6SL3060-4AJ20-0AA0连接电缆

在早期的设计中，回转反吹风扁袋圆筒除尘器曾是袋式除尘器的主流产品，许多扬尘点的处理都采用了回转反吹风扁袋圆筒除尘器。这类除尘器采用高压风机作清灰的动力，属弱清灰范畴，清灰不能彻底，系统阻力偏高。这一点在湿度高、浓度高的场合，如生料磨尾的收尘方面表现尤为突出。另外回转反吹除尘器袋口密封不严，使用后粉尘排放不能满足目前的排放标准。加之该类设备机械故障点多，不能长期稳定地运行，绝大多数面临淘汰。本着"经济，实用，投资省，运行可靠"的原则，充分利用原有设备外筒体，将其改造成气箱脉冲式除尘器无疑是一个良好的选择。

一、采用气箱脉冲式除尘器的优点
1、采用0.4～0～6MPa高压气源作为清灰动力源，离线分室脉冲清灰避免了原除尘器在线式清灰不彻底和粉尘二次飞扬"再吸附"现象。

2、可适应高浓度场合除尘，无需设置如旋风除尘器等一级除尘设备，降低了系统阻力，节省能耗。
3、花板与圆滤袋间密封采用弹性涨圈式袋口结构嵌入花板孔中，与花板连接密封性能好，拆装方便。
4、滤袋用骨架采用自动生产线生产，无漏焊，虚焊，无飞溅的焊渣，表面光滑无刺。
5、机械部件少，故障率低，运行可靠。
6、采用PLC可编程自动控制，全自动操作，维护量低。

二、具体改造方法
1、保留原有圆筒体、卸灰装置、进风管道、原有风机及电机等。
2、拆除原除尘器顶盖、反吹风传动机构、花板、原有扁布袋、扁笼架和下部固定圈等。
3、废除原有出风管道，在筒体中部增设带有均风板新出风管，保证各个室均匀出风。
4、重新安装有相应数量圆孔的花板，花板安装位置应注意必须确保花板上方净气室高度h（h可根据截面流速5～8m/min而定），并将花板上下分隔成4～6个袋室，每室设有提升阀一只。

5、重新制作顶盖和检查门，检查门结构应方便检修，便于抽取袋笼和布袋，保证工作时密不漏风。
6、增设高压气路清灰系统。如脉冲阀、储气罐、空压机等。
7、安装圆布袋和圆笼架。
8、增加一台电器控制柜，根据使用场合粉尘浓度、黏度等，控制脉冲阀和提升阀的工作周期。
盐城紫光吉利达环保工程有限公司在山西晋城水泥厂等多个厂家采用这种方法进行改造，改造后的粉尘排放浓度全部在50mg/m3以下。且改造费用较低，工期仅二天左右，用户对此非常满意。

今天，很多工程师对和的cpu冗余、冗余、输入/输出模块冗余、甚至网络冗余已经有所了解了，它们位于自动化系统的1层（level 1），见下图，现在我们来讨论一下2层和以上部分的冗余问题。这些部分包括：监控与数据采集（scada）、制造执行系统（mes）和企业资源计划（erp）等系统。

工业自动化需要高等级的可靠性，这个需求扩展到计算硬件和软件--也具有高可用性。在低层系统，组件使用高可用性设计，诸如嵌入式控制器，已经有多年的历史。但今天的人们期望自动化系统能执行更多的任务－诸如与后端数据库交换信息－成为不断集成和智能架构的一部分。

比如一家汽车生产商，在安装安全气囊时，需要记录每个装配螺钉的转矩值，并把这个信息发送到公司的数据库。如果这个数据在制造过程中变得不靠谱，在系统运行时引起失效，后果会非常严重。为了在制造过程中找出不能满足规范的原因，工厂可能不得不停止生产线，请相关技术人员查找问题所在。对于某些流程行业，诸如制药行业，糟糕的数据可能意味着一整批已经生产的产品必须废弃。

因为自动化系统要做很多的事情，所以系统变得非常复杂。公司必须经常对系统进行评估，发现问题所在，找出提高效率方法，在计算架构中建立高可靠性和高可用性的冗余是减少停机时间、提高整体生产率的方法之一。

建立高可用性

为了找到在一个系统中需要的冗余点，**从有软件环境的高层开始。考查高层子系统，诸如数据库和管控台，对需要高可用性的地方进行优先排序。如果一个特定的子系统需要连续的信息更新，数据存储对这个子系统而言，应该具有高可用属性。相反，管控台为操作员提供，能够与现场信息互动，反应速度不是很快，所以不需要*高的可用性。

下一步是对多个子系统制定不同可用性等级的策略。如果某个数据库必须要高可用性，并且由多个服务器支持，功能怎样分布到各服务器－特别是如果其中的一台失效了怎么办？这些都是策略要考虑的问题。对服务器实施高可用性有几种可选方法，包括软件和硬件的解决方案。

在软件领域，市场销售的操作系统和数据库很多都包含了群件功能，这意味着在集群机器中，能够实现从失效节点到不同节点的自动切换。很多虚拟化产品也具有这样的切换能力，这个功能能使企业快速启动应急预案，执行备份解决方案，自动调出新的虚拟实例，这是在配置时事先要完成的特定角色。

虚拟化允许不同类型的软件栈使用统一的方法管理，这在老子系统和新子系统需要共存的情况下，是非常适合的。当失效发生时，同类系统的单一应用框架能够把需要的预备应用切到一个新服务器上。

这些解决方案的每个性能都不一样，差别巨大。一个全部冗余的硬件集群方案仅需要1秒或2秒完成切换，而由一个应用容器检查到问题，然后转移至一个新服务器可能需要30秒。选择方案是否能满足响应要求在设计阶段是非常关键的，因为要改变一个冗余的架构层，可能需要对整个系统重新设计一次。

要注意的是，在集群的子系统内操作时，需要坚持一些原则，诸如*小化状态和无扰动切换。有可能的话，使服务中的状态信息*小化，并存放在公共存储器中。对于不能完全转移到公共存储器的信息，非易失性存储结合一种复制策略，可以实现节点失效的影响*小化。

当一个托管数据库实例系统停机时，他可能处于*后交易的一半写状态。当新节点接入后，方案应设计成能够滚动返回操作，已交易部分应避免重复输入，不然会使记录的不正确率增高。错误数据的影响可能是灾难性的。如果不能找到制药生产过程的正确历史，制造商可能不得不召回一整批次产品，价值可能有几百万美元。

配置硬件冗余

系统除了在软件级上建立高可用性外，硬件应确保不会因任意单点失效而使系统宕机。企业应能通过硬件冗余防止系统失效，并能实现在线可维护。在服务器级，冗余是确保运行连续、可靠计算和数据安全的基础。

冗余硬件的组件应该包括：

● 冗余服务器和热插拔机架、冷却风扇；

● 冗余机架管理模块；

● 标准n-1冗余，热插拔电源；

● 可选冗余随机存储器（ram）；

● 带热插拔硬盘的冗余存储；

● 电池支持的磁盘冗余阵列（raid）缓存；

● 冗余网络接口；

● 冗余热插拔更换模块。

决定在哪里投资

冗余是避免的中断和宕机的基础，特别在自动化的制造和生产中。但很少有组织在每个运行部分建立相同等级的冗余，这是因为资金和资源都是有限的，另外对不同子系统可用性的要求也是不一样的。由于基础设施的不断集成和智能化，公司有机会不断改变系统的架构，可用性不但依靠处理器和存储器，也要依靠建立的数据库、接口和应用的冗余。

关键是选择在哪里实施冗余。从整个系统的开始，评估哪个子系统需要高可用性，结合考虑软件环境和硬件域，企业能够达到他们所需要的高可用性，同时降低停机造成的损失。

1 引言

机修分厂的B2010A型龙门刨床被用于加工汽轮机的缸套等。该设备使用日久，出现了精度降低，调速性差，生产效率低等问题，故急需对其进行改造。考虑到原有设备与加工要求调速比达到20：1以上，可用于刨、铣削，静差度小于10%，切削力恒定、平稳、冲击小，刀具切入切出时自动减速，功耗低，安全可靠、易于维护等要求。决定采用全数字直流驱动结合PLC的改造方法。

2 原刨床的基本情况

2.1基本结构

龙门刨床包括，床身、工作台、横梁、左右垂直刀架、左右侧刀架、立柱、龙门顶等。

2.2工作过程

龙门刨的刨削过程是工件与刨刀相对运动。因此工作台与工件必须频繁地进行往复运动，切削加工只在工作行程中，返回行程只是空转。在切削过程中没有进给运动，只有在返回行程中才有刀架的进给运动。其中，工作台与工件间的往复运动称为主运动，横梁、刀架的运动称作辅助运动。

2.3运动特点主运动的速度
其中
0-t1工作台前进起动阶段
t1-t2刀具慢速切入阶段
t2-t3加速至稳定工作速度
t3-t4工作速度阶段
t4-t5减速退出工件阶段
t5-t9返回阶段

慢速切入切出，即防止崩坏工件又可以提高刀具使用寿命。高速切削、返回以提高加工效率。

2.4 传动系统

该龙门刨采用K—F—D（发电机组电动机）调速系统交流电机拖动直流发电机再拖动直流电动机，由交磁放大机控制发电机的励磁系统，结合机械传动，达到20:1的机电联合调速系统。进刀机构采用进刀继电器控制进刀，由于继电器控制时有粘连发生使加工精度下降。

3 直流驱动系统

3.1 直流调速的优越性

全数字直流调速系统调速范围可达40:1，更换不同的工作组件就可使刨床用于刨、铣一机两用。为提高加工精度，工作台的速度不随切削量的变化而变化，静差度小于3%，自动调速，达到速度曲线的要求提高加工质量与效率。

3.2设备组成

作台的主运动只需一台45KW的异步电机经直流调速驱动，实现无级变速。工作台换向制动利用直流驱动自带的能量反馈装置，使制动速度快，能量又反馈到电网中。垂直刀架和左右测刀架采用PLC控制，使进刀量准确，提高加工精度。

3.3组成框图

系统以PLC为控制核心。
4 控件选配

驱动器选用的是英国CT公司生产的全数字式直流驱动器M420R，具有逻辑控制，自动保护，反馈制动等功能，PLC采用西门子S7-300系列。

4.1 动参数设置

在设计中考虑到各种保护电机的过载，过压等保护，设置驱动参数的时，需要设置电机额定电压，额定电流，励磁电流，控制方式等参数。现就列出部分常用参数仅供参考

5 PLC应用程序的设计

控制部分采用PLC可编程控制器控制，其功能强、速度快、接点数少、可靠性高等特点。硬件连接好，插入存储卡到中央处理器中，建立计算机和中央处理器的通讯。开始对系统进行PLC程序调试，要求对系统作一次（PLC）总清或总复位。PLC总清完成后，PLC程序即可进行调试。本次设计所选用的PLC是SIMATIC S7-300。故而调试软件为STEP 7。

5.1 S7-300硬件组态

S7-300硬件组态在硬件配置窗口中完成。光标点击STATION目录级，选择“Hardware”图标，进入硬件配置窗口。

（1）组态 在硬件组态的站窗口中分配机架，可分布式I/O，可以从硬件目中选择部件。
（2）参数分配 建立可分配参数模块的特性，如：启动特性，保持区等。
（3）设定组态 设定好的硬件组态和参数分配，需下载到CPU中去,选择菜单“PLC” “DOWNLOAD”。
（4）实际组态 已存在硬件中的实际组态和参数分配。可以从CPU直接上传到PC。选择菜单“PLC” “UPLOAD”。

5.2 PLC基本程序

西门子提供了一些PLC基本程序，用户可以根据实际情况调 这些标准块即可，而被系统占用的功能块不能再被编辑,基本程序项目库由组织块（OB），功能（FC），功能块（FB）三种逻辑块和数据块（DB）构成。OB1为CPU循环扫描时间内唯一扫描的主程序，FC或FB被CPU执行的条件是必须是在组织块（OB）中被调用，同时FB和FC也能实现子程序的嵌套。FB与FC的区别在与它们的变量声明表中能够定义的参数类型不同。当FC的程序执行完成后，FC的参数不能被保存；当FB的程序执行完成后，FB的参数能被保存。在OB1中调用FC时，只需直接调用，如：CALL FC1；而调用FB时，必须为其分配一个背景数据块，用来保存FB的参数，如：CALL FB1，DB7。背景数据块的数据格式与相应FB的变量声明表的数据格式相同，不允许用户进行修改。

5.3 用户基本程序

PLC程序的编制全部按照正逻辑的设计，即不论物理信号是高电平还是低电平有效，逻辑“1”表示信号有效。所有物理输入输出信号都需经过逻辑处理好，才能进行逻辑运算，也就是先要定义输入输出的信号有效和输入输出信号的逻辑，再将输入输出的物理信号和逻辑参数异或，其结果与有效参数（使能参数）与，*后送入输入输出缓冲区中。现就工作台的运动控制为例加以说明。

6 结束语

在整个机床的改造过程中涉及到了许多测试，调试的问题，在硬件设备安装好后有进行了许多调试工作。PLC程序的编制综合考虑了工艺与加工要求的问题，驱动器的参数设置也需考虑具体的加工要求。