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泰州西門子S7-1500代理商

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更新時間：2018-04-24 10:40:14瀏覽次數(shù)：169次

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西門子（一級）代理商

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SIEMENS上海慶惜自動化設(shè)備有限公司

：袁工，蘇工，陳工（）

袁工：
蘇工：（同步）
陳工：

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商務(wù)（）：2320796900
商務(wù)（）：715018740
商務(wù)（）：2643385122
（）：2320796900 2643385122 715018740
地址（Add）:上海市金山區(qū)楓涇鎮(zhèn)鳳陽新村

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西門子PLC模塊中國總代理商

主要運用技術(shù)：
1. 西門子S7-300系列PLC系統(tǒng)。
2. 西門子OP操作屏。
3. SEW變頻器。
4. 島電控制儀。
4. 燃氣加熱系統(tǒng)。

西門子S7-300 PLC在KDF2纖維濾棒成型機組中的應(yīng)用
　　

KDF2纖維濾棒成型機組是煙廠生產(chǎn)卷煙濾棒的設(shè)備。經(jīng)過十幾年的應(yīng)用，原有機組逐漸顯示出技術(shù)上的局限性：機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜；電控系統(tǒng)相對落后；生產(chǎn)環(huán)境比較差，噪音響；維修難度高，能源利用率低等。因此，原有機組越來越不適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)要求。
　　為此，筆者參照上*的高速濾棒成型設(shè)備的設(shè)計原理，結(jié)合國內(nèi)市場的需求和機組的特點，運用伺服傳動系統(tǒng)的優(yōu)良特性及PLC在工業(yè)控制中的優(yōu)勢，設(shè)計了此套控制系統(tǒng)。
　　 1 系統(tǒng)概述
　　纖維濾棒成型機組控制和傳動系統(tǒng)采用了Lenze公司的伺服系統(tǒng)、Digital公司的觸摸式控制屏和西門子公司的PLC，分別通過MPI和DP通訊控制。

　　纖維濾棒成型機通過二次開松、增塑劑添加、卷制成形、刀盤切斷和排列裝盤的過程生產(chǎn)濾棒?！　　　?br />　　2 控制策略　　
　　(1) 對增塑劑添加的控制策略
　　起初延用原系統(tǒng)的欠阻尼響應(yīng)曲線的控制方式。但是，在實際調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)該控制方式存在一定的缺陷，具體表現(xiàn)為：每天*次上電開機時，增塑劑存儲器中增塑劑積累時間過長，造成一段時間內(nèi)濾棒增塑劑含量過低。根據(jù)售后服務(wù)部門的反饋，某些煙廠為保證濾棒質(zhì)量往往會剔除*盒濾棒。這樣會有較大的浪費?！　?nbsp;
　　產(chǎn)生這種情況是因為煙廠每天工作結(jié)束時或者CPU重啟時機組都會停機，并排空存儲器中的增塑劑。由于欠阻尼響應(yīng)到達設(shè)定值時間過長，造成開始階段濾棒增塑劑含量過低。日常生產(chǎn)班次中，每次停機不排空增塑劑，而是在存儲器中保有一定儲存量?！　?nbsp;
　　根據(jù)自動控制原理，車速斜坡響應(yīng)可以分為過阻尼響應(yīng)、臨界阻尼響應(yīng)和欠阻尼響應(yīng)。理論上說，臨界阻尼響應(yīng)是的控制方式，這種響應(yīng)方式既實現(xiàn)了控制的快速性又實現(xiàn)了控制的穩(wěn)定性；過阻尼響應(yīng)是為了穩(wěn)定性犧牲快速性；欠阻尼響應(yīng)則是為了快速性犧牲穩(wěn)定性。然而，臨界阻尼由于條件過于苛刻，在實際控制中是無法實現(xiàn)的?！　?nbsp;
　　根據(jù)剩余的兩種響應(yīng)曲線的特性，筆者認為CPU啟動時使用欠阻尼響應(yīng)曲線，其理由是：CPU啟動狀態(tài)下，對增塑劑積累時間的要求優(yōu)先于增塑劑含量的穩(wěn)定性；而其他狀態(tài)下使用過阻尼響應(yīng)曲線，此時對含量的穩(wěn)定要求優(yōu)先于積累的快速性?！?nbsp;
　　因此，利用S7-300啟動時的組織塊OB100在CPU啟動中只執(zhí)行一次的特性，對增塑劑伺服電機的控制方式依據(jù)機組不同的啟動狀態(tài)采取了不同響應(yīng)曲線下的控制方法。具體來說，在CPU啟動時（此時增塑劑存儲量必定為零），通過啟動組織塊OB100中送出高速運轉(zhuǎn)命令至增塑劑伺服電機，使控制曲線成為欠阻尼響應(yīng)狀態(tài)以實現(xiàn)對存儲器中增塑劑的快速積累。而在非CPU啟動狀態(tài)，控制增塑劑伺服電機的FC功能塊將送出普通速度命令，使控制曲線成為比較接近臨界阻尼的過阻尼響應(yīng)狀態(tài)?！?nbsp;
　　新的設(shè)計*避免了CPU重啟時帶來的增塑劑積累過慢的問題、減少了廢品數(shù)量，因此這樣的設(shè)計不會影響正常生產(chǎn)狀況時增塑劑含量的穩(wěn)定性?！　?nbsp;
　　(2) 對濾棒剔除支數(shù)的計算策略
　　在纖維濾棒成型機的生產(chǎn)中，為保證濾棒質(zhì)量，每當(dāng)速度低于一定的設(shè)定值時，機組就會剔除此時的濾棒。此時機組的速度是不斷變化的，按通常方式無法計算出具體的剔除支數(shù)。這對統(tǒng)計生產(chǎn)效率帶來了相當(dāng)?shù)睦щy?！　?nbsp;
　　筆者可以得到動態(tài)的車速反饋，但這條反饋曲線是不斷波動和變化的非線性曲線。對于非線性曲線，數(shù)學(xué)上只能夠采用面積積分求解的計算方法。對于此項目就是要求給出一定時間內(nèi)主電機的圓周行程，即機組一段時間內(nèi)所生產(chǎn)的濾棒長度?！?nbsp;
　　從這一角度出發(fā)，筆者考慮采用了對車速進行模擬積分的計算方法，即從積分的基本定義出發(fā)，求出剔除時間內(nèi)的濾棒生產(chǎn)長度L=Σ(Δv*Δt)，再除以單個濾棒長度得剔除支數(shù)的計算方法?！　?nbsp;
　　按照積分的定義要求，積分求解是在一定條件下才能夠成立。這個條件就是Δt要足夠的小即Δt→0。在實際過程中，近似認為Δt=20ms時可以滿足條件。此時，計算得出的濾棒支數(shù)與實際濾棒支數(shù)的誤差在±3支以內(nèi)。在精度上，以zui高生產(chǎn)速度3300支/分鐘計（此時濾棒長度為120mm），±3支的精度是*可以滿足精度要求。所以筆者認為只要將Δt控制在20ms時就可以滿足積分求解的條件?！　?nbsp;
　　原系統(tǒng)的PLC掃描一周的時間高達幾十毫秒，顯然不滿足要求。而此項目采用的S7-315-2DP，其單指令掃描周期為10μs級、整個掃描周期被縮短為7~8ms，這樣就滿足了積分計算的要求?！　?nbsp;
　　(3) 對拼接紙圈的控制策略
　　改造之前，纖維濾棒成型機執(zhí)行的是降低運行速度再進行紙圈拼接。這種降速接紙方式對實際生產(chǎn)是不利的：每次降速都會造成車速的大幅度變化，影響了濾棒的質(zhì)量。為消除這種影響，筆者采用了不降速拼接的方法。　　
　　不降速拼接和降速拼接并沒有本質(zhì)的區(qū)別：兩者采用的接紙動作一樣，兩者只是在機械結(jié)構(gòu)和電氣控制元件上有區(qū)別。接紙速度的提高勢必使紙圈的靜摩擦力同等上升。如果轉(zhuǎn)速斜坡率過高會產(chǎn)生很大的靜摩擦力，該力會撕裂紙圈。如果轉(zhuǎn)速斜坡率過低，拼接時的紙圈浪費將增加?！　?nbsp;
　　為避免煩瑣，該項目放棄變頻器對接紙電機轉(zhuǎn)速的分段控制。為求出靜摩擦力和紙圈長度兩者之間的*控制，筆者對接紙電機上升時間采取*篩選法。通過*篩選法得到的電機上升時間大約為3.4s。考慮到生產(chǎn)情況及電磁閥等器件的時滯效應(yīng)，將這一時間進一步放寬為3.5s?！　?nbsp;
　　3 程序設(shè)計　　
　　程序設(shè)計采用了結(jié)構(gòu)化設(shè)計，將所需實現(xiàn)的各主要功能編制成為S7-300中的用戶功能塊（FC塊），在主程序循環(huán)模塊（組織塊OB1）中調(diào)用這些已經(jīng)編制好的子程序。　　
　　程序設(shè)計分成硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩方面。在硬件方面針對系統(tǒng)要求進行設(shè)計，在軟件方面則按需要編制了速度計算模塊、報警和故障模塊、伺服電機執(zhí)行模塊、增塑劑執(zhí)行模塊、生產(chǎn)統(tǒng)計計算模塊等FC塊和預(yù)設(shè)、保持系統(tǒng)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊DB塊?！　?nbsp;
　　(1) 硬件設(shè)計與組態(tài)
　　本系統(tǒng)在S7-300的硬件方面采用了1塊PS307 5A電源模塊，1塊CPU-315-2DP，4塊24V/0V SM321數(shù)字量輸入模塊，3塊24V/0.5A SM322數(shù)字量輸出模塊，1塊FM352-2高速計數(shù)模塊，2塊SM331模擬量輸入模塊，1塊SM332模擬量輸出模塊以及用于DP總線通訊的IM153-1通訊模塊1塊?！　?nbsp;
　　 S7-300外圍設(shè)備為5個伺服電機的DP通訊端?！　?nbsp;
　　對上述硬件按要求進行組態(tài)，分別占據(jù)Profibus-DP通訊端的2、3~7和9號站，具體硬件組態(tài)如圖3所示?！　?/p>