层及LLI地址间的关系。 6．网络管理 FMS还提供网络管理功能，有由现场总线管理层七层来实现。其主要功能有：上、下关系管理；配置管理；故障管理等。 7．Profibus-FMS行规 FMS提供了范围广泛的功能来保证它的普遍应用。在不同的应用领域中，具体需要的功能范围必须与具体应用要求相适应。设备的功能必须结合应用来定义。这些适应性定义称之为行规。行规提供了设备的可互换性，保证不同厂商生产的设备具有相同的通信功能。 FMS对行规做了如下规定（括号中的数字是文件编号）： （1）控制间的通信（3.002） （2）楼宇自动化（3.011） （3）低压开关设备（3.032） 三、Profibus-PA Profibus-PA适用于PROFIBUS 的过程自动化。PA将自动化系统和过程控制系统与压力、湿度和液位变送器等现场设备连接起来，PA可用来替代4～20mA的模拟技术。PROFIBUS－PA具有如下特性： （1）适合过程自动化应用的行规使不同厂家生产的现场设备具有互换性。（2）增加和去除总线站点，即使在本征安全地区也不会影响到其他站。（3） 在过程自动化的Profibus－PA段与制造业自动化的PROFIBUS－DP总线段之间通过藕合器连接，并使可实现两段间的透明通信。 （4）使用与IEC1158－2技术相同的双绞线完成远程供电和数据传送。 （5）在潜在的爆炸危险区可使用防爆型“本征安全”或“非本征安全”。 1．Profibus－PA传输协议Profibus－PA采用PROFIBUS－DP的基本功能来传送测量值和状态。并用扩展的PROFIBUS－DP功能来制订制现场设备的参数和进行设备操作。PROFIBUS－PA层采用IEC1158－2技术，第二层和层之间的在DIN19245系列标准的第四部分作了规定。2．Profibus－PA设备行规 Profibus－PA行规保证了不同厂商所生产的现场设备的互换性和互操作性，它是PROFIBUS－PA的一个组成部分。PA行规的任务是选用各种类型现场设备真正需要通信的功能，并提供这些设备功能和设备行为的一切必要规格。 目前，PA行规已对所有通用的测量变送器和其他选择的一些设备类型作了具体规定，这些设备如： （1）测压力、液位、温度和liuliang的变送器 （2）数字量输入和输出 （3）模拟量输入和输出 （4）阀门 （5）定位器系统的主要技术概述：◆系统主要有现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作员站OPS、工程师ENS）、机柜、电源等组成。系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。◆硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。底层汉化的软件平台具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用控制算法的支持能力；易于组态，易于使用。支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要。◆系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，具有高度的可靠性。系统内任一组件发生故障，均不会影响整个系统的工作。◆系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统在功能和物理上真正分散，◆整个系统的可利用率至少为99.9％；系统平均无故障时间为10万小时，实现了核电、火电、热电、石化、化工、冶金、建材诸多领域的完整监控。◆网络结构可靠性、开放性及先进性。◆标准的Client/Server结构。◆开放并且可靠的操作系统。系统的操作层采用bbbbbbS 操作系统；◆标准的控制组态软件。◆可扩展性和可裁剪性，保证经济性。 工业现场情况多种多样，某些环境禁止、限制使用电缆或很难使用电缆，有线网络很难发挥作用，因此无线工业通讯技术的使用成为必然。随着微电子技术的不断发展，无线局域网技术将在工业控制网络中发挥越来越大的作用。计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合，产生了“基于无线技术的网络化智能传感器”的全新概念。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享。泰阳工控采用无线网络在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足，进一步完善了工业控制网络的通信性能。功能强大的界面软件 对于工业控制系统，操作人员需要对设备参数，运行状态，控制对象进行实时的监控。以便准确及时了解当前工艺情况。泰阳工控采用国内外先进组态软件，如SIEMENS WINCC ，KINGVIEW，MCGS等开发计算机上位监控软件。建立友好人机对话方式.1、形象动画地显示工艺流程。2、艺参数的输入，存储，调用。3、善的系统报警功能。历史报警的查询，打印。4、善的日，月等报表功能。可进行产量，日期，时间的自动统计和定时打印。5、户的分层受权管理，使系统更安全。6、进行参数趋势图显示。
