應(yīng)用領(lǐng)域 | 環(huán)保,化工,生物產(chǎn)業(yè),電子,電氣 |
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帶有集成的 CPU 和 PROFINET/PROFIBUS 連接的接口模塊現(xiàn)已推出-有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和安全型設(shè)計(jì)兩種。
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更新時(shí)間:2023-08-13 18:40:22瀏覽次數(shù):512
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1) 標(biāo)準(zhǔn)化編程
大型的自動化控制系統(tǒng)很難一個(gè)人完成,因此需要很多人的分工與合作。標(biāo)準(zhǔn)化編程就是要使軟件工程師編寫的程序整齊劃一,通用性和可讀性強(qiáng),除了作者本人的閱讀者也能輕而易舉地理解作者的編程思想和工藝要求。這樣不但可以使編程人員不再糾纏編程的枝節(jié)問題,縮短編制程序的時(shí)間,集中精力解決更加困難的工藝上的問題;而且有利于維護(hù)人員對程序的理解,為生產(chǎn)保駕護(hù)航提供了更加寶貴的經(jīng)驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)化編程的實(shí)現(xiàn)是多方面的,首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙編制各系統(tǒng)的點(diǎn)號表(用EXCEL表格);再根據(jù)點(diǎn)號表編制STEP7符號表(SYMBOL);再根據(jù)點(diǎn)號表找出各控制設(shè)備的輸入/輸出點(diǎn)號,據(jù)此定義下列STEP7使用的點(diǎn)號:模擬手/自動轉(zhuǎn)換選擇開關(guān);啟動按鈕、停止按鈕(對單線圈的泵或電磁閥);開啟按鈕、關(guān)閉按鈕、停止按鈕(對雙線圈的電動閥);手動輸出值、給定值、比例系數(shù)、積分時(shí)間(對PID調(diào)節(jié)閥);再根據(jù)各控制設(shè)備的輸入/輸出點(diǎn)號和中間線圈點(diǎn)號編制各控制設(shè)備的手動程序;最后根據(jù)設(shè)計(jì)說明書編制各控制設(shè)備之間的邏輯連鎖程序,即自動程序。
2) 數(shù)據(jù)通訊。
這里的數(shù)據(jù)通訊包括SIMATIC 400 PLC與SIMATIC 400 PLC之間,SIMATIC 400 PLC 與SIMATIC 300 PLC之間的數(shù)據(jù)通訊。其中,SIMATIC 400 PLC與SIMATIC 400 PLC之間是通過SIMATIC 工業(yè)以太網(wǎng)通訊,編程使用FB205(FR_AGSEN/發(fā)送數(shù)據(jù)功能塊)和FB206(FR_AGRCV/接收數(shù)據(jù)功能塊);SIMATIC 400 PLC 與SIMATIC 300 PLC之間的數(shù)據(jù)通訊也采用相同的方法處理。值得注意的是FB205(FR_AGSEN/發(fā)送數(shù)據(jù)功能塊)和FB206(FR_AGRCV/接收數(shù)據(jù)功能塊)必須在OB35(100s時(shí)間中斷組織塊)中調(diào)用。
3) PID調(diào)節(jié)
水泥生產(chǎn)過程中有很多控制對象,諸如系統(tǒng)風(fēng)力壓力、物料流量等都需要穩(wěn)定的值。以前這些模擬量的調(diào)節(jié)采用智能儀表,現(xiàn)在有了西門子SIMATIC 400 PLC就可以取代這些智能儀表,PID調(diào)節(jié)在STEP7中使用FB513(連續(xù)PID調(diào)節(jié)控制);在WINCC中使用PID調(diào)節(jié)器的操作面板,完成PID調(diào)節(jié)控制中的手/自動切換、給定值輸入、手動輸出值輸入、PID參數(shù)(比例系數(shù)、積分時(shí)間)輸入等功能。
4)畫面強(qiáng)制
大型工廠自動化控制系統(tǒng)涉及的控制設(shè)備很多,控制工藝復(fù)雜,導(dǎo)致控制過程中的邏輯連鎖非常復(fù)雜,主要設(shè)備動作的諸多條件很難同時(shí)滿足。為了調(diào)試程序的需要,在畫面上增設(shè)許多選擇開關(guān),當(dāng)某開關(guān)置“1"時(shí),就假設(shè)此條件滿足。當(dāng)所有條件滿足時(shí),程序就可以對設(shè)備進(jìn)行操作,而不必等待實(shí)際條件滿足。在生產(chǎn)中有時(shí)某設(shè)備出現(xiàn)臨時(shí)故障,為不影響正常生產(chǎn),也可以在畫面上強(qiáng)制,繼續(xù)生產(chǎn),直到設(shè)備修好,再把強(qiáng)制解除即可。
5)SIMATIC Web Navigator:
Web Navigator 軟件包可使用戶通過Internet或局域網(wǎng)同過IE瀏覽器直接訪問WINCC過程畫面??蛻舳藷o須安裝WINCC應(yīng)用程序,所有WINCC應(yīng)用都位于服務(wù)器上,因此降低了對客戶端的系統(tǒng)要求。通過Web Navigator 可實(shí)現(xiàn)辦公室與現(xiàn)場的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換,滿足當(dāng)前對現(xiàn)代化DCS系統(tǒng)的基本要求。同時(shí)只需要較少的軟硬件配制就可同時(shí)滿足50個(gè)操作員站。由于此功能是通過Internet來實(shí)現(xiàn),所以安全性是必須考慮的問題。
五、 項(xiàng)目中的難點(diǎn):
由于華新水泥項(xiàng)目中使用了大量的Profibus通訊,且第三方設(shè)備較多。最初十分擔(dān)心設(shè)備的混合通訊以及現(xiàn)場設(shè)備間的相互干擾。但在實(shí)際使用過程中,深刻的體會到現(xiàn)場總線技術(shù)所帶來的方便。同時(shí)也感覺到西門子PCS7的開放性對華新水泥過程控制系統(tǒng)項(xiàng)目的幫助。由于第三方設(shè)備較多,因此使用大量的自編寫的CFC功能塊,但是正是由于PCS7的開放性能夠?yàn)檫@些CFC功能塊生成相應(yīng)的BlockIcon、FacePlate、報(bào)警信息等DCS系統(tǒng)所必須的功能;不僅第三方設(shè)備可以這樣處理,一些比較復(fù)雜的工藝過程也采用了同樣的方法,取得了滿意的效果,得到分公司生產(chǎn)維護(hù)人員的好評。
主要分類:
1、 按檢測方式分類
下面以為例來介紹光電開關(guān)的分類方法:按檢測方式可分為反射式、對射式和鏡面反射式三種類型。對射式檢測距離遠(yuǎn),可檢測半透明物體的密度(透光度)。反射式的工作距離被限定在光束的交點(diǎn)附近,以避免背景影響。鏡面反射式的反射距離較遠(yuǎn),適宜作遠(yuǎn)距離檢測,也可檢測透明或半透明物體。
2、按結(jié)構(gòu)分類
光電開關(guān)按結(jié)構(gòu)可分為放大器分離型、放大器內(nèi)藏型和電源內(nèi)藏型三類。
1)放大器分離型是將放大器與傳感器分離,并采用集成電路和混合安裝工藝制成,由于傳感器具有超小型和多品種的特點(diǎn),而放大器的功能較多。因此,該類型采用端子臺連接方式,并可交、直流電源通用。具有接通和斷開延時(shí)功能,可設(shè)置亮、音動切換開關(guān),能控制6種輸出狀態(tài),兼有接點(diǎn)和電平兩種輸出方式。
開關(guān)2)放大器內(nèi)藏型是將放大器與傳感一體化,采用集成電路和表面安裝工藝制成,使用直流電源工作。其響應(yīng)速度局面(有0.1ms和1ms兩種),能檢測狹小和高速運(yùn)動的物體。改變電源極性可轉(zhuǎn)換亮、暗動,并可設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈。兼有電壓和電流兩種輸出方式,能防止相互干擾,在系統(tǒng)安裝中十分方便。
3)電源內(nèi)藏型是將放大器、傳感器與電源裝置一體化,采用集成電路和表面安裝工藝制成。它一般使用交流電源,適用于在生產(chǎn)現(xiàn)場取代接觸式行程開關(guān),可直接用于強(qiáng)電控制電路。也可自行設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈,輸出備有SSR固態(tài)繼電器或繼電器常開、常閉接點(diǎn),可防止相互干擾,并可緊密安裝在系統(tǒng)中。
使用SIMODRIVE驅(qū)動器,可以使用“連續(xù)定位-正向"和“連續(xù)定位-負(fù)向"來實(shí)現(xiàn)在點(diǎn)動模式下,即便點(diǎn)動的命令一直處于激活狀態(tài),也能使軸在極限開關(guān)處能自動受控的停止而不報(bào)錯(cuò),
在這應(yīng)用場合下不能使用 S7-1500 的 指令"MC_MoveJog"來實(shí)現(xiàn)該功能。使用S7-1500 SMC(SIMATIC運(yùn)動控制)的點(diǎn)動模式,軸始終在位置控制下運(yùn)行。換而言之,軸通常不會在軟限位開關(guān)外運(yùn)行,而是精確的定位到極限開關(guān)的位置。這種情況下的報(bào)錯(cuò)需要被確認(rèn)。
如果要實(shí)現(xiàn)和 SIMODRIVE一樣的功能,需要利用"MC_MoveAbsolute" 和 "MC_Halt"指令來編寫一個(gè)點(diǎn)動模式。
對"MC_MoveAbsolute" 指令,需要定義一個(gè)距離極限開關(guān)1 到 3 mm以內(nèi)的位置和一個(gè)點(diǎn)動速度
使用點(diǎn)動按鈕的上升沿來觸發(fā)"MC_MoveAbsolute" 指令.
使用點(diǎn)動按鈕的下降沿來觸發(fā) "MC_Halt" 指令.
通過這種方式,按下點(diǎn)動按鈕開始進(jìn)行定位到限位開關(guān)之前的一個(gè)位置。當(dāng)松開點(diǎn)動按鈕,定位停止,軸也隨之停止??梢允褂眠@種方式來點(diǎn)動軸。當(dāng)軸達(dá)到終點(diǎn)位置(極限開關(guān)前1到3mm),軸自動停止,即便持續(xù)按下點(diǎn)動按鈕也不會繼續(xù)動作。
示例
在以下示例中極限開關(guān)分別位于0mm和2000mm處。點(diǎn)動速度設(shè)定為 50mm/s.
CPU 1511-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門級 CPU,用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。 CPU 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器,也可以用作分布式智能設(shè)備 (PROFINET 智能設(shè)備)。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計(jì)為 2-端換機(jī)以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓?fù)洹?另外,CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能,以及通過標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動器的能力。
適用于具有中等要求的應(yīng)用的 CPU,用于 S7-1500 控制器產(chǎn)品系列中的程序/數(shù)據(jù)存儲
具有高處理速度,適用于二進(jìn)制和浮點(diǎn)運(yùn)算
在具有集中式和分布式 I/O 的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用
PROFINET IO IRT 接口,帶 2 端換機(jī)
PROFINET I/O 控制器,用于在 PROFINET 上運(yùn)行分布式 I/O
用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或 非西門子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 設(shè)備的 PRIFINET 智能設(shè)備
OPC UA 服務(wù)器(數(shù)據(jù)訪問)作為運(yùn)行時(shí)選件,可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設(shè)備/系統(tǒng)
等時(shí)同步模式
集成運(yùn)動控制功能,用于控制速度控制軸和定位軸,支持外部編碼器,凸輪/凸輪軌道和探頭
用于診斷集成 Web 服務(wù)器,帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點(diǎn)的選項(xiàng)
西門子CPU1513-1 PN 的特點(diǎn):
功能強(qiáng)大的處理器:
該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時(shí)間可低至 40 ns。
大容量工作存儲器:
300KB,用于程序;1.5 MB,用于數(shù)據(jù)
采用 SIMATIC 存儲卡作為加裝存儲器;
允許實(shí)現(xiàn)例如數(shù)據(jù)日志和歸檔等其它功能
靈活的擴(kuò)展功能:
單層組態(tài)zui多可支持 32 個(gè)模塊(CPU + 31 個(gè)模塊)
顯示器的功能為:
顯示概覽信息,例如,集成接口的 IP 地址、站名稱、高級別名稱、位置名稱等。
顯示器以及診斷確認(rèn)和用戶消息
模塊信息顯示
顯示設(shè)置
顯示可由用戶定義的徽標(biāo)
IP 地址設(shè)置
日期和時(shí)間設(shè)置
選擇操作模式
復(fù)位 CPU 至出廠設(shè)置
項(xiàng)目的備份與恢復(fù)
禁用/啟用顯示屏
啟用保護(hù)級別
PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接