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西门子6ES7222-1EF22-0XA0原装库存PLC输入外部电路的外部节点形式共分为以下三种:1、无源节点输入,即:开关节点输入。2、NPN和PNP节点输入3、二极管输入下面,就这三种节点输入的形式及接线方式简单说明一下。1、无源节点输入(开关量输入)此 ...PLC输入外部电路的外部节点形式共分为以下三种:1、无源节点输入,即:开关节点输入。2、NPN和PNP节点输入3、二极管输入下面,就这三种节点输入的形式及接线方式简单说明一下。1、无源节点输入(开关量输入)此种节点形式是PLC输入用的多的一种形式。使用此种形式时,只要注意PLC的输入公共端是共阳极还是共阴极就行了。如为共阳极,则通过开关节点引入的应该是负极,如为共阴极,则经过开关节点引入的应该是正极。如下图所示(括号内为共阳极时):2、NPN和PNP节点输入一些传感器或接近开关的输出节点是NPN或PNP节点形式。这时,做为PLC的输入是选NPN还是PNP节点,一方面要看要看PLC的接线形式而定,另外还要看传感器或接近开关的接线形式。下面举例来说明:如下图所示,传感器的输出是NPN形式的。从图中负载接线可知,传感器动作时,输出0V(黑线④处)。这就要求,PLC的公共端(COM)是正极。因此,对于此线路,当PLC的公共端接(CON)正极时,PLC的输入就只能用NPN形式。下图正好相反,当传感器动作时,其输出为正极(黑线④处)。此时,就要求PLC的公共端(COM)接负极。因此,对于此线路,当PLC的公共端接负极时,PLC的输入就只能用PNP的形式。PLC的输入节点到底是采用PNP还是NPN的形式,其实大不可必死记。只要明白PLC输入内部的电路原理就行了,即:采用PNP还是NPN节点,都必须保证PLC输入电路内部的光电耦合部分的发光二极管得电。以上两例是以西门子PLC为例,西门子PLC输入内部线路的光电耦合的公共端可以是共阴极或共阳极,因此,在考虑使用NPN或PNP输入时,可以改变公共端(COM)的正极或负极来分别使用;而对于三菱FX系列的PLC,因光电耦合的公共端是固定采用共阳极的,因此公共端只能接正极,输入也就只能使用NPN节点输入方式了。3、串二极管输入有时,需要在PLC的输入节点中串入一个发光二极管来为指示。如下图所示: 此时,一般PLC都会规定串入二极管的允许电压降及允许串入的二极管的个数。比如,上图所示的FX系列的PLC规定,发光二极管允许电压降为4V,多允许中时串入2个。自动化成功帮助客户实现自动化改造-自动化改造将公司产量提高60%,降低过量充填损失达16% 印度原始机械制造商(OEM) Nichrome公司与美国罗克韦尔自动化公司(Rockwell Automation?)合作,利用艾伦-布拉德利(Allen-Bradley?)集成运动方案升级包装机,从而大限度地提高了使用15年之久的老设备的效率 背景 20世纪中叶,立式成型-充填-封合(VFFS)包装技术的诞生令食品加工业发生了革命性变化。VFFS包装设备将热封塑料薄膜制成包装袋,然后在包装袋中装入特定数量的食品产品,并封口。由于用途广泛且经久耐用,VFFS包装迅速取代了硬塑料及金属容器,成为许多食品产品的优选包装方法。 1977年,Nichrome印度有限公司成为制造立式成型-充填-封合机器的首家印度公司。该公司早的VFFS产品——一种用于将干奶粉密封到包装袋中的机器——为印度包装业的一大转折点。曾经极易腐坏变质的瓶装奶现在装入方便、不易变质的包装袋里即可销往全国。这些年来,通过始终如一地注重持续改进,Nichrome公司已将其产品延伸到食品、奶制品以及药品行业,为这些行业提供各式包装设备。 目前,Nichrome公司的技术质量已得到了全世界的认可。 Nichrome公司在印度浦那市(Pune)拥有40,000平方英尺的制造厂,不但为印度的制造商供应包装解决方案,还将其生产的机器出口到40多个国家。迄今为止,已经安装了3,200多台Nichrome设备。Nichrome公司年营业额达500万美元,占印度固体食品包装机市场份额的25%、液体食品包装机市场份额的35%。 解决方案 对带有集成运动控制器的立式成型-充填-封合(VFFS)包装机进行改造 - 控制器/伺服驱动联合体执行所有顺序、驱动以及运动控制功能 - 消除了应用分离运动控制器的必要 - 集成了工厂级SCADA架构 成果 降低了薄膜长度变化 - 精度提高2mm 提高了剂量精度 - 净重变化减小20% - 过度充填损失降低16% 增强了机器可靠性 - 平均故障间隔时间(MTBF)提高近20% 大限度地提高了生产能力 - 机器产量提高60% 挑战 在多年服务于食品业的过程中,Nichrome公司已经将雀巢公司视作自己长久的客户之一。总部设在瑞士的雀巢公司是世界上大的食品与饮料公司,年销售额近700亿美元。2002年,雀巢公司与Nichrome合作,由Nichrome公司帮助其升级雀巢位于印度萨马卡(Samalkha)的包装机。 尽管Nichrome公司过去为雀巢公司供应过新设备,但是这次雀巢公司要求对现有的螺旋式/杯式充填机进行自动化改造。螺旋式/杯式充填机是其包装奶粉及婴儿食品产品之VFFS作业线的一部分。现有设备已经使用了15年之久,初购自一家德国OEM。该机器使用机械离合制动系统来控制薄膜填料仪与剂量仪。薄膜填料仪决定包装袋的大小,剂量仪决定所包装产品的份量。 要想利用机械控制系统实现jingque的薄膜长度以及剂量精度,困难很大。现有设备可以达到+/-3mm的长度精度,在这种长度精度下,1千克的包装袋里一般会多盛2-3克的产品。另外,由于两个系统的机器速度是固定的,只能手动调节,因此,生产线调整既笨重又耗时。 15年的磨损也对机器造成了一定损害。现在,系统极易产生故障,而且雀巢公司发现越来越难找机械控制部件的更换件。即使对系统进行很好的维修,包装机的大速度也只能达到每分钟35袋。 雀巢公司要求进行升级,从而提高包装线产量,并尽可能减少过量充填浪费。另外,雀巢公司希望能对系统增添一些现有机械控制系统所不具有的新功能,如诊断功能与数据采集功能。后,为了尽可能减少对生产进度安排的影响,雀巢公司规定在生产运作的例行停工期间进行改造。 解决方案 由于Nichrome公司无法得到德国OEM初的产品设计图,他们首先对现有设备进行了全面检查。Nichrome公司的研究表明,系统的许多机械部件已经磨损到无法再修的程度。为了优化系统,Nichrome公司首先确定了要更换的机械部件。接下来,公司联络了雀巢公司首肯的全球工业自动化供应商罗克韦尔自动化公司(Rockwell Automation?)。雀巢公司位于印度次大陆(包括斯里兰卡)的许多工厂都依靠罗克韦尔自动化公司的解决方案与售后支持。而且,由于Nichrome公司在某些包装设备上使用罗克韦尔自动化公司的艾伦-布拉德利(Allen-Bradley?) 控制器,因此Nichrome公司对罗克韦尔自动化公司也非常熟悉。 Nichrome公司与罗克韦尔自动化公司的软件工程师们合作,就雀巢公司业务所需要的逻辑顺序、加工参数以及联锁设计交换了意见。终,工作组选择了罗克韦尔自动化公司的一种运动控制解决方案,该方案基于艾伦-布拉德利 MicroLogix? 1500型控制器、带有DeviceNet?界面的艾伦-布拉德利 Ultra? 3000型数字伺服驱动器以及艾伦-布拉德利H系列与F系列伺服电机。 加固、灵活的MicroLogix 1500型控制器带有大型板载存储器和实时时钟(RTC)装置,以帮助控制进度安排。该控制器执行命令的速度很快——执行一个普通的1K用户程序大约仅需1毫秒。Ultra 3000型伺服驱动器控制H系列和F系列电机,这两种电机为薄膜仪与剂量仪供电。Ultra 3000伺服驱动器带有内置索引装置,从而不必使用运动控制器或PLC?卡控制点对点定位运动。 伺服驱动器被授权使用艾伦-布拉德利Ultraware软件,该软件功能强大,允许离线运行与编程。Ultraware软件还提供各式现场测试生产效率工具,可以帮助快速微调与跟踪调试。 利用艾伦-布拉德利PanelViewTM 300HMI系统可以简单地设定并监测伺服驱动器电机的速度及其它参数。该系统在DH-485网络下运行,并集成到工厂的SCADA系统中。 Nichrome公司与罗克韦尔自动化公司的工作组仅用了10天例行停工时间即完成了对雀巢公司在印度萨马卡工厂的设备的现场改造。 成果 目前,雀巢公司正从萨马卡工厂和摩加工厂业已升级的系统中受益。新的伺服驱动系统能够比机械系统更加jingque地控制机器。因此,拉膜系统jingque度与剂量系统jingque度均得到了极大的提高。改造之前,薄膜长度jingque度为+/-3mm,而改造之后,目前jingque度达到了+/-1mm。由于剂量精度更高,雀巢公司产品包装的净重变化改善了20%,过量填充损失减少了16%。 此外,由于操作员可以快速调节机器参数,因此减少了包装线调整时间与总停工时间。安装新的控制系统之后,机器也更加可靠。 平均故障间隔时间(MTBF)提高了近20%。 Nichrome公司的总经理H.P Joshi表示:“总体而言,升级后,雀巢公司包装机的包装量提高了60%。我们的确帮助雀巢公司获得了数字控制的所有益处,而且对新设备未进行资本支出。当雀巢公司选择为其SCADA系统添加总体诊断功能时,所升级的机器已经准备就绪。” 通力合作是罗克韦尔自动化公司与Nichrome公司成功地升级雀巢公司在印度的包装设备的关键。通过继续合作,Nichrome公司与罗克韦尔自动化公司均有信心、有能力为雀巢公司或全球任何其他包装客户提供节约成本改造、自动化解决方案以及支持服务1 引言在自动化生产线上,有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动,并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留,以满足生产工艺要求。用PLC程序实现运料小车自动往返顺序控制,不仅具有程序设计简易、方便、可靠性高等特点,而且程序设计方法多样,便于不同层次设计人员的理解和掌握。本文以松下电工FP0系列PLC为例,提出基于运料小车自动往返顺序控制的五种PLC程序设计方法。2 系统控制要求[1]运料小车自动往返顺序控制系统示意图,如图1所示,小车在启动前位于原位A处,一个工作周期的流程控制要求如下:1)按下启动按钮SB1,小车从原位A装料,10秒后小车前进驶向1号位,到达1号位后停8秒卸料并后退;2)小车后退到原位A继续装料,10秒后小车第二次前进驶向2号位,到达2号位后停8秒卸料并再次后退返回原位A,然后开始下一轮循环工作;3)若按下停止按钮SB2,需完成一个工作周期后才停止工作。图3运料小车自动往返顺序控制系统顺序功能图4.1 经验设计法[3]经验设计法是根据生产机械的工艺要求和生产过程,在典型单元程序的基础上,做一定的修改和完善。使用经验设计法设计的梯形图程序,如图4所示。根据系统控制要求小车在原位A(X2)处装料,在1号位(X3)和2号位(X4)两处轮流卸料。小车在一个工作循环中有两次前进都要碰到X3,次碰到它时停下卸料,第二次碰到它时要继续前进,因此应设置一个具有记忆功能的内部继电器R1,区分是次还是第二次碰到X3。小车在次碰到X3和碰到X4时都应停止前进,所以将它们的常闭触点与Y2的线圈串联,同时,X3的常闭触点并联了内部继电器R1的常开触点,使X3停止前进的作用受到R1的约束,R1的作用是记忆X3是第几次被碰到,它只在小车第二次前进经过X3时起作用。它的起动条件和停止条件分别是小车碰到X3和X4,当小车次前进经过X3时,R1的线圈接通,使R1的常开触点将Y2控制电路中X3的常闭触点短接,因此小车第二次经过X3时不会停止前进,直至到达X4时,R1才复位。此外,将R1的另一对常开触点与X0并联,为第二次驱动Y0装料做准备。4.2 置位/复位指令设计法使用置位/复位指令设计的梯形图程序,如图5所示。在程序中,每个过程对应一个内部继电器,用前级步对应的内部继电器的常开触点与转换条件对应的触点串联,作为后续步对应的内部继电器置位的条件,用后续步所对应的内部继电器的常开触点,作为有前级步对应的内部继电器复位的条件。如小车在原位A处,按下SB1,X0接通,R1置位驱动Y0,开始装料并定时,用R1的常开触点与T0的常开触点串联作为R2的置位条件,用R2的常开触点作为R1的复位条件,当定时时间一到,R2置位驱动Y1,小车前进,R1复位。为使系统能周期性循环工作,用R8(R8置位驱动Y3,小车后退)和R0的常开触点串联,与X0并联作为R1再次置位的条件。对简单顺序控制系统也可直接对输出继电器置位或复位。该方法无需再增加内部继电器来记忆小车经过X3的次数,逻辑顺序转换关系十分明确,对于初学者编程时,更加容易理解和掌握。4.3 保持指令设计法使用保持指令设计的梯形图程序,如图6所示,该编程技术与以置位/复位指令的编程技术基本类似。不同之处是:保持指令的置位控制端不能有多个触点并联输入,因此增加了一个内部继电器R9,初始启动或循环工作时,R9置位,从而使R1置位;另外,使用保持指令所编制的程序步数要比置位/复位指令所编制的程序步数要少得多,占用的内在大为减少。SR左移位寄存器指令的功能只能为内部继电器WR的16位数据左移1位。该指令主要是对数据输入,移位脉冲输入,复位输入信号的处理。数据在移位脉冲输入的上升沿逐位向高位移位一次,高位溢出,当复位信号输入到来时,寄存器的所有内容清零[4]。使用SR左移位寄存器指令设计的梯形图,如图7所示,SR指令的数据输入控制端为R1的常开触点,移位脉冲输入控制端为R2的常开触点,复位信号输入控制端由X2、R37(R37置位驱动Y3,小车后退)的常开触点和R0的常闭触点串联组成。起初在原位A处,由于WR3的所有位均为0,R1置位,当X0接通,R0置位,R2接通一个周期,1被移入末位,R30置位驱动Y0,开始装料并定时,同时R1复位;当定时时间一到,R2再接通一个周期,R31置位驱动Y1,小车后退;只要R2得到信号一次,就把内部寄存器内WR3中各位的数据依次向左移位一次,使R30至R37依次得电,系统以此按顺序工作,直至完成一个周期,R1重新置位,系统开始下一轮周期的工作。当X1接通时,R0复位,,系统完成本周期的工作后,WR3的所有内容清零,系统停止工作。该方法设计的梯形图看起来简洁,设计的效率也得到进一步的提高,容易被初学者理解和接受。这种设计方法不仅可以用于送料小车自动往返顺序控制电路中,在彩灯顺序控制电路中的应用也十分广泛。4.5 步进指令设计法步进指令是专门为顺序控制设计提供的指令,步进指令按严格的顺序分别执行各个程序段,每个步进程序段都是相对独立的,只有执行完前一段程序后,下一段程序才能被激活。在执行下一段程序之前,PLC要将此前步进过程复位,为下一段程序的执行做准备。在各段程序中所用的输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等都不允许出现相同编号,否则按出错处理。使用步进指令设计的梯形图程序,如图8所示,X0与X2串联作为启动步进信号,X2与R0常闭触点串联作为步进结束信号,X2与R0常开触点串联作为周期性循环工作步进启动信号,T0、X3、T1、X2、T0、X4、T1分别作为过程0~过程7之间的转换控制信号。这种编程技术很容易被初学者接受和掌握,对于有经验的工程师,也会提高设计效率,程序的调试、修改和阅读也很容易,使用方便,在顺序控制设计中应优先考虑,该法在工业自动化控制中应用较多。5 结束语本文提出基于运料小车自动往返顺序控制系统的五种PLC程序设计方法各有特点,在实际应用中,可根据实际情况选择一种来设计程序,以适应不同场合的控制要求。实践表明,这些程序设计方法很容易被设计者接受和掌握,用它们可以得心应手地设计出任意复杂的顺序控制程序,从而提高设计的效率和缩短生产周期。企业新闻