6ES7215-1HG40-0XB0性能参数

电、液于一体的高科技专利产品，也是陶瓷墙地砖生产线上的关键性设备，在很大程度上决定着生产陶瓷墙地砖的企业的产品核心竟争力，与公司效益息息相关。因此作为生产厂家，选择一个高精度、高稳定性的控制系统则变得至关重要。经过几年的努力，科达机电成型装饰布料系统已多次更新换代，现今选定以S7-300为主站, S7-200为从站, EM277为两者通过ROFIBUS总线通讯、OP270为人机界面、以及动力柜和操作柜组成的控制系统。经长期使用，此控制系统简单、稳定、可靠、控制精度高，正在也将继续为公司及客户创造更好的效益。见图1。

图1 成型装饰布料系统

系统的简要工艺
　　陶瓷墙地砖的生产是以硅酸盐为主要原料，经过球磨、制粉，通过布料系统按一定的配方将粉料送入压砖机的模腔中；再由压砖机根据工艺要求，以一定的压力将粉料压制成型，然后进行烧制及后续加工。成型装饰布料系统是由压砖机、魔术师布料车、模具组成，是陶瓷墙地砖生产企业的核心设备。压砖机是将粉料压制成有一定强度、致密度的砖坯；魔术师布料车是由底板、7个工位、坯垫循环系统组成.首先根据砖坯的表面图案设计各工位要布的粉料，每个工位主要是由布料摆管、填料料斗、升降气缸组成的。通过工位将不同的粉料撒布在坯垫上，坯垫是平铺在底板上,通过前后两个伺服电机带动链条,再由链条上的挂钩拖动坯垫至下一工位， 当检测到坯垫到位后，升降气缸下降，布上所需粉料，当所有需要的工位布上粉料后，由伺服电机拖动坯垫至压砖机，再次检测坯垫到位后，模具下降，压砖机开始进行压制，压制完成后，链条带动压制完成的砖坯送到下一道工序，坯垫在砖坯转运走后，经坯垫循环系统到个工位准备下一循环。这样就完成了整个的成型装饰布料系统的一个工作循环。

控制系统构成
　　整个系统主要以西门子S7-300 PLC为主站，用OP270作为人机界面，各个工位以S7-200 PLC为从站，扩展一个EM277模块，通过PROFIBUS总线与主站通讯。由于环境温度比较高，为了系统更加稳定的运行，在柜内加装了工业空调。同时使用了多种传感器来进行检测，如：压力传感器、位移传感器、PT100、接近开关等。执行元件主要是电磁阀、比例阀、伺服电机、变频器等。硬件的性能优劣对于一个控制系统来说是至关重要的，对系统的可靠性和稳定性有很大的决定作用，因此在硬件选型上严格把关，大部分原件均采用了的产品，同时整机也通过了CE认证。
　　本控制系统均采用西门子产品。控制系统的硬件具体配置如下：
　　电源模块PS307 
　　6ES7 307-1EA00-0AA0     1个
　　CPU 313C-2DP     

      6ES7 313-6CE01-0AB0     1个
　　DI数字量扩展模块      
　　6ES7 321-1BL00-0AA0     1个
　　DO数字量扩展模块      
　　6ES7 322-1BF01-0AA0     3个
　　DO数字量扩展模块      
　　6ES7 322-1BH01-0AA0     1个
　　AI/AO模拟量扩展模块   
　　6ES7 335-7HG01-0AB0     1个
　　OP270 HMI           
　　6AV6 542-0CC10-0AX0     1个
　　CPU224                 
　　6ES7 214-1AD23-0XB0     7个
　　EM277扩展模块         
　　6ES7 277-0AA22-0XA0   7个
　　(见图2）    

图2 控制系统结构图

　　由于陶瓷产品的竟争越来越激烈，**产品的竟争力犹为重要。成型装饰布料系统给客户提供生产高附加值的仿石材设备。
　　本套系统的选择，是由成型装饰布料系统结构决定的。魔术师布料系统是一个多色瓷砖布料系统, 基料需要一个工位, 每一种颜色需要一个工位. 本系统由7个工位组成，整个系统的总长20几米，可以生产仿石材线条瓷砖. 每个工位都与压砖机有很多数据交换，同时每个工位又有各自的数字量I/O点要处理。如果用集中控制方式，电气控制柜与各工位之间的线路非常多，敷设、安装极其不便。因此决定选择分散控制方式，用通讯达到总体协调，从而可以大大的精简线路，减少线路安装、维护工作量。PROFIBUS现场总线技术则是我们的佳选择。每个工位采用S7-200 CPU 进行控制, 可以降低S7-313C CPU的负担, **系统做压力闭环控制的精度. 各个S7-200 CPU使用EM277连到PROFIBUS网络上, 通信性能好, 同时编程简单.
　　PLC的选择也是经过深思熟虑的，S7-300系列PLC是一个成熟产品，具有很高的稳定性，技术参数符合设备的使用要求，而且在用户心目中有良好的形象。CPU 313C-2DP集成有多路数字量输入/输出、模拟量输入输出、温度检测和高速计数通道，同时该CPU单元有两个端口，MPI端口可用于编程或与HMI通讯，DP端口可作为主站的PROFIBUS总线与各工位的EM277和伺服电机控制器的DP端口通讯。这种CPU既符合本设备的使用要求，又可与公司其它产品通用，并且具有很高的性价比，因此终选择了CPU 313C-2DP。
　　由于设备中位置控制和压力控制均要非常稳定和准确，而且对响应速度有很高的要求，因此选择了SM 335快速模拟量输入/输出，其性能优越，用它进行压力和位置信号的采集，并用来控制高响应的比例阀，以此达到位置和压力的准确快速控制，使之满足工艺要求。设备中存在大量电磁阀，选用可带大负载的晶体管输出322-1BF01-0AA0模块，与继电器输出相比，**了模块的使用寿命和响应速度，而且更具有安全性。

控制系统完成的功能
　　从控制系统结构图可以看出，主站控制2台伺服电机控制器和7个从站。人机界面OP270通过MPI总线发送各种工艺参数给主站，通过PROFIBUS总线传送给每个从站，每个从站的I/O状态和工艺数据也通过PROFIBUS总线返回给主站，通过MPI总线在人机界面上显示出来(具体工艺参数见图3)。

图3  数据监控

　　魔术师成型系统修改配方的功能十分方便, 只需要在HMI上简单的设置, 就可以控制布料工位的数量, 布料次数, 填料次数等数据, 这些数据通过PROFIBUS网络, 实时的传送到各个工位,客户随时都可以方便的修改瓷砖的配方.
　　一个单色布料工位由以下各部分组成: 一个布料头, 一个布料挡板(控制瓷砖上的仿石材纹路), 一个气缸控制布料头的升降, 一个变频器控制控制布料头的左右移动, 一个变频器控制给料的皮带.
　　单色布料工位部的是面料,  先将面料布好, 然后后在面料的基础上布上较厚的基料, 后送到压机, 压成一块砖坯.

1.项目简介
    　 随着城市现代化建设的发展，环境保护、生活用水的要求不断**。以前水厂的人工、半自动水厂控制系统已经远远不能满足现代化生活和企业运作的需要，因此**的计算机控制技术应运而生。通过**的自动控制系统，可实现对水厂制水、污水处理、水软化、送配水等工程运作的监视和控制。江西省新余市第四水厂于2008年9月建成通水，期规模为15万吨/天。第四水厂采用图1所示的工艺流程，主要包括取水泵房、加矾加氯间、V型滤池站和送水泵房等控制站。该水厂实现了自动控制和系统主要参数的在线监测；同时为节约水资源，保护水体不受污染，对滤池反冲洗水进行回收，二期拟对污泥进行浓缩处理。

 2．系统构成
       全厂设中控室及取水泵房、加矾加氯间、V型滤池站和送水泵房等4个PLC子站，考虑到系统尽可能分散的原则，在滤池单池设有PLC控制台，具体见下图。

全厂计算机监控系统网络结构 

    
       各PLC站与中控室之间采用工业以太网通讯联络。中控室由2台分别用于生产管理与监控的DELL计算机及2台Epson激光打印机组成。计算机采用bbbbbbs XP操作系统。其中监控计算机采用易控(INSPEC)组态软件开发的应用软件，可显示14个包括涉及PLC控制的机电、加矾加氯设备与滤池等在内的模拟画面，可对系统的所有设备进行远程操作和控制，并具备显示工艺布置图、实时动态参数、设备的工作状态及实时/历史报警信号、在线仪表的实时/历史趋势曲线、水泵运行时间等功能，同时可进行离线/在线编程及设定参数的修改，编制和打印生产与管理报表。管理计算机采用Excel软件，用于采集与存储监控计算机检测的主要生产数据，以便用于管理。
        依据PLC I/O模块，涉及PLC自控的设备，均可通过在机旁控制箱手/自动转换开关、在PLC站操作面板XBT上设置来实现机旁控制箱、PLC站XBT、中控室监控计算机三地控制。 PLC站XBT上均能够显示与设置该站现场操作所涉及到的所有自控设备、仪表等运行参数及上下限报警值，同时这些参数均可通过网络线传输到中控室监控计算机，由它来进行控制。
    

取水泵房站
        该站主要监控3台水泵机组的运行工况及相关的参数，同时在取水泵房吸水井中装有水位计，通过PLC可随时显示白云水库水位状况。 取水泵房水泵机组开/停由清水池水位情况、送水泵的运行情况、用水高峰时段以及送水管网压力等因素决定。水泵机组只能在没有配电线路故障、机组设备完好、出水电动阀门完好并且处于关到位的状态才可依据程序自动开启。
  

  加矾加氯站
        从取水泵房过来的原水进入位于净水厂的**计表井，在此通过在线仪表检测原水的**、浊度、pH值、温度等，并将其转换成4～20mA DC信号输入PLC系统为加矾加氯系统提供控制参数。 加矾系统采用2套计量泵(配三菱变频调速器)投加，变频器运行频率由**信号控制，控制**为取水**与回收**之和，计量泵行程由流动电流仪(SCD)值控制。2 套计量泵1用1备，当正在使用的计量泵出现故障，PLC系统会自动切换。2套投矾系统的矾液取自3个贮矾池，每个贮矾池均装有液位计，可随时检测矾液高度，同时通过装在贮矾池的搅拌机定时搅拌，可防止药液沉淀影响浓度。3个贮矾池出矾管线上均装有电动球阀，通过手/自动转换开关，可选择机旁控制箱操作或中控室监控计算机人工操作，也可根据3个贮矾池液位PLC系统自动选择，切换工作池。
       加氯系统采用真空加氯机，三点投加，滤前滤后出水各1台。滤前按比例**投加，滤后采用**与余氯信号双因子控制投加。加氯机所需的**信号由PLC系统输入，余氯信号由余氯分析仪在线检测。滤前加氯机投加的控制**取自取水**与回收**之和，再减去反应沉淀池排泥用水量。滤后加氯机的控制**为滤前加氯机的控制**减去滤池反冲用水量。出水加氯机的控制**为出厂水余氯信号。氯库装有电子秤和自动切换单元，同时装有泄漏报警仪，通过检测泄漏报警信号经PLC系统可自动启动氯气回收装置，并且PLC系统会自动关闭所有加氯系统等待故障处理。
  

 V型滤池站
        该站主要监控5格V型滤池的过滤、反冲洗过程及相关参数。每个滤池均装有一个水位计和一个差压计，用来检测滤池的液位和滤池的阻塞情况。滤池的清水阀为无级可调比例阀(开启度为0～)，根据滤池的液位、阻塞值(即水头损失值)、清水阀现有开度的反馈信号通过PLC系统自动调整阀门的开度，从而确保滤池恒水位过滤。滤池反冲洗的控制方式有3 种：①强制反冲；②根据阻塞值PLC系统自动反冲；③根据过滤时间PLC系统自动反冲。优先原则是：第①种方式为优先，第②种方式次之，后为第③种。
         滤池的操作方式有3种：①单池PLC控制台操作，每格滤池单独设有PLC控制台，每个控制台装有5个阀门(进水阀、清水阀、水冲阀、气冲阀、排污阀)控制按键与1个显示面板，可显示5个阀门、②公共冲洗泵PLC站XBT操作；③中控室监控计算机操作。
    

公共冲洗泵站
        该站主要监控3台鼓风机、3台冲洗泵、2台空压机开/停、故障信号以及滤池水位、阻塞值等参数及反应沉淀池36个气动排泥阀的状态。
    

送水泵房站
        该站主要监控1台变频水泵与1台大水泵及2台小水泵运行工况及相关的参数，同时在出厂管线上装有压力表、**计、浊度计、余氯分析仪、pH计等仪器仪表，用于在线检测出厂水的生产与卫生指标。 送水泵房水泵机组开/停由管网压力等因素决定。送水泵运行必须要求配电系统、机组设备等性能完好，且吸水井达到一定水位才能正常实现。
    

3．系统特点
     画面监控功能丰富，所有需要监测的各种参数的实时和历史曲线图，各种运行和管理报表，水厂的工艺流程图和动画等显示。
     实现快速数据采集，并能对这些数据进行处理和分析，处理后的数据记录到历史数据库，以备系统调用和随时查询。
     具有完善的报警和安全访问功能，保证系统的安全。
     系统可扩展性好，为与二期污泥处理工艺、与企业的生产工艺调度、生产水质监控等密切结合的自动信息系统提供接口。
    

4．软件应用
       中控室监控计算机采用bbbbbbs XP操作系统，与各PLC站之间通过以太网交换机，用工业以太网通信联络实现资源共享，各PLC站之间通过工业以太网通讯联络，除了对本站设备进行操作显示外，还可了解其他站的情况。
      上位监控系统用易控(INSPEC)组态软件开发，该监控系统人机界面精美，能直观、生动呈现整个水生产过程中的工艺，动画形式多样、直观、逼真，且与各种型号的PLC通讯简单。该中控室监控计算机监控系统完成的功能主要有：
     远程控制各PLC现场子站，实时接收PLC采集的各种数据，建立检测参数数据库；处理并显示各种数据。
     监测整个生产工艺流程和各细部的动态模拟图形。该系统实现了水厂整体工艺流程、各主要工艺设备运行状态、过程控制及各生产环节生产数据的实时采集与现实。主要流程画面有：取水泵房流程图、加矾间流程图、加氯间流程、反应沉淀池流程、V型滤池流程、公共冲洗泵房流程、送水泵房流程、10kV一次系统、低压系统等画面。实现的工艺生产设备监控功能有：所有被监控设备的运行状态、启停控制、设备与设备之间的连锁控制、工艺参数的设定，以及设备温度、电流、压力、液位、**等参数的显示、报警、记录、趋势及累积量计算等。
     从检测项目中，按需要显示历史记录和趋势分析曲线。能够了解生产参数的动态情况，便于生产调度管理。
     重要设备主要参数的工况及事故报警、打印制表。包括工艺数据报警、设备故障报警、系统故障报警，并根据不同的报警信息提供不同的报警画面。
     编制和打印生产日、月、年统计报表。
     对各种数据进行实时存储。

监控系统总图 

 5.运行结果
        新余第四水厂成功运行已8个月，实现了水厂全自动化控制，**了水质处理的效率，减轻了运行人员的负担，**了水厂运行的安全和可靠性。使用易控开发的监控系统具有运行稳定、操作界面直观友好、，报警、报表、数据记录、趋势显示分析和安全管理等功能完善的特点，完全实现了规划的功能，系统操作和维护都十分简便，为水厂的安全运行提供了可靠的保障，并且利用易控软件良好的开放性为系统的二期功能集成提供了很好的接口。