开封西门子专业授权代理商

随着工业自动化控制的发展，一种新的工控产品人机界面(简称触摸屏)出现，给予工业设备现场控制一种全新的图形操作界面─（GOT）。它采用能高速通信的32位RISC芯片，具有交互性好，编程简便、灵活，并且与PLC之间的连接简便，简化控制柜设计，节省PLC的实际输入输出点，在工业设备控制中开始得到推广应用。现以水针线玻璃瓶消毒生产线为例，介绍系统配置及应用。 

一、工艺流程及要求 

水阵线玻璃瓶消毒生产线设备示意图如图1所示。玻璃瓶从入口处进入，碰到传感器1，启动走带机走带，带动瓶从入口走向出口，途经预热区、消毒区、冷却区。只有进口风机、热风机、出口风机、排风机运转，才能走带。如入口处进瓶过快，挤压传感器2则发出信号去停止前方设备停止进瓶。如出口不畅，传感器3发出信号，停止走带机工作。五个风机中只要有一个停机，就停止加热器运行，并报警显示 。检测风机不运行有传感开关装在风机的出口处，风机变频器的故障输出点进入PLC，走带机及各电机的空气开关跳闸接点也都进入PLC，加热器装在炉子的中央顶部，由热风机向下均匀扩散加温 。要求对不同型号大小的玻瓶进行不同温度的设置。能显示各区的温度值，并有反应温度的走势曲线图。对于进风机、热风机、出口风机要有能检测其风压的数值显示，以确定是否过滤网堵塞。

 
图1 生产线设备示意图

在正常工作时，工作下班后，当温度下降到100℃以下，设备能自动关机 。如炉内还有瓶未处理完，则启动夜间工作。这样在100℃以下停机后，还有进口风机、出口风机工作，以保证外部的灰尘不能进入炉内 。对于消毒时间，由PLC采集出口处传感器的数据，通过速度转化为时间，来显示玻瓶在消毒区的消毒时间，以确保消毒的可靠性 。设备在保障下，要求能准确显示故障发生点及解决问题对策画面，并有动画反映生产现场工作情况。 

二、系统配置 

对于以上要求，我们选用中达-斯米克公司的人机界面、PLC组成一个控制系统。具体如下： 

1．人机界面型号为PWS-3760-TFT，该屏是真彩色10.4寸屏，采用232口进行下载和编程，采用RS422口和PLC通讯。选用真彩能更好地反映现场景色，动画逼真、美观。 

2．PLC选用SC—500系列，该机具有1024点输入、输出功能，1个RS232通信口和1个RS422通讯口，是一种模块化机型，可灵活配置功能模块及输入、输出点。 

3．输入选配XDC10十六点DC输入模块2块，输出配1个YRY10十六点继电器输出模块。 

4．仿真输入单元采用AD020四路输入模块，输入三个风压模拟量值（4mA～20mA）。 

5．温度输入单元采用THM10五路带PID调节PWM输出温控模块1块，采进三路：加热区、消毒区、冷却区的温度。 

其系统构成如图2所示。

 
图2 系统配置图

三、调试运行情况 

该系统*重要的是对消毒区温度精度控制的调试，消毒区的加热系统采用五组电热丝单元加热，其中一组为基本加热单元，其他四组为PID温度调节加热单元 。以前该生产线采用OMRON PLC，当时的情况是：生产线试运行时，出现温度曲线波动幅度过大（±8℃）。 超过厂家要求的消毒温度波动指针（±2℃）。实际调试时采取了两个措施对温度波动幅度进行控制。（1）采用双位PID温度控制系统堵住温度下降趋势 。当铂热电阻检测到消毒区温度低于设定温度1℃时。通过双位PID温度控制系统使PLC将七组加热单元全部投入运行30秒，然后通过铂热电阻检测消毒区温度，由温控单元PID控制，直到温度达到设定值为止。（2）温度过调量的控制。首先对消毒区温度进行检测，如果温度大于设定值，PLC将七组加热单元全部强行切除，并不断检测消毒区温度，根据实际情况作出实时控制，在现场通过对控制程序的某些参数作一定的修改 。并经过反复调试，*后温度控制精度完全符合厂家要求。在对系统的调试中发现，该控制系统完全可以通过对程序作进一步的修改、调试。达到更高的温度控制精度。 

在采用SC—500后，由于我们的THM10可以单独设定PID值，因此很方便的就把温度稳定在正负1度内，超过了工艺要求。

四、结束语 

该系统应用于玻瓶消毒生产线设备上，对消毒度控制良好，能对各区温度进行显示，并对不同玻瓶的消毒温度进行设置 。现场故障一经发生能马上弹出一详细故障对策画面。经现场工作情况看，满足设计要求 。这个系统是一种智能化的专家对策系统，增强了人机交互性，提高设备的控制性能，简化了操作柜设计，提高了设备科技含量，在市场上很有竞争力，有很大发展空间。(end)

一般都是塑料外壳，在整体设计上，在背面设计了一个接地端子，如图1所示。

图1 tp1900 comfort接地及接口图

说明：1为x80接口；2为电位均衡接口（接地）；3为x2 profibus(sub-d?rs422/485)；4为x3 profinet(lan)，mbit；5为x1 profinet(lan)，10/100mbit；6为x61/x62 usb a型；7为x90音频输入/输出线；8为x60 usb迷你 b型

从整体设计上看，触摸屏在电源供电方式上为24v直流电源，在电源处没有类似电源端子的pe端子，整个屏上只有一个接地端子，因此该接地端子必须接地。

另外，从设计上看，该端子是内六星的设计，因此需要专用的工具来进行地线的连接。接地端子如图2所示。

图2 接地端子

但西门子公司的*新触摸屏从7in（1in=0.0254m）起的精智面板产品都具有金属压铸外壳，因此具有更好的结构特性以及emc特性。并且经过了atex指令的防爆危险区2区和22区进行认证，并在相应的危险区域内使用。

而金属外壳的触摸屏安装在柜门上时，有可能与柜门的金属部分有接触。因此，一般在安装触摸屏时会使用钢制固定夹（15〞以上）或铝质固定夹（7〞-12〞）把面板固定到电柜柜门上，如图3所示。

图3 面板的安装夹子

实际的安装图及夹子如图4所示。

图4 面板安装及夹子

尽管新的触摸屏采用金属外売设计，安装在柜体上的也是采用金属夹子，但由于电柜表面通常都是喷漆的，因而面板的金属外壳与柜壳的金属部分接触面积仍然很小，因此新的面板也需将接地端子进行接地处理。

虽然，此时接地端子和柜体的金属框都是等电位的。但从安全的角度考虑，还是要求柜门单独与柜体的金属框架做良好的连接，如图5所示。

图5 柜门与柜体的连接

一：背景 

二十一世纪的中国经济，正以惊人的发展速度使世人瞩目，应现代化建设之需要 ，使马达的需求量大增，从而引来了国内外商家的大量投资，随之而带动了马达设备销售及制造业的兴起，转子外圆自动粗车机就是加工马达转子的专用设备，应深圳精马自动化设备有限公司的要求，设计整合了转子外圆自动粗车机，转子外圆自动粗车机适用于电风扇马达、空调马达、洗衣机马达等感应马达之铸铝转子的粗车。以下详细介绍了转子外圆自动粗车机特性，加工工艺及需要注意的问题等。 

二：电气特性 

该转子外圆自动粗車机电控系统采用台达DOP-A57GSTD具有人性化的人机对话操作界面和DVP-32ES00R2可编程控制器做为控制中心，采用油压系统控制，整套设备包含有油压马达1台，主轴传动马达1台，行程控制阀1个（双电控），主刀控制阀1个（单电控），顶针电磁阀1个（双电控），卸料电磁阀1个（单电控），上料电磁阀1个（双电控）。 

设备规格如下： 
转子外径：Φ30～80mm 
转子积厚：10～60mm 
轴心孔径：Φ8 mm 
车削量：0.1～0.8mm 
刀具：焊接刀 
油压马达：2HP 30L 
主轴传动马达：3HP 
使用电源：三相AC380V/（50/60）HZ 
外形尺寸：1000X700X1280mm

三：设备加工工艺 

该转子外圆自动粗车机分为手动、半自动、全自动三种工作模式按照不同的工艺流程进行转子的加工。 
1．手动操作工艺流程 

手动操作主要应用于调试模具，正常生产时无需此手动操作。手动操作可以完成上料、行程、顶针、主刀、卸料的各自动作，此手动操作在人机界面系统菜单画面如图1所示，在画面上选择相应手动控制换画面按钮组件进入手动控制画面如下图2,在手动控制画面上选择不同功能按钮组件来完成手动动作，按钮组件选择的类型是保持型按钮来完成程序的设计。 

此手动流程在编写PLC程序时需要注意主刀和顶针在退回过程中的先后顺序及互锁以免发生干涉损坏切削刀具，应该依照下面正确的顺序来执行：刀先退回，行程、顶针再退回，其他动作之间则无需加任何互锁。

2．半自动工艺流程 

半自动工艺就是手动上料单件生产，该工艺流程主要应用于加工生产首件产品，设备加工完成首件产品后不再返回初始步骤进行下一个工件的加工。具体工艺流程如下：

3．全自动工艺流程： 

全自动工艺就是在正常生产过程中无需人工上料由该粗車机自动由上料到卸料全过程完成马达转子连续加工车削的工艺，具体工艺流程如下：

以上半自动、全自动流程图中原点的状态为顶针退回位、行程退回位、主刀回位、卸料退回位。

半自动、全自动工艺的执行首先在人机对话操作界面上如上图 3上选择相应的模式按钮功能组件，之后切换到运行画面如下图4进行设备的启动运行或者按下设备机身的外部启动按钮。

四：PLC程序编制及人机巨集指令应用 

在程序编制过程中，需要注意的是半自动、全自动工艺执行的过程中，如果设备发生故障需要按下紧急停止按钮，在按下急停按鈕后，卸料机构不动其他机构全部恢复原始零位，但需要注意在退回过程中刀先退回，行程、顶针再退回，否则会出现动作干涉损坏切削刀具。 

无论以上任何一种工艺，当工艺之间进行模式转换时，刀、行程、顶针、卸料全部要自动退回原始退状态。 

在模式转换过程中，由于是采用人机界面来编制的转换开关组件，利用按钮on巨集指令来完成各个转换开关组件之间的互锁。如下图5～7： 

图5 当中的巨集指令是选择了手动控制模式，将自动、半自动模式选择按钮复位； 
图6 当中的巨集指令是选择了自动运行模式，将手动、半自动模式选择按钮复位； 
图7 画面七当中的巨集指令是选择了半自动运行模式，将手动、自动模式选择按钮复位；

可编程控制器半自动、全自动的程序利用步进梯形图指令来完成，这样减少了顺序梯形图的互锁，实现和调试起来比较容易。 

在系统运行过程中，当传感器异常、电机过流岀现工位不到位或原点复归不到位的情况，会自动在人机操作界面上提示报警并停机，操作机修工按照相应提示到指定工位做故障检查，排除故障，恢复设备正常运行。 

五：安装调试 

转子外圆自动粗車机在系统设计过程中已充分考虑到了设备的安全性和可靠性，设备有良好的接地。安装完成之后，在现场机械电气配合进行联机调试，效果比较理想，每分钟连续加工产品数量达12个，车削外圆之跳动面及锥度能保持在0.05mm以内，单次进刀量*大可以达到0.8mm，完全达到工艺的要求。