西门子6ES136-6BA00-0CA0型号介绍

本文简述了针对烟草机械的机组之一——滤棒成型机组如何在现有基础上附加远程监控系统的设计方案，并且简单介绍了有关纤维滤棒成型机组方面的基本知识，重点说明了如何实现对于纤维滤棒成型机组远程监控功能的实现和设计选择。

引言

　　近年来，随着卷烟生产的不断发展——特别是烟厂生产自动化、信息化管理水平的不断提高，中国各大卷烟生产企业对于所拥有的生产设备不断提出更高的性能要求，例如数据采集、专家系统以及远程监控等功能。这些功能的实现不仅将为烟厂用户带来种种便利，而且对于提高设计企业的技术等级具有迫切和现实的意义。
 
　　在这样的背景下，对现有滤棒成型机组进行技术升级，使原来只具备单机控制能力的机组成为具有网络通讯能力、远程监视能力并可接受远程控制的新型机组就显得尤为重要。

一、机组介绍

1.1 ZL22D型纤维滤棒成型机组的机组组成

　　ZL22D型纤维滤棒成型机组是由上海烟草机械有限责任公司自主设计、生产的，具有20世纪末世界**水平的滤棒成型机组，具有比较高的生产能力、比较高的可靠性能的集丝束开松、成型和装盘于一体的滤棒自动生产线，设计能力为400m/min（或者4000pieces/min）。

　　ZL22D机组由YL12D 型开松上胶机、YL22D型滤棒成型机和YJ35滤棒装盘机所组成。其中：YL12D型开松上胶机组的功能是把醋酸纤维丝束带展开、开松、消除卷曲、重新组合，然后在均匀展开的丝束带上涂洒增塑剂（常用的增塑剂为三醋酸甘油脂等）；YL22D型滤棒成型机的功能是将经过处理过的醋酸纤维丝束带包上滤纸，按规定的要求进行成型、切断，通过分烟轮等输送到装盘机装盘，完成整个由丝束带到滤棒的生产成型工艺；YJ35滤棒装盘机的功能就是将已经完成成型工艺的滤棒装盘。

1.2 ZL22D型纤维滤棒成型机组的工艺流程

　　ZL22D型纤维滤棒成型机组的工艺流程简介如图2，一般分为备料、丝束开松、施加增塑剂、卷制成型、切断、装盒、贮存固化、装箱等8个步骤：

1.3 ZL22D型纤维滤棒成型机组的电气控制和传动系统

　　ZL22D型纤维滤棒成型机组的电气控制和传动系统采用了Lenze公司的伺服系统、Digital公司的触摸式控制屏和Siemens公司的PLC，分别通过MPI和DP通讯控制。其基本框图如图3所示：

二、方案设计与实现

2.1 理论设计

　　由于原先系统的电气控制单元为Siemens公司的S7-300 PLC，所以仍然沿用其作为机组电气控制系统的控制器，为此，其数据采集和远程监控系统就采用与之配套的S7-300系列的网络通讯（CP343模块）进行数据提取和传送。

　　这样的设计虽然是利用工业Ethernet网，进行TCP/IP的浅层通讯模式，但是具有数据通用，使用方便等特征。尽管这样会产生网络传送效率相对较低的问题，不过凭借光纤网络的其他优势完全可以弥补这一缺点。

　　而国内和国外不同，中国的许多公司的公司局域网络并没有进行大规模的铜质通讯网络的建设，而是直接采用光纤网络作为各个局域网的基干网络。所以，设计中并不采用CP340等网络通讯模块，而是采用CP343系列的网络模块。

　　不过，采用CP343系列的网络模块由于直接采用固定IP地址的方式，就必须要求用户企业具有自己独立的VPN（Virtual Private Network）网络。但是，由于这样的网络系统往往费用较高，国内只有少数烟厂才配置了这样具有固定IP地址的网络，而大多数卷烟厂都是采用对广域网无固定IP地址的网络。这样就使得CP343模块的适用范围缩小到某一公司局域网内部远程监控，而不能够进行广域网的远程监控。所以，对于广域网的远程监控还必须使用其他手段才能实现。

　　同时，近几年的互联网的发展呈现出多样性，仅工业系统总线就从6种增加为22种。这样的多样性意味着网络基干网并没有确定后的形式，例如3G网络、3T网络等高速、超高速网络的发展极有可能取代目前以普通光纤组成的基干网络。基于多方面的考虑，不采用光纤网络而采用通讯网络IDN方式的ISDN综合服务数字网显然是实现广域网远程通讯的更为切实可行的一种方式。

2.2 具体方案

2.2.1 使用CP343-IT模块进行局域网的远程监控手段

　　在不对原先机组中央控制系统进行大规模调整的思想下，本设计附加了S7-300 CP343-IT作为通讯站点，该通讯模块是通过S7-300后连接器进行与CPU的通讯，其自身通过SMATIC Manager软件设置固定IP地址的方式，通过TCP/IP通讯口实现与用户公司内局域网的通讯。

　　设计中使用的软件为STEP7 V5.4、SMATIC NET 6.4；所使用的主要硬件为S7-300 CPU315-2DP、S7-300 CP343-IT。

2.2.2 使用易控INSPEC作为上位机的组态软件

　　本设计中，由于上位机采用的是研华公司制造的工业平板电脑——TPC1261H，所以在经过比较和分析后，采用了北京九思易科技有限公司的INSPEC通用组态软件。

　　出于系统稳定运行、采用“硬实时响应”和防止计算机病毒等多方面的综合考虑，设计中没有采用bbbbbbs®2000 Professional版的操作系统，而是安装bbbbbbs XP bbbbbded操作系统。同时，比较了硬件加密锁和软件加密锁之间的异同，选择将软件加密锁嵌入操作系统。
 
　　同时，考虑到用户可能存在的数据采集方面的数据交换问题，所以采用小型关系数据库软件Microsoft®Access数据库作为机组生产参数的存储访问平台，而使用大型关系数据库SQL Server数据库作为机组状态信息、生产信息的存储访问平台。

　　设计中采用的软件为bbbbbbs XP bbbbbded、INSPEC2007、Microsoft® Access、Microsoft® SQL Server2005；设计中主要使用的硬件为研华TPC1261H。

2.2.3 使用TS Adapter II模块进行广域网的远程监控手段

　　跨广域网的远程通讯则是利用IDN网络。本设计中，是由S7-300 CPU315-2DP作为远程站点，其MPI通讯口进行与TS Adapter II的通讯口，Profibus-DP通讯口作为与其他设备（如伺服系统等）的通讯口。PC/PG通过外置Modem与TS Adapter II通讯。

　　设计中使用的软件为STEP7 V5.4、bbbeservice V5.2；所使用的硬件为S7-300 CPU315-2DP、Ts adapter II、外置Modem。

四、结论

　　新的控制系统全面提高了纤维滤棒成型机组的总体性能，控制功能得到完善和提升。将原先由S7-300PLC系统为控制主体，不具备网络通讯能力，远程监控能力的机组升级成为为具备远程监控能力的新型机组，大大提高了ZL22D型纤维滤棒成型机组的竞争力，势必将成为国内机组的主流机型。

细纱机是目前国内纺织机械厂大量生产的一种设备，适用于纯棉或化纤的纯纺或混纺的细纱工序,以单根粗纱喂入,纺制织造、针织等用细纱。目前许多生产厂商依然采用单片机甚至继电器进行设备控制，其结果是效率低下、操作麻烦、故障率高、不便管理。

1. 概述

　　某纺织机械厂自主研发生产的某型号细纱机采用继电逻辑控制，曾经因其结构独特、机架稳定、适应高速等优点而获得省级科技进步奖，并成为该厂的拳头产品。但随着市场竞争的日趋激烈和自动化水平的不断提高，该机型逐渐失去了优势，订单数量日趋减少。

　　该厂在认真分析总结成败经验教训的基础上，决定一方面改进机械构造，另一方面提高自动化水平，从而达到降低成本、提高效率、夺回市场的目的。织机的自控系统终选用浙大中自公司生产的SunyPLC200可编程逻辑控制器和SunyHMI200可编程人机界面实现对织机的检测和控制，2004年11月成功地完成了调试并投放市场。

2. 系统简介

　　SunyPLC200的I/O点数为DI：20，DO：11，实现对织机的检测并根据组态算法对织机进行控制和保护。SunyHMI200作为人机界面，用于显示织机运行状态、设备操作和设置有关生产参数。SunyPLC200与SunyHMI200之间采用Modbus RTU协议进行通讯。

3. 系统功能

3.1 联锁控制

　　按照细纱机的工艺要求实现自动控制，包括低速运行、高速运行、吹吸风、落纱等过程。落纱分为自动落纱和中途落纱两种方式。中途落纱是为了方便操作工中途休息、吃饭等而设置的，是一项“暂停工作”的功能；自动落纱分为定长落纱和定时落纱，定长落纱就是当纺纱长度达到预设值的时候自动进行落纱，定时落纱就是当纺纱的时间达到预设值的时候自动进行落纱。自动落纱的方式以及落纱时间或者长度均可以在SunyHMI200上进行设置，而在设备掉电时SunyPLC200也必须能够将这些数据保持。

　　根据实际情况，控制程序中增加了各个过程、设备之间的联锁保护功能，使生产过程更加安全。控制程序逻辑合理性强、安全性高、柔性好、功能完备。可自动完成纺纱、锭子运转曲线和集体落纱的控制。

3.2 生产管理

　　在生产过程中对各种工艺参数自动进行计算，包括锭子转速、牵伸倍数、细纱号数、细纱捻度、千锭小时产量等。计算得到的参数都实时在SunyHMI200上得到显示，以便于对生产情况进行监控。

　　为了适应轮班生产，在SunyPLC200内预设了A、B、C、D四个班组。工人在生产之前首先并选定班组。能进行纺纱过程中人机对话，具有故障报警系统。各班组的累计产量以及所有班组的累计总产量均由SunyPLC200自动进行实时计算并在SunyHMI200上显示。

4. 总结

　　SunyPLC200和SunyHMI200电源范围宽，即使在电力紧张供电电压波动严重时也能够正常工作；特别是SunyPLC200自身支持14个DI和10个DO，使厂方不仅节省了DIO模块，还使得控制箱结构更加紧凑、整齐，增加了织机的灵活性和可操作性。

　　该织机三路升降采用积极式、预备粗纱自动上循环系统、将紧密纺技术应用于传统细纱机，而SunyPLC200和SunyHMI200的使用更让织机如虎添翼，极大地提高了纺纱质量。经在试验基地运转验证，机械状态正常，成纱质量稳定，性能指标均达到或超过了标准要求，电气检测、控制、显示功能正常，设备可靠稳定，具有极高的性能价格比。在北京国际纺织机械展览会上获得了好评，并当即与几个客户签订了供货合同。厂方为此尝到了SunyPLC200和SunyHMI200给他们带来的甜头，与浙大中自签订了长期合作协议。

　　SunyPLC200及SunyHMI200在织机中的大批量应用既源于用户对其性能指标、可靠性等的认可，更重要的是它为织机提供了较大的增值空间，而且能够为用户带来较高的利润。