西门子PLC模块6ES7212-1HE40-0XB0参数详细

中小型MasterPiece 200/1系列PLC系统应用已近十年，相关备件已不生产，难以买到，且价格昂贵;另外，程序经过这么多年的修改，功能添加，数据量比以前增大，加之车间对轧机提速，提高轧钢速度，使整个系统的负载大大增加，接近系统极限，影响系统稳定运行;综合考虑，决定对原来的部分 PLC进行升级，这样一方面可以换下一部分旧模板，充做备件;另一方面可以提前做好准备，检验升级的效果，为将来的大规模升级改造储备相关知识、实践经验。

　　总的来说， 由MP200升级到AC450，可以平滑过渡，不过它们毕竟不是一种系统，各自有其特性，对于系统的网络构成来说，无需做大的改动，只需用新的PLC节点替代原PLC节点的位置即可，当然网络及节点号要与原网络匹配，网络示意图如下图1所示（两端为终端电阻）;原系统采用以同轴电缆为介质的总线以太网形式，改造后的系统则采用双绞线和光纤连接交换机的星型控制方式;后者控制方式灵活，网络故障判断和排除快速，维护更加方便。

图1 网络示意图

　　AC450是MP200系统的后续版本，存储容量增大，CPU运算速度加快，同时系统的功能增强，大部分向下兼容;而对于两者的不同，下面我们想从软硬件两方面着手给予具体分析。

1.从硬件方面来说，主要有以下异同：

　　1）AC450机架有不同的高度，435mm

　　2）MP200可以跟S100模块放在一个机架上，而AC450的CPU则不行。

　　3）AC450系统软件在程序模板上，而不在PROM模板上。

　　4）S100 I/O和S400 I/O依然可以使用，风扇单元也可留用。

　　5）通讯模板DSCS140被模板CS513所替代，而连接单元DSTC190不再需要。

　　6）通讯模板DSCS131被模板CI570所替代，而连接单元DSTC408被modem TC560所替代。

　　7）DSBC172、DSBC173被DSBC173A所替代。

　　8）AI、AO、DI、DO模板依然可以使用。

　　9）DSSA160、DSSA165电源单元极其连接板依然可以使用，不过要满足新系统的负载量。

　　10）DSSR122电源转换单元被SR511所替代。

　　11）DSSB120备用电池单元被SB510 for AC或SB511 for DC所替代。电池单元SB520必须使用。

　　对于电源单元，本着充分利用原有资源的原则，我们一般做如下处理：因S100模块不能跟AC450的CPU放一个在机架上，于是在CPU专用机架上我们采用新电源，而旧系统的信号模板则依然由原来的电源单元供电，这样原来的电源单元重新投入使用，同时负荷比原来减轻;新老系统搭配，物尽所用，效果良好，具体供电方式如下图2所示：

图2 电源系统

　　对于单个AC450 CPU模块来说，S100 I/O总线扩展电缆的扩展距离不超过12M。它可以带多达5个I/O子模板，MP200/1原有的子模板可以继续使用;不过AC450 CPU模板上不能携带I/O子模板，它们通过通讯模板相连，AC450 CPU上的通讯模板是CI540，modem 是TC560和TC561，而子模板上的通讯模板是DSBC173A，连接单元是TK575。如下图3所示：

图3

2.软件方面的处理

　　从软件方面来说，MP200/1系统原有的应用软件可通过转源码的方式变换后为AC450所用;而MP200/1和 AC450在应用软件上的*大不同在于在AC450中所有的子模块必须在数据库中被组态，也就是说，所有的子模块（除了子模块CS513和MB510可以被系统自动组态外）必须有用户对应建立一个数据库元素并对其组态，每个硬件模块数据库元素包含地址端子BUS、STATION、bbbbbbbb（或POS_I）来**指定唯一的硬件模块。

　　我们下面将简述应用软件转源码的过程：

　　1） 用DUDBS命令上载MP200/1中的数据库源码。

　　2） 用DUPCS命令上载MP200/1中的PC程序源码。

　　3） 用DUAP命令上载MP200/1中的所有DB和PC的应用程序及USER目录的备份区的内容。

　　4） 启动AC450并把CPU启动模式打到“bbbbb”状态。

　　5） 用DIMDB命令重新标定AC450的数据库区。

　　6） 用TRDBS命令下载数据库源码。

　　7） 用CRDB命令为子模块建立所需的DB元素（AC450、CI531、CI540、CI570…）并正确组态。

　　8） 用DIMPC命令重新标定AC450的PC区。

　　9） 用TRPCS命令下载PC程序源码。

　　10） 用DICONFIG命令启动系统。

　　11） 检查所有的模板是否处在正确的工作状态，多可通过前面板的指示灯直观判断。

　　12） 退出组态模式并解锁PC程序。

　　13） 验证系统功能是否工作正常。

　　14） 重新用DUAP命令备份新的系统。

　　编辑上载的源代码：

　　一般来说我们没有必要编辑上载的源代码，不过一定要这么做的话，我们可以通过调用AS100系列中的AMIS编辑器进行修改。

　　用DUPCS命令上载PC程序源码：

　　DUPCS命令的具体用法我们可以用HELP DUPCS来查看，而原系统中有多少PC程序可以用LSS命令列出。

3.合并两个MP200/1到一个AC450系统中：

　　如果相关条件满足，合并两个MP200/1到一个AC450系统中是可以实现的，当然两个MP200/1系统的相关总容量应不超过AC450系统的负荷。首先我们应询问以下问题：

　　1） 总的I/O子模板是否超过5个?

　　2） S100 I/O总线扩展电缆是否在12米以内?

　　3） 总的信号、板子通道数、DATs 、MOTCONs等是否超过AC450系统的容量?

　　4） AC450系统的存储器是否满足程序需要?

　　5） AC450系统的CPU是否满足程序需要?

　　当然，更复杂的是PC及DB的合并处理，若合并两个MP200/1系统，必然要改其中的一个系统中的PC及DB，因为其中含有大量重名的名称及代码。以PC源代码为例说明：若系统1有PC1～PC5，而系统2有PC1～PC3，则简单的方法是改系统2 PC1～PC3为PC6～PC8。而DB的改动亦非常大，下图4就是一个非常典型的例子：

图4：合并数据库信号的例子

　　由MP200升级到AC450是一项系统工程，我们需要从软硬件两方面着手，综合考虑，统筹安排，不放过如何小的技术细节，尚有大量细致繁杂的后续工作要做，扎实稳妥的做好升级的前期准备工作;同时，需要我们在实际操作中多多实践，不断发现问题，解决问题，保障系统平滑的向AC450系统过渡; 经多方努力，协同作业共同完成，为今后系统的进一步升级打下良好基础

1 系统概述

　　立式粉末喷涂生产线，该生产线控制部份主要由：输送系统、前处理、水份烘干炉、喷粉系统、固化炉几部份组成。控制部分均采用PLC进行智能化控制，并配合触摸屏进行在线式监控及操作，以及上位机系统进行在线式远程、就地监控、数据采集分析、曲线存档、报表生成等功能。另喷枪控制器可按客户要求选用可通讯式增设上位机对其进行监控操作。

　　系统图如下：

　　2 设计原则

　　1) 系统具有经济性及高效性

　　系统我们建议用一套PLC来统一控制，这样既能节约成本，同时有利于统一管理。同时，系统的PLC我们推荐用在海内外名气比较大的AB 公司PLC，在世界各地很多企业中都有成功的应用经验以及长期的稳定运行记录。

　　2) 系统具有易维护性及可扩展性

　　所选用产品符合****，可采用通用的工具进行维护。本系统不仅可以满足当前的工程需求，而且可以方便的实现日后的系统扩充。以后系统需要扩充其他控制功能，仅需增加I/O模块。

　　3) 系统具有简单性

　　本系统采用AB公司功能性强、经济型的中型可编程逻辑控制器SLC 500。该逻辑控制器具有便捷的内置通讯接口，易扩展的输入输出模块，简单方便的bbbbbbs平台编程软件，用户易学易懂。

　　3 系统分析

　　1) 输送系统：

　　上下料输送系统由链条输送、上下料输送带两部份组成，在整个系统中起到一个衔接的作用，其三条输送带在自动运行时保持同步。其中链条输送带为电磁调装置，上下料输送带同为一变频器控制，通过旋转编码器反馈信号采样运算后进行同步调节。

　　4 部1.1kw电机，带冷却风扇。要求电机能够实现变频控制，并且能够反馈回PLC。在触摸屏能够实现监控，能够实现速度的调整。

　　2) 前处理：

　　前处理主要是清洁铝型材表面的污渍，并在表面形成一层铬化膜，为喷粉作好前期工作。工艺流程：装筐→脱脂→水洗→（碱蚀）→水洗→表调（中和）→水洗→铬化→水洗→热（纯）水洗→滴干→烘干→送喷涂上架其中：脱脂、碱蚀、表调、铬化药剂的浓度是根据供应厂家提供的浓度配槽液。水洗槽用一般的自来水。热水洗用纯水。（碱蚀可以不用）槽体结构： 脱脂槽：主要为清洁铝型材表面污渍，以防铝材表面的油污等对静电粉末的吸附。槽体防腐采用软PVC，槽液主要成分为硫酸，温度为常温即可。槽体大小依*大型材的长度及产量而定。水洗槽：清洗上个工艺槽的化学残留物质。槽体防腐采用软PVC，槽液主要成分为自来水，温度为常温即可。槽体大小依*大型材的长度及产量而定。表调槽（中和）：中和因在脱脂槽残留的酸性物质。槽体防腐采用软PVC，槽液主要成分为，温度为10度～60度。槽体大小依*大型材的长度及产量而定。铬化槽：即化学转化，以防被吸附的静电粉末脱落，有铬化和磷化两种，这两个方法已使用多年，性能相当稳定，生产上容易操作，可根据其处理后的颜色进行辨别转化效果，其中 铝化膜显黄色，磷铬化膜显绿色，这两种工艺的操作温度和时间范围较宽，涂层厚度一般为0.3～0.8g/M2.铬化槽的防腐采用软PVC，槽液主要成分为氟锆酸盐或氟钛酸盐，温度为25度～55度。槽体大小依*大型材的长度及产量而定。热水洗槽：铬化后的处理工艺，其防腐采用全不锈钢结构，槽液成分为纯水,槽温控制为60－80度.其温度控制可通过热水炉或蒸气加热。

　　前处理系统控制包括2.2kw电机5台，11kw电机5台，4kw电机1台。

　　其中电机要分开控制，能够实现每台电机的单独控制，即每台电机都有单独的开，停按钮来控制。但为了提高效率，在开机是也能够一次把电机全部开启。

　　3) 水分烘干炉：

　　对铬后的铬化膜进行烘干，使表面不残留水分，如果工件表面留有水分进入喷粉工序，则涂层会产生气泡缺陷。烘干温度不宜过高否则将使转化的膜过多失去结晶水而发生转型，导致膜疏松而使涂层附着力下降。烘干炉的加热可依据不同客户需用使用燃气燃烧机或柴油燃烧机。通过温度控制系统对其进行温度控制，可设定目标温度。炉体采用不锈钢结构。

　　烘干炉控制系统包括3kw风机5台；燃烧枪1把；温度2点。

　　4) 大粉房：

　　喷粉系统喷粉系统为整条生产线的核心部分：主要由两台上下止点可调、速度可调的往复机以及喷粉系统组成。往复机：其高度由客户所喷的*大型材长度有关，喷枪按装在往复机的移动平台上，移动平台按直线导轨作上下往复运动。其上下止点调整由编码器反馈给PLC计算脉冲定位，调节精度为1mm,其上下止点位置可通过触摸屏或上位机设定。其运行速度由电位器调节输入至变频器，速度调整范围0HZ～50HZ（0m/s～8m/s），具体依客户所需的喷粉厚度现场实际调节。

　　粉房控制系统包括2.2kw电机1台，要求变频控制，能实现速度的灵活调整，能够在触摸屏设定速度，显示速度，显示反馈；0.37kw电机2台；45kw电机，变频启动；16个脉冲阀，每10秒钟吸合2个阀，吸合0.5秒，关闭2秒；两个气阀 气阀1开2秒，关1秒；气阀2开2秒，关1秒，如此循环。

　　5) 固化炉：

　　固化炉为后期处理，由两台燃烧机进行炉内温度加热，通过对四个温控点的采样来控制炉内温度，温控器均可与PLC通讯，温度设定在温控器上均可设定。在设定的温度下将喷好的材料进行固化、流平。

　　固化炉包括1.1kw电机5台；3kw电机5台 ；2.2kw电机1台；燃烧枪2把：分两段温度控制；温度检测三点。

　　其中每个电机能够单独控制，也能够在启动时一次启动全部电机，以提高效率。每个燃烧枪分两段火焰控制，大火和小火，在温度高于某一数值1，大火关闭；当温度高于数值2（数值1<数值2）时，小火关闭。但温度小于数值2时大于数值1时，小火自动打开。当数值小于数值1时，大火自动打开。