西门子6ES517-3UP00-0AB0型号介绍

一、引言

传统的深孔加工容易造成排屑困难，引起刀具过热，影响刀具使用寿命和零件加工质量。本文介绍的采用可编程序控制为控制核心的立钻，不仅保留了原有钻床泊基本动作，而且增加了深孔钻削功能，使加工效率和自动化程度大大提高。

二、加工工艺过程

深孔钻削一般都采用分级进给的工作方式，图1所示这三级进给循环。

图1 三级进给循环

三、分级进给的控制

根据深孔钻本身的工艺要求及产品的性能价格比，选用日本立石公司的SYSMAC-C20型可编程序控制为本机的核心控制装置。

1、接近开关与计数器

三级进给循环采用3个接过开关和与之对应的6个感应块实现不同位置的测定，其转换由可编程控制器内部的8个计数器（编号CNT40~CNT47）来完成，计数器所设数值，分别由3个接近开关（I/O地址为0012~0014）与根据工艺要求设置的6个感应块的感应次数确定，两者的对应如下表。

2、I/O点的分配

I/O点编号分配如下：

四、程序报警

1、故障报警

故障报警包括电池报警、电机过热报警、急停报警和开关选择不当报警。其梯形图如图2所示。

图2 故障报警图形图

2、手动操作

使用手动操作按钮来实现主轴的正、反转，冷却泵的起动和停止，若机床在自动循环时发生故障，也可通过手动方式进行处理。手动操作的梯形图如图3所示。

图3 手动操作梯形图

3、自动循环

工件装夹就绪之后，按下循环起动按钮，机床将自动执行三次循环进给，完成工件一个孔深度的加工。次进给循环流程图如图4所示。以此类推，直到第三次循环达到加工深度为止，刀具快速返回机床原点，整个自动循环过程结束。

图4 次进给循环流程图

立钻孔专机主要用于摩托车制造生产线，本产品自投入运行以来，为用户带来了良好的经济效益和社会效益。

在工业生产过程控制系统中，冷启动及双向无扰动切换对生产过程、产品产量和质量都有很大影响，因此就需要在对生产过程进行控制时，很好地解决这一问题，以保证生产过程的稳定，提高产品质量。

笔者在玻璃窑炉生产过程的工业控制中，设计了以8088工控机为核心的控制系统（如图1所示）。其中电动操作器作为辅助单元，可实现手动/自动切换，一旦控制机出现故障需要检修时，电动操作器拨向“手动”位置，可对现场执行器进行遥控操作；当控制机检修完毕后，电动操作器拨向“自动”位置，由控制机输出信号，控制现场执行器，这就要求手动、自动实现双向无扰动切换，才能保证料液温度稳定，提高产品质量。

图1　控制系统框图

一、实现方法

由DDZ-Ⅱ型仪表构成的模拟控制系统，可以实现手动/自动双向无扰动切换，系统原理图如图2所示。从自动转向手动时，转换后开关（SK）处于中间位置，阀门电机线圈无电压，因此阀门不动作，实现了从自动到手动无扰动切换。在手动位置时，执行机构的反馈电压，加到调节器积分电容两端，使调节器输出电流始终跟着位置反馈一起变化，并保持相等，实现了“自动”跟踪，保证了手动到自动切换时无扰动。

图2　模拟系统原理图

　　用工控机代替DDZ-Ⅱ型电动调节仪表后，同理可以实现从自动到手动无扰动切换。但是从手动到自动无扰动切换实现起来就比较困难，如果完全由硬件实现，不但不经济，而且太复杂。而采用软、硬件相结合，很方便地实现了手动到自动无扰动切换。下面以DFD-09型电动操作器为例，介绍冷启动及手动到自动无扰动切换的方法。
　　如图3所示，把操作鼓上标号15、16、17、18端与操作器输出端子板的连线断开（见图中打×部分），并且把9与10、11与12端短路（见图中短路线），使得手动、自动所带负载电阻相同。

图3　手动操作器内部端子图

　　如图4所示，从手动指示灯上取手动标志信号，该信号高电平时，标志手动状态，工控机开始跟踪阀位。反之不跟踪阀位。

图4　手动标志原理图

　　如图5所示，从阀门位置反馈处取得阀门开度信号，经衰减，滤除交流成分，送至A/D板。现场调试时，可先给出一个阀门满度信号，然后调A/D模板电位器，使计算机采集的阀门开度数值与阀门开度的满度值相对应，这样当操作器处于“手动”位置时，计算机自动跟踪阀门开度，当手动切换至自动位置时，把跟踪得到的阀门开度值作为跟踪控制量U₀（K）^［1］，送到D/A转换模板，这样由于计算机输出控制阀门的值与手动操作器控制阀门的值相同，因此手动到自动切换时无扰动，从而实现了手动到自动无扰动切换。

图5　采集阀门开度示意图

　　另外连续性工业生产过程中，不可能长时间停电，只是瞬间跳闸停电，如果加不间断电源等硬措施，来保护数据不丢失，显然太浪费，可只在软件上稍加改动，实现冷启动无扰动切换就能满足生产要求。软件框图如图6所示。

图6　软件框图

二、结束语

冷启动及手动、自动双向无扰动切换的实现，大大提高了控制品质，稳定了工况，也为实现自适应模糊控制奠定了基础。该方法实现简单易行，系统选用的操作单元和工控机都具有通用性，因此对于连续型生产工艺过程控制系统均具有通用性

 Micro PAC微型可编程自动化控制器与分布式模块在(ITS)智能型交通监控系统的整合应用，是现今在远距离的交通控制系统整合应用的主要架构之一。智能型交通监控系统可分为下列三种应用架构：
道路环境监测
     透过分布式模块将远程数据(风速/雨量/浓雾/坍方侦测器)收集，再由Micro PAC(I-7188/I-8000)经过运算转换成有效的气象与环境信息，并可直接连网回传到控制中心，判断是否须关闭某路段以保证行车安全。
道路行车状况监测
    透过环形感应器可将车辆车速、车长、经过时间(单位路面拥挤程度)数据记录并透过Mirco PAC回传到控制中心，以判断车流状态是否要采取管制(限量)、开放路间或封闭交流道，并透过广播系统建议驾驶人改道。 
隧道环境安全监测
    收集隧道口辉度计的讯号值，透过Mirco PAC的运算和控制，调整隧道出入口灯光明暗变化，让驾驶人在进入隧道内时，内外灯光明暗变化不会超过眼球所能适应的状态，以确保驾驶人的安全；隧道内的测烟计可测量是否有火警发生，由Mirco PAC启动火警消防系统警报，并将抽风机依序打开保持隧道空气流通，避免行驶人吸入浓烟而产生危险。
    以往数据收集系统是以远程分布式的架构，从远程传感器收集数据给主机控制器(master)，再传给计算机完成运算后上传到中控室计算机主机，旧式架构会产生2项缺点：
1.倘若数据量过大数据直接上传给计算机容易造成数据流「瞬间堵车」现象；
2.交控系统范围大、距离长，若主机控制器无法直接连网，会造成现场端须再配备IPC上网，不仅提高成本且易造成系统的不稳定。

图一 旧型三层式ITS数据收集系统
    新式架构采用可连网及可程序的主机控制器(Micro PAC)，可以将旧式架构「中央集权式」的三层式架构，把远程I/O资料全部集中在PC端，改成新架构「地方分权式」的分布式架构，由各区域现场主机(Micro PAC)实时处理远程I/O的讯号并运算转换成有效的数据后连接以太网或光纤网络，如此不但在数据收集转换时具有高效能与高灵活性，同时在长距离与大范围的环境可延伸扩充多个数据收集的子系统，减轻中控计算机的负担提高系统稳定性。

图二 智能型分布式交控系统

一、概述
    袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中，用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物，捕获粉尘微粒可达0.1微米。袋式除尘器具有很高的净化效率，就是捕集细微的粉尘效率也可达99％以上，而且其效率比高。电机旋转产生风压，带动烟气流运动，当烟气流通过布袋时其中的颗粒就被截留下来。布袋通过脉冲喷吹的方式进行清理。

                             


二、除尘系统结构和要求
    铁合金分公司除尘项目包括的区域有原料倾翻机、液压混料机、机械混料机、翻饼区、放渣区、钛铁筛粉机、成品破碎区、钛铁筛粉\破碎机、加料站、炉筒打结、分料器、反应室门、钛铁加料平台、中频炉、球磨机、***破碎机、石灰破碎机、双辊破碎机、颚式破碎机、破碎区域1、破碎区域2等。
    现场由两台由变频带动的电机，各负责一部分除尘任务，当有一台变频故障暂时无法工作时，可以打开中间的连通阀门，由一台电机实现所有区域的除尘。
各区域都有运行信号指示，传给PLC的DI。各区域都有独自的风门，风门处于自动状态时由PLC控制其开和关，处于手动状态时由现场控制开和关。当风门打开且对应的电机处于运行状态时就可以对该区域进行除尘了。
    各区域风门面积不一样，现在要求打开的风门面积总和和变频器输出频率成一定阶梯关系。并要求各区域开始工作后延时一段才开风门，各区域停止工作后也延时一段才关风门，各区域对应的时间不尽相同。
    要求在工作日的每天上午8点开启变频器，每天下午5点半关掉变频，当设备处于自动运行且风门已经打开时对应变频器会自动启动。
在变频柜和PLC柜面板上有系统状态/报警指示灯，报警蜂鸣器、急停按钮、启动/停止按钮等，方便观察和紧急处理。
    上位机工程师/操作员站要求能直观、全面地展示整个系统的运行状态，显示参数，实时报警、并能查询历史数据记录和历史报警，还要求能在局域网的其他机器通过IE能浏览工程师站的数据和画面。
三、自控部分硬件和软件选取
1．硬件选择
PLC采用西门子300系列，CPU为314。S7-300是模块化中小型 PLC 系统，它能满足中等性能要求的应用。模块化，无排风扇结构，易于实现分布，易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案。多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。 当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加模块对PLC进行扩展。314CPU集成一个MPI接口，供编程和与上位机通讯。由于本系统IO模块较多，用到了一对IM365作两组模块之间的桥接。
两组变频器都采用了西门子MM430。MM430传动平稳，是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家。功率范围7.5kW至250kW。它按照专用要求设计，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现专用功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。牢固的EMC设计； 控制信号的快速响应；线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点 v/f控制； 内置PID控制器； 快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； 数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； 采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接； 集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块。

2．软件选择
    上位机软件选择的是北京三维力控研发的组态软件PCAuto3.62网络版。力控软件是一个高度集成化、可视化及具有友好的界面风格的软件，其功能特点如下：
1 动画功能
    软件的开发环境具有多种动面功能，使浏览器画面更加的生动形象。
2 图库
    集成化的开发环境、增强的图形功能，丰富的图形元素及超级子图精灵图库集，提供子图精灵开发工具，用户可以方便地生成自己的图库；优化设计的图库，提供了丰富的子图和“子图精灵”。
3 趋势曲线
    实时趋势曲线：能够显示采集来的实时值的当前趋势情况
    历史趋势曲线：能够显示数值的历史趋势情况，可能作为查询采集数值的历值的工具，也可以作为分析工具。　　　　　　　
4 内部组件
    视频组件：进行视频的捕捉和回放；
    温控曲线组件：可以进行温度的自动升温和保温控制；
    浏览器组件：可以作为标准的浏览器客户端；
    标准bbbbbbS组件：支持标准的文本框、单选框、列表框等组件；
    增强的报警组件：集成的报警管理和查询；
    X—Y曲线组件：可以自由的进行曲线分析和查询；
    幻灯片组件：灵活的幻灯片播放，可进行自由控制；
    自由曲线组件：方便的绘制各种曲线和动画连接；
    报表组件：类EXCEL的报表工具，方便您完成管理报表；
    立体棒图组件：直方图的分析工具；
    历史追忆组件：可以追忆带毫秒标签的数据，方便事故查询；
    手机短信组件：简单的手机短信发送组件；
5 报表组件
    历史报表，报表，内置数据表等多种报表形式。
6 查询功能
7 打印功能
    支持多种打印功能主要有：浏览面面整体打印、选择区域打印以及对打印机的在线设置等。
8 与其它数据库系统的数据交换
    提供了包括ODBC、OPC、ActiveX控件编程接口在内的多种开放接口。
9 网路发布功能
    力控网络版发布后的内容通过IE能在局域网或互联网上进行浏览。

四、控制系统的体系机构
    如下图所示，控制系统由变频柜I、变频柜II,PLC柜、上位机组成。
    PLC与上位机通过MPI协议通讯，采用了一根西门子的MPI串口适配器，上位机为研华工控机，操作系统为Win2000SP4 Professional,并安装了Step7-V5.3编程软件和力控组态软件。力控软件的驱动程序内置了MPI协议，可直接与PLC通讯。
    CPU的DO和AO端子直接与变频器的端子相连，控制变频器的起停以及变频转速给定。
变频器带有485串口，直接与上位机组态软件通讯，把变频器的温度，电流电压等信号传给上位机，让用户直观地了解变频器的工作状态。通讯协议为USS，力控软件中也同样内嵌了USS协议，不需要用户自己另外开发。


五、结束语
    本系统中难点主要有两个，一是用户对逻辑连锁和时序要求很高，又要求全部在PLC里编程实现；二是变频器参数调整。
    系统正式投入运行至今，一直运转正常，得到了用户的