西门子6ES7 211-1AE40-0XB0性能参数

1．设备名称：捻线机

捻线机是玻璃纤维生产线上的关键设备之一，捻线机的平稳运转以及适应生产工艺的多样化是生产线的必要条件，自动化控制是满足这些条件的必要保障。因此控制系统是玻璃纤维捻线机关键技术的重要环节之一。传统的生产设备由于老化或者自动化程度较低，不能满足行业发展的需要。目前采用的系统是用 PLC 做控制系统核心，成本较低，稳定性很高，程序编写和调试比较方便。但 PLC 在人机对话、故障判断、在线修改等方面有一些不便，需要对编程非常熟悉的人员进行操作。并且，要想直观地了解生产过程和监控信号的动态变化必须选择一个上位机来配合 PLC ，才能组成较好的自动控制系统。因此，本系统采用EVIEW触摸屏与KINCO PLC 通信，共同组成生产过程的自动控制系统。

2．工艺描述：由放卷电机将丝线放出，收卷电机卷绕捻线，通过触摸屏设定升降动程，斜边高，差移量等参数确定步进电机左右行程定位参数，从而达到收卷不同形状捻线筒；不同丝线的捻合度由触摸屏设定放卷变频电机速度和收卷变频电机速度确定。

3．计算选型：按用户原有的型号（此处略）

4．电气控制系统框图：

系统主要由触摸屏、可编程控制器 PLC 、开关电源、步进电机驱动器、步进电机、变频器、三相异步电动机等构成，本控制系统主要利用程序控制钢领板运行的速度、方向、位移，达到控制成形的目的，替代传统捻线机机械成形。

触摸屏作为人机界面可以进行工艺参数的设定、运行状态的监控等。可编程控制器是整个控制系统的核心。它将工艺参数存储并通过一定的控制算法控制变频器的运行状态以及步进电机的运行状态。开关电源为触摸屏、 PLC 、步进电机（包括接近开关、按钮、中间继电器）等提供工作电源。

步进电机驱动器将可编程控制器给定的控制信号转换和放大驱动步进电机工作。步进电机作为执行单元通过机械传动主要完成捻线机钢领板的升降动作。

变频器通过可编程控制器控制运行状态，通过内部参数的设定，可以调整运行的频率，从而控制三相异步电动机的运行状态和工作频率。三相异步电动机作为执行单元通过机械传动主要完成锭子的传动和罗拉的传动。

5、 工作流程：

                    PLC程序流程图：

参数设置画面如下（参考图）

              参数设置画面1

                操作画面1：

6．系统配置：

1、Factorybbbb介绍

         Factorybbbb作为UGS Tecnomatix Production Automation （生产自动化软件）的商业名称，能监视、指导和控制行业流程，使得客户可以优化其制造过程和产品。

        Factorybbbb建立在**的开放式架构之上，向众多行业中构建垂直应用的客户提供高的性能和灵活性。Factorybbbb具有高度的可度量性，可被用于构建任何大小的应用软件，可以是简单的人机交互界面（HMI）系统，也可以是复杂和要求高的监控和数据收集（SCADA）系统，具有高度的灵活性。济钢第三炼钢厂1#板坯连铸机选用的版本是Factorybbbb7.5。

         Factorybbbbt提供综合性的**工具，用户可以配置应用程序，以正好满座客户的需求，其应用范围可以跨越实时人机界面（HMI），生产监控与数据采集（SCADA）以及行业信息管理，因此其功能多样性是没有止境的。

1、1组态管理器Configuration Explorer

         组态管理器是一套直观的环境，可以在一个网络上配置与运行Factorybbbb服务器应用程序。一个用户可以访问多个Factorybbbb服务器，或者多个用户可以同时配置一个Factorybbbb服务器。这一分布式的访问可以大大提高程序开发效率。组态管理器提供类似于微软浏览器的分级视图，可以通过Factorybbbb应用程序实现导航。如图1所示：

图1 Factorybbbb7.5组态管理器

         组态管理器使用应用程序对象，从而促进了基于对象配置的概念，而且系统中还包括了各种SCADA功能，例如报警、数据录入与通信。
        只要将要用的‘对象’拖到应用程序中即可构建Factorybbbb应用程序。应用程序对象技术的提高了生产力。具有以下特点：1）完全避免了重复地组态工作；2）减少了配置错误的可能性；3）大幅度消减了应用程序开发周期；4）应用程序更容易维护；5）采用拖放式应用程序对象配置应用程序很容易，可以直接从Excel导入数据。

1、2客户创建程序Client Builder

        客户创建程序是构建动态流程可视化图形的工具。客户创建程序非常容易使用而且非常直观，提供非常独特的功能和生产力，用于构建HMI和SCADA应用程序要求而定制的用户界面。在客户创建程序中，许多功能成为标准配置，例如全景和缩放，支持多个显示器、分层、缩放稳定、数据缓冲和许多其它功能。

        客户创建程序是一套ActiveX容纳单元，因此任何兼容的第三方ActiveX控件可以插入到客户创建程序的组态中。包含有ActiveX控件，以便在Factorybbbb内部查看报警、趋势图和数据库查询。ActiveX文件支持功能可以将实时图形融入到网络浏览器的其他内容中。

         客户创建程序合并有微软Visual Basic应用程序，因此用户可以很容易的使用开放式及标准的环境编写和扩展功能。通过在VBA脚本中修改属性，可以对任何图形对象，例如图纸、动画、符号、拟态和用户轮廓实现完全定制。如图2所示：

图2 Factorybbbb7.5客户端编辑画面

        使用基于级别而且面向对象的图形符号获取强大的对象方位。每次修改符号时，所有的改变均传递给其他可视化和实时地链接。符号和信息库包含在产品内，或者可以由用户定义，并与其他项目共享。实时流程的可视化使得操作人员了解信息并处于受控状态。

2、SIMATIC NET简介

         SIMATIC NET V6.0是西门子在工业控制层面上提供的一个开放的，多元的通讯系统。它意味着能将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，为了适应自动化工程中的种类多样性，SIMATIC NET 推出了多种不同的通讯网络以因地制宜，这些通讯网络符合德国或，他们包括：1）工业以太网；2）AS-I；3）PROFIBUS；4）PROFIBUS-PA

        SIMATIC NET 系统包括：1）传输介质，网络配件和相应的传输设备；2）协议和服务；3）连接PLC 和电脑到LAN 网上的通讯处理器（CP 模块）
        OPC 服务器随SIMATIC NET 软件光盘提供。OPC（OLE For Process Control，用于过程控制的OLE）的基本原理是，OPC 客户应用程序可以通过一个标准、开放的多供应商接口，与OPC 服务器进行通讯。

OPC 服务器提供：
数据访问接口2.05
报警和事件接口1.02（单一事件）
在不同制造商自动化产品之间的标准化。
用于不同部件的相同的、用户友好的用户接口。
从工业网/广域网中每个计算机的可访问性。
经过客户机接口（C++）的高性能数据存取。
经过自动化接口（VB）或包含OCX 数据控制，使用容易。
因特网通讯可通过XML DA 接口实现。
变量（项目）的成组化；这样可以在很短的时间内进行大容量的数据存取。

3、Factorybbbb7.5与SIMATIC NET通讯

         济钢三炼钢板坯连铸机基础自动化控制系统（L1级）采用德国SIEMENS 公司的S7系列产品，组成仪控合一的基础自动化控制级。PLC主要采用S7-300、 S7-400及C7系列作为主站，远程I/O、变频器等智能单元作为从站，主站与从站采用现场总线PROFIBUS_DP与从站进行通讯。计算机操作系统软件采用Microsoft公司的bbbbbbs 2000，PLC编程软件采用Siemens公司的Step7.0；上位监控软件采用UGS Tecnomatix Factorybbbb7.5。由于PLC选用Siemens公司的产品，而上位监控软件选用Factorybbbb7.5，两者之间的通讯需要第三方媒介作为驱动，而西门子公司的软件SIMATIC NET6.0 OPC服务器功能很好的满足了两者之间通讯的需求。

         通过配置SIMATIC NET OPC服务器，建立起现场PLC、Factorybbbb7.5上位监控软件与SIMATIC NET OPC服务器之间的通讯，从而可以将现场Siemens PLC的实时信号采集到，将现场设备信号、控制信号相互进行传输，满足现场设备的监控、控制功能。
        同时，如图1所示，在Factorybbbb7.5组态管理器OPC Server Definition中需要定义好上位监控软件的通讯变量。

4、SIMATIC NET OPC服务器的配置

           当SIMATIC NET 软件成功安装后，在PC 机桌面上可看到Station Configurator 的快捷图标，同时在任务栏（Taskbar）中也会有Station Configuration Editor 的图标。
通过点击图标打开Station Configuration Editor 配置窗口，如图3所示：

图3 SIMATIC NET OPC服务器的配置


选择一号插槽，点击Add 按钮或鼠标右键选择添加，在添加组件窗口中选择OPC Server点击OK 。

        选择另一号插槽，点击Add 按钮或鼠标右键选择添加，在添加组件窗口中选择TCP/IP接口，完成以太网网络接口的配置。
配置完以上两项即完成OPC服务器的配置。