西门子模块6ES7517-3AP00-0AB0详细说明

目前电热式食品隧道炉在食品加工行业应用广泛，用燃气取代电力，以燃气为能源对于用电紧张的地区有很大的意义，可以缓解该地区的电力紧张。现对一燃气式食品隧道炉利用台达机电产品进行系统整合开发应用的介绍。

1、设备参数及设备配置

该燃气式食品隧道炉长13米，共分为3个区即进炉口区、中间区、出炉口区。每个区又分为上火区和下火区，上火区和下火区各配备一个三线式PT100温度感应传感器来检测该区温度，共六个温度感应传感器，从而将六个区炉火温度控制在一定的范围内。

该食品隧道炉要求能够根据烤制食品的不同种类来设定烘烤时间。

图1 燃气式隧道炉及电控箱外观图

根据设备的特点及客户提出的要求，该设备电器配置为：一台型号为DOP-A10TCTD的人机界面；一台DVP-60ES可编程控制器；两台DVP-04PT/S温度量测模块；一台VFD037M43A变频器，通过对PLC可编程控制器及人机接口程序的合理编制来完成系统整合，实现设备的电器控制。

2、解决方案

2.1 烘烤时间控制

利用变频器改变隧道炉链电机的转速从而达到控制食品从进炉口到出炉口的时间也就是食品的烘烤时间。

参数设定画面如图2所示。不同型号的隧道炉首先要通过长度给定，速比给定，链轮节园给定，这是一个通用参数叶，适用于所有类型的隧道炉。该参数叶还可以监视变频器的设定频率和运行频率值以及设定排风时间。

图2 参数设定画面

烘烤时间与输送控制画面如图3所示。在人机接口上制作的交替型按钮通过PLC程序的控制来完成变频器的正反转运行启动, 正反转运行启动上面覆盖走马灯，当正转运行启动时文字正转运行循环以走马灯的形式来显示，反转亦然。

图3 烘烤时间与输送控制页面

变频器的频率是人机界面通过RS485和变频器通讯来完成频率设定的，通过数值输入组件给出烘烤时间后就可以通过事先编好的CLOCK宏运算出实际运行中应该设定的频率值，将此值赋给变频器的2001H频率设定地址，完成运行频率的写入。

温度设定与显示画面如图4所示。在人机界面上通过数值输入和数值显示组件来完成的，DVP-60ES和DOP-A10TCTD通过RS232通讯，DVP-60ES和DVP-04PT通过RS485通讯通过温度模块04PT读回该区PT100的温度从而来完成温度的反馈，通过PLC程序来控制燃气阀门的开闭，实现温度闭环调节，达到各烘烤区间工艺温度控制。

图4 温度设定与显示

3、设备的操作说明

燃气式食品隧道炉的操作说明如图5所示。

图5 操作说明

4、故障处理

设备出现点火故障时点火指示灯会出现红色故障报警显示，从而知道该点火器出现问题，连续自动点火三次后点火器仍不能点着火的情况下通过中间继电器将点火故障信号反馈给PLC输入，通过PLC程控D0值的写入来完成自动跳到报警画面，出现报警后实行人工手动控制点火器点火，手动点火确认确实是点火器故障后就要将此点火器暂停，待人工把点火器修理好后再进行点火。点火控制画面如图6所示。

图6 点火控制画面

当图四当前温度显示为-2000或者6000的时候证明温度量测模块没有将当前PT100铂热电阻的温度读回来，也就是没有通讯成功，这就要查传感器的接线方法是否符合图纸的要求，温度传感器有否损坏，DVP-60ES和DVP-04PT/S通过RS485通讯时如果温度量测模块超过一台那么通讯之前要改变04PT/S站号的设定，如果站号没有改变同样会出现通讯的问题。

三线式PT100接线方法如图7所示。

图7 三线式PT100接线方法

5、结束语

台达机电产品在燃气式食品隧道炉设备上的成功整合应用，满足了食品机械客户的需求，我们只要根据客户提供的方案进行电气系统合理设计，优化设备选型，配合施工安装，现场指导调试等一系列的优质客户服务，台达机电产品会在更多的食品机械客户那里得到更多的整合应用。

系统结构与功能

工厂产量监控查询系统的结构示意图如图1所示。

该系统要实现的功能是可以任意查询一车间、二车间任何生产线（共26条生产线）在任何时段的产量。具体要求如下：1）每条生产线产量的数据至少能够保存4个月的储存期，以便对历史数据进行查询；2）能查询每条生产线任意月、天、小时、分钟的产量；3）能对任意一条生产线在任意时段的产量进行查询；4）查询结果能以特定的格式在报表中显示，同时将结果打印出来；5）各条生产线任意月、日、小时、分钟的产量可在电脑上以柱状图、实时趋势曲线的形式显示。

查询系统的查询方式可以实现：1）按照日期进行查询；2）按照时间进行查询；3）按照生产线进行查询；4）按照任意时间段进行查询；5）按照班次进行查询（早、中、晚班）；6）查询任意月的任意车间、任意生产线的产量；7）可以运用第1）到第5）种不同的排列组合进行复杂的查询。

3、系统设计

该系统的设计是比较简单的，软、硬件选型配置如表1所示。

工厂产量监控查询系统的设计主要在于软件系统的设计，以下问题是考虑的重点。

1）两个车间共26条生产线，每分钟要有26条记录生成，每分钟向数据库插入26条记录。该系统全天24小时工作，不允许停，所以的数据量为37440条记录。每月的数据量为1160640条记录。如果要存储4个月，则数据量为4642260条记录。数据量是相当庞大的，硬盘的数据存储接近2-3G，不仅会造成在查询时，系统资源严重被占用，同时普通的数据库如ACCESS的表格没有能力管理如此庞大的数据系统。ACCESS在管理如此庞大的数据时，不仅系统会造成不稳定，同时会出现不可预料的情形。所以只能寻找能够管理大型数据系统的数据库，因此可以选择S或Oracle。

2）组态软件（组态王）支持对标准的数据库进行数据的插入、选择、删除等基本的操作，同时支持标准的SQL语言。灵活的运用该组态软件提供的SQL函数使监控系统通过ODBC（开放性的数据源）配合标准的SQL语言对数据库进行各种简单和复杂的操作。

3）即使使用大型的数据库，S或Oracle，由于每天的数据量多达37440条记录，如果将1个月，甚至是4个月的记录全部写入同一个数据库的同一个表格，则所有的数据量大的将使表格崩溃，即使数据库能够管理，查询的速度也是可想而知的，将会非常的慢。解决问题的思路是以系统的日期作为当天的表格名称。当系统时间为00：00：00时刻时，新建一个表格，通过S(DeviceID,"TableName","TemplateName")函数建立不同的表格，因为组态软件支持字符串函数。

4）查询条件比较复杂。为了完成如此复杂的查询，使用了Active控件，因为组态软件支持第三方控件，将所有的条件罗列出来进行排列组合，将每一种情况都考虑在内。然后通过程序来实现选择条件转换成S（）函数工作的条件。因为工艺要求能够任意查询任意生产线在任意时段的产量，为了能够实现该功能，可以新建站点及站点变量（\\本站点\CX_Hour，\\本站点\CX_Minute，\\本站点\CX_Hour1，\\本站点\CX_Minute1）。在以时间段进行查询时，先将以前两个变量输入的时间做为条件进行查询，将查询出记录的数据赋给在过程中自定义的中间变量。然后再以后两个变量输入的时间作为条件进行查询，将查询出的结果同样赋给自定义的中间变量。将两次查询的结果求差，然后将日期、时间、车间生产线产量通过报表的组态添到表格当中。

5）对于月产量的查询。需要判断输入的月份有几天，然后从该月的天开始到后进行查询，查询的时刻为每的23:59分时各生产线的产量。然后对查询出的数据进行累加，直到该月的后。具体程序实现是按照特定的格式将数据填写到报表当中。

6）当查询的条件比较复杂时，有些条件不可能同时成立，因此，在选择条件时，要互相限制，以避免出现混乱现象。

7）工艺要求能够查询任意生产线每分钟的产量，可以通过事件发生命令实现，即每当系统时间的秒等于59时，触发执行相应程序。

8）在系统时间等于00：00：00时刻时，用事件命令建立相应程序，以得到需要新建表格的名称，并同时将PLC中累计产量的寄存器清零，重新开始对该日的产量进行累计。
4、系统调试考虑

针对本文讨论的特定工厂产量监控查询系统，在系统安装调试过程中有些问题是不能被忽略的。

1）因为两个车间之间的距离在300m左右，而从个车间到监控室的距离有500m左右，距离比较远，为了遏制信号的衰减，将信号线用网线代替，同时加中继器将信号放大。保证数据传输的安全性。

2）要求现场布线时严格按照电气规范施工，保证安装的合格。

3）正确的设置操作系统中数据源ODBC的选项，以保证监控系统能通过ODBC与数据库S连接。在运行监控系统执行任何操作时，观察运行反馈信息，以得到相关的错误信息，可根据提示的错误信息检查程序。

4）报表组态非常灵活，可以通过While{}循环语句，将查询结果按照顺序填写到报表中。灵活的运用While{}语句可将程序简化，减少监控系统后台运行程序的时间。

5）灵活运用应用程序命令、数据改变命令、事件命令、热键命令、按钮的弹起、按住、按下命令进行编程。

6）在程序量大的项目中应养成良好的编程习惯，定义变量时好使用英文对程序进行标注，以增加程序的可读性。

系统经调试正常后，投入生产运行的产品产量柱状图如图2所示，产量的趋势图如图2所示。

5、结束语

尽管台达PLC属于小型PLC，但其性能可靠、支持485通讯等特点，足以完成集中控制的功能，配合组态软件实现复杂的工厂监控、数据查询、打印、报表等DCS系统的功能。