西门子模块6ES7253-1AA22-0XA0安装方法

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西门子模块6ES7253-1AA22-0XA0安装方法一、项目背景   卷板机(Rolling Machine)是对板材进行连续点弯曲的塑形机床，具有卷制O型、U型、多段R等不同形状板材的功能。在造船、化工、锅炉、水电、压力容器、航空、水电、装潢、金属等行业中，有着广泛的运用。   本卷板机通过液压缸内的液压油作用于活塞作垂直升降运动，通过主减速机的末级齿轮带动固定侧做旋转运动，为卷制板材提供扭矩。它主要生产O型管，生产出的O型管用于解决由于设备老旧、管理疏忽等造成的水电站涵洞漏水、垮坝等问题。施工时只需将O型管套进原有的涵洞管道，再进行混凝土、水泥砂浆回填即可，具有工程量小、工期短等优点。二、选型及现场控制柜图经过统计本次要求15 DI，11 DO，包含两路高速脉冲输入的PLC,因此选用海为的T32S0T的标准型主机，其产品参数如下所示：图1  T32S0T功能参数   T32S0T具有16DI/16D0，满足现场需求还留有余量；主机自带的RS232和RS485通讯端口，RS232用来跟触摸屏通讯，RS485用来监控程序；自带的2路200K高速脉冲输入，接AB相编码器脉冲，用来调整两个棍轮的速度。下面是控制柜的现场图：图2 控制柜内部图图3 操作台三、卷板机原理及工艺流程卷板是使板材通过旋转轴辊而弯曲成形的方法。规格平整的塑性金属板通过卷板机的三根工作辊(二根下辊为翻转侧、一根上辊为固定侧)之间，借助固定侧的下压及翻转侧的旋转运动，使金属板经过多道次连续弯曲（内层压缩变形，中层不变，外层拉伸变形），产生性的塑性变形，卷制成所需要的圆筒。产品的形成大体可分为以下4个步骤：图4 卷板机原理示意图1、预弯：卷板时平板两端各有一段长度由于接触不到固定侧而不发生弯曲，要形成一个完整的0型管，就必须要对这一部分做一个预先处理，使平板的前端呈弯曲状态。2、对中：对中的目的是使工件母线与辊筒轴平行，防止产生扭斜。3、卷圆：卷圆是产品成形的主过程，分一次进给与多次进给两种，卷制厚板常用多次进给。4、矫圆：矫圆的目的是尽可能使整圆曲率均匀一致，保证产品质量。图5  卷制成型的O型管图6  将缝隙焊接形成无缺口的O型管四、部分程序及解析    使用HHSC指令测量翻转侧和固定侧的实时位置。图7  高速计数部分程序   控制固定侧和翻转侧的运动卷制0型管，将翻转侧和固定侧的位置做减法 ，并且取值，当值大于2mm，则停下走得较快的电机。如果通道0大于通道1，则通道0停下；如果通道1大于通道0，则通道1停下；停下后，当走得慢的通道持续走动，脉冲数开始增加，直到两者的差值在0.1mm内，之前停下的那台又开启工作，如此循环往复完成O型管的卷制。  图8  控制卷板机固定侧和旋转侧启停的部分程序在冶金生产中，过程控制系统完成生成工艺参数的检测、显示、记录、调节、控制、报警等功能，它对提高冶金生产线的作业率，改善产品质量及缩短新产品、新工艺的开发周期起着极其重要的作用。其特点是对生产实时过程进行控制，控制过程复杂，工艺滞后，监控参数多且数据变化块，数据处理及贮存量大。根据过程控制系统的特点及不同生产工艺过程控制要求，应用不同的控制系统才可以既安全可靠又经济高效地完成生产任务。目前，国内先进的大、中型过程控制系统基本上以采用PLC和DCS为主，下面简要分析了一下PLC、DCS及FCS在中小冶金生产过程控制中的不同应用特点及选择原则。各种控制系统的特点：1、PLC系统主要特点是：工作可靠，运行速度快；积木式结构，组合灵活；良好的兼容性；程序编制及生成简单、丰富；网络功能强。PLC系统能很好地完成工业实时顺序控制、条件控制、计数控制、步进控制等功能；能够完成模/数（A/D）、数/模（D/A）转换、数据处理、通讯联网、实时监控等功能。2、DCS具有以下主要特点；功能全；采用网络通信技术；完备的开放系统；可靠性高；具有综合性和性；实现了人-机对话技术；系统扩展灵活；管理能力强。3、FCS主要有以下特点：系统结构的高度分散性；可互操作性强；数据的有效性和完整性；可控制性强；安全性高；扩展灵活。由于现场总线FCS系统仍处于发展阶段，标准未统一，各设备生产厂家处于观望状态，现有总线标准的智能设备价格明显偏高（如变送器2万元）。钢铁行业具有调节回路较少、监视参数多的特点，现场总线FCS控制系统应用较少，部分应用也是作为PLC系统的远程终端，一般采用Profibus总线。这里主要介绍DCS与PLC控制系统的选择。随着微电子技术尤其是个人计算机技术的飞速发展，PLC和DCS的性能都有了极大的改进。PLC大大提高了数据处理功能和通讯与监控功能，DCS系统向开放性发展，操作站采用工控机，操作系统采用通用的bbbbbbs NT操作平台，PC机丰富的软件资源得以利用，因而大大降低了系统繁程度和价格，提高了系统的性价比。PLC和DCS在抢占市场的过程中，两者相互借鉴、渗透、融合，极大地增加了用户在设计和使用中的选择性。同时，由于各种控制系统生产制造厂家较多，产品更新换代快，也给系统选择带来一定困难。现依据PLC系统和DCS的不同特点，在中小冶金建设和改造项目中，对过程控制系统的设计选型和应用归纳总结以下原则进行选择。1、按过程控制系统的控制规模及复杂程度不同的冶金生产过程，过程控制系统控制规模与复杂程度不同，通常在过程控制系统规模较大、复杂程度较高时优先选择DCS。因为该系统是根据过程控制系统的特点发展而来的，它对大量的模拟量数据信息能较好地进行处理、分析、运算，能完成各种复杂、繁琐的调节控制计算，因此能够完成规模大、复杂程度高的过程控制系统的工作。1995年在济钢干熄焦工程设计中，根据此项原则过程控制系统采用了日本横河μXL DCS取得了较好的效果3、考虑系统连续性、兼容性及通讯性能在一些冶金改造项目中，如原项目中已有计算机控制系统，则要考虑系统的连续性及兼容性。如果电气控制系统占有很大的比重，则要考虑与生产管理计算机系统信息网络的连接即通讯性能。1985年，济钢套计算机控制系统—MODICON 584系列PLC在济钢一炼铁厂4#高炉上料系统应用获得成功，在以后的一炼铁厂高炉改造或建设中，由于考虑MODICON生产PLC产品具有很强的兼容性及通讯性能，我们陆续采用了MODICON系列PLC产品（先是584系列，以后是更先进的984系列和Quantum系列）对高炉各系统进行控制或对控制系统进行升级换代，保证了系统的先进性、连续性、兼容性，方便了各高炉间系统的信息通讯联系和炼铁生产管理网络的建设，减少了控制软件组态重复繁琐的劳动，降低了备品备件的库存成本。4、考虑系统生产厂家技术服务性目前在中国PLC系统和DCS的销售市场，国外生产厂家占有率很大，国外各大生产厂家一般在中国高能产品宣传和技术服务机构，而国外公司经常进行重组、合并或兼并，由于各公司产品结构、销售策略、市场占有方向个不相同，合并或兼并后，在中国市场的技术宣传和服务方面，将有所变化，有些有所加强而有些有所削弱，因此我们在选择系统时，应充分掌握信息，考虑系统生产厂家技术服务性，以保护所选择系统的先进性、发展性，以保证具有充分的技术支持和备品备件供应。综上所述，系统选型的原则可从以下几个方面考虑：系统规模、复杂程序、系统的廉容及通讯性能，以及厂家技术支持和售后服务等。在冶金生产过程控制系统中，根据过程对象复杂程度的不同，以及针对控制系统的可靠性合理选择的不同控制系统，对保证生产过程控制系统的自动化水平，降低工程造价有着十分重要的意义随着计算机控制技术的不断发展，可编程控制器PLC的功能越来越强大，不仅具有各种各样的控制功能，还具有与其他设备通信联网的功能。与之相应，PLC的应用也日益普及，不仅被广泛应用于传统的逻辑控制、PID控制和变频调速等领域，还逐渐被用于数据采集、环境监控等领域。本方案介绍的分布式PLC监控系统采用分布式的构建方案，利用基于西门子PLC的实时测量技术对各设备的监控点数据进行采集、监测，以达到分散连接、集中监控的目的。在自由口模式下实现PLC与LCW系列数据存储器的通信，将监控数据完整的保存到存储器的SD卡中，弥补了PLC存储、管理大量数据能力不足的缺陷。通过此方案，用户可对各设备的监控数据和PLC的工作状态进行长期、有效的存储。系统结构PLC采用西门子S7-200PLC，是串行通讯方式为丰富的小型PLC，支持多种通信协议，如点对点接口协议（PPI协议）、多点接口协议（MPI协议）和PROFIBUS协议以及自由通信协议等。其中自由通信协议又叫用户定义协议，利用自由端口模式，可以实现用户定义的通信协议，连接多种智能设备，使用起来非常方便，在第三方工程接入中取得了巨大的成功。PLC具有一定的数据存储功能，可防止因通信错误而出现数据丢失的情况，然而PLC存储、管理大量数据能力不足；另外在电源掉电或内存丢失后，PLC的系统时间会被初始化,这会使数据保存时间与实际时间不符，无法对监测数据进行长期有效的保存。数据存储器采用广州乐诚电子科技有限公司提供的LCA3213数据记录仪,是一款可以替代PC机的便携式串口数据记录仪。采用嵌入式系统控制芯片，将串口RS-232/485输入的数据透明存储在SD卡中。数据存储器采用模块化设计，不需要用户对现有设备进行改造，实现数据实时存储。该产品已广泛使用于系统集成设备、自动化采集设备、高校、研究所重要实验装置“黑匣子”，是具有高度集成，高可靠性，低成本优势的数据存储产品。有如下功能：a采用工业级高性能32位处理器，运用独特的动态内存分配管理算法，提高数据的处理能力，实现实时高速数据采集、持续数据记录和大容量数据存储的便携式数据存储记录仪。其高达100Kb/s的数据接收及存储能力,完全适应倾角传感器高速的，海量的数据存储。b超低功耗设计，支持锂电池供电适用野外和移动状态下的数据存储环境。c具有时钟功能，数据存储文件以当前的年月日自动命名；可根据用户的具体需要对接收到的每帧数据加入实时时间，方便后期数据处理。d中文配置软件，通过串口可修改波特率、时钟校准等。e可对仪器仪表采集设备发送轮询指令（根据用户需求定制）。f存储器工作用的参数可以固化到处理器内的FLASH存储器中，不会发生参数丢失的问题。固化的工作参数上电时自动调出。基本组成图 LCW数据存储器与PLC通讯数据存储器的串行口直接与S7-200PLC的RS-232/485口进行通讯,在自由端口模式下，PLC的串行通信接口由用户来控制，PLC相当于从站，数据存储器相当于主站。除了自发向数据存储器发送报警信息和连接保持信息外，一般都是接收到数据返回请求后，再向数据存储器发送数据。PLC接收完数据存储器发送来的数据后，触发端口0接收完成中断对数据包进行分析。如果是巡检命令，则将实时采样数据存储到巡检数据寄存器中，然后调用PackandSend子程序，设置好寄存器地址即可按照命令返回相应数据。PLC发送完成后触发端口0发送完成中断，将各标志位寄存器复位，为下一次通信做准备。a)通信程序的实现（1）根据用户的具体需求，数据存储器可主动发送轮询指令。采用串行口工作方式以数据存储器作为主机，向PLC进行呼叫，定期读取数据或者写入数据；将PLC返回的监控数据保存在SD卡中。其程序流程图参见图2。  单片机端通讯程序流程图（2）PLC端程序流程图的实现。PLC端作为从机，采用梯形图或者STL编程，主要是先设置通讯协议，然后按照协议把采集到的数据进行处理，再发送给主机数据存储器，其具体的程序流程图如图3所示。  PLC端通讯程序流程图数据分析通过读卡器将SD卡中的监测数据导入电脑软件中，电脑软件根据实际业务需要设计相应的算法，对数据进行分析，以数据报表，图表等方式展现结果。文中所述方案可以准确、可靠地测量恶劣环境下的现场数据并存储。数据存储器和PLC的采用不仅增大了系统的稳定性，而且还可以很方便地根据实际需要适当地增加或改变监控对象，对系统功能进行扩展。由于都采用模块化设计，所以对系统进行简单修改后即可用于其他工业监控应用中。实验表明,该方法能够稳定可靠地采集和存储数据,为中小规模监测系统的数据检测提供了一个可供参考的解决方案