6ES7211-0AA23-0XB0程序安装
1 引言
搪塑机是一种制皮的设备，主要用于汽车扶手、办公座椅和玩具的生产制造。我们现在用的是一台美国进口的搪塑机，此设备功能齐全，安全性高。到目前为止已经高负荷运转八年多了，近期常常发生突然无规律断火的故障，由于没有备件并采购困难，因此决定改造其点火和安全回路系统。
２ 原搪塑机点火及安全系统控制原理
点火及安全控制原理图：
主要控制流程为：
温控仪工作后会根据检测到的温度自动输出一个4—20mA的电流来控制两个伺服执行器，两个执行器是同时动作的，一个控制燃气和空气的liuliang，一个控制废气排放的量。温度的设定是在人机界面上设定经主PLC传给温控仪的，设定值可分段控制和在线修改。这套点火系统核心就在点火控制板，但控制板的主要电路都被封闭在一个小控制盒中，造成在故障时无法进行检修，因为其为原装进口，备件采购极为困难并且周期长，因此我们决定对其进行改造。
3 设备改造方案
点火系统除了控制板和与之配套的紫外光传感器必须更换外，温控器、阀、点火变压器和执行器等都未损坏可以继续使用。我们在市场调研后采用三菱FX1S可编程控制器作为改造系统的控制器，紫外光传感器我们采用了成都旭光电子设备厂生产的MGZ系列的传感器，采用FX1S主要是其性能可靠价格便宜，传感器采用国产的主要是基于备件采购方便并且性能良好。改造后的原理图和原来相比没有多大改变，只是把点火控制板换成FX1S，在光敏传感器和FX1S之间加了一个放大器用来提供点火成功信号，改造后的控制流程图没有改变。主要变化的是重新编制了PLC程序，程序如下：
小结
设备改造后半年来实际运转良好证明改造是成功的，改造后设备运转稳定可靠，完全排除了点火系统的故障，为公司稳定生产打下坚实的基础。
在生产的过程中，各参数对涂布的质量有很大的影响，这些数据包括温度、张力、瓦斯浓度等，涂胶制程参数反映到产品质量。现在只能通过现场人员书面记录涂胶参数，由于机器事件的发生存在实时性，采用人工登记不能及时准确地反映各种异常数据，影响生产效率。为此设计了生产线的监控系统，对各参数进行集中监控，并保存数据进行分析。
1 系统概述
系统主要由计算机、PLC、现场仪表和软件四部分组成，系统的构成如下图：
整个生产线分为CP4、CP5、CP6、CP7、CP9、CP10六个部分，采用六套三菱QｎAｓ系列PLC进行控制，均采用以太网与上位机进行通讯，PLC采集现场仪表的信号和控制现场的设备，大部分为4－20mA的标准信号，并完成与服务器的数据交换。上位机部采用C/S结构，服务器和工作站之间采用10M~100M的以太网通讯技术，保证了数据传输的可靠性。HMI界面由GE FUNUC（GE Fanuc自动化软件）的IFIX3.5C组态完成。
2 系统的主要功能
1． 数据采集功能 通过PLC完成现场仪表信号的采集。
2． 设备控制功能 通过PLC能够控制现场设备。
3． 显示功能 通过上位机的界面可以形象地反映现场设备的状态和实时地显示现场仪表的值。
4． 报警功能 通过上位机的IFIX组态软件可以实现当现场采集到的参数超过设定值时进行报警。
5． 数据保存功能 可以将现场采集到的数据保存一定的时间，以便于分析和处理
6． 报表打印功能 打印出的报表与原来手动操写的表格一样，增加了现场数据的准确性和增加了工人的工作效率。
3硬件设计
采用三菱QｎAｓ系列PLC，各套PLC的点数统计如下表：
PLC的模块配置如下图（以CP4为例）：
考虑到以后系统的扩展，各种模块的通道都有一定的余量。PLC的以太网通讯模块配置有RJ45接口，方便网络的连接。该系统PLC采用模块化结构，配置灵活，功能齐全，运行可靠，具有良好的适应性和抗干扰能力，而且指令丰富，可以很方便地进行算术运算和逻辑控制。
服务器和工作站的计算机采用HP系列，采用C/S结构，服务器和工作站之间采用10M~100M的以太网通讯技术，保证了数据传输的可靠性。服务器完成对温度、张力、风量、瓦斯浓度等参数的采集。工作站以表格、图形和动画的形式将现场的数据和设备的状态实时的表现出来，并完成对数据的记录、查询和报表。系统可根据用户的定义自动产生报警信息，并实时反映在计算机屏幕上，同时也可将目前操作现场发生的报警以声光形式发出，通知操作人员对报警信息做出相应的处理。
4硬件的优化措施
1． 服务器和上位机配备山特的UPS，以保持电源的稳定性，在掉电情况下仍然可以维持服务器和上位机的运行。
2． 对PLC采用净化电源供电，tigao了电磁兼容性。
3． 采用合理的布线方式，信号线和电源线分开，以免信号线受到干扰。
4． 通讯线采用超五类屏蔽双绞线，防止通信过程中受到电磁的干扰。
5软件设计
5.1 PLC软件设计
使用三菱的GX Developer编程软件，用梯形图的形式根据现场的实际情况进行编程。
5.2上位机软件设计
在服务器上和上位机上安装有bbbbbbS XP系统，用GE公司的IFIX进行人机界面开发时都是在XP系统下进行，软件的架构采用IFIX的C/S结构，因此两台计算机可以在相同的时间进入不同的系统进行独立的操作，此操作不会影响到对方的机器，该种软件架构可以使系统很容易的进行扩充，目前系统同一时间可完成对多套系统的操作，以后在要求同一时间对更多的系统进行操作时仅仅增加工作站就可以完成该要求，而服务器端不需要做任何的改动。服务器安装IFIX SCADA无限点运行版，IFIX的数据库在服务器上，采集和记录的快速度可以达到1秒，上位机共享服务器的数据库，因此上位机选择IFIX运行版即可。
IFIX开发的人机界面分为主画面和各分系统，主画面是整条生产线的一个总貌，然后再细分为烘箱系统、张力系统、DIE系统。同时还有趋势曲线、数据查询、报警和报表的界面。报表采用EXCEL电子表格，可以保持表格和原来的表格相似。下图为人机介面的主画面。
５结论
新的系统操作简单，运行可靠，大大tigao了生产效率，更好地保存了生产过程中的数据，便于日后进行分析
1 引言
近年来，随着我国自动化技术的tigao，工厂自动化也上了一个新台阶。PLC作为一个新兴的工业控制器，以其体积小,功能齐全，价格低廉，可靠性高等方面具有独特的优点，在各个领域获得了广泛应用。
作为国内大的印刷机生产厂家---北人集团公司，为了使产品性能稳定，易于维护，我们采用了以PLC为主控器的控制方案。由于双色印刷机要求易于操作，精度高，故其输入，输出点较多，因此采用了双机通讯。上位机采用三菱FX2N-80MR+32EX+4D/A，主要负责主传动的控制，各机组离合压的控制，以及气泵，气阀的控制等。下位机采用三菱 FX2N-64MR+4A/D,主要负责水辊电机的控制，主传动的调速输出，调版电机数据采集等。同时选用了一台三菱5.7寸触摸屏，主要负责水辊电机速度显示，调版显示，以及整机故障显示等。本系统运行可靠，维护方便，操作简便直观，大大tigao了胶印机的档次，受到用户好评。
2 系统结构
本系统结构图如下：
其中，上位机与下位机采用了RS485通讯，通讯方便，可靠。对多色机而言，安全因素很重要。在设计中，
每个机组既要考虑到安全控制，其中包括本位机组的急停，安全按钮；还要考虑方便操作，包括每个机组均应有正点，反点按钮。因此，一方面输入点增加很多；另一方面，走线也很不方便。采用双机通讯，可以很好地解决此问题，各机组的走线可以按照就近原则，进入离它较近的控制柜内，既节省了走线，也方便了控制。
由于印刷机是一个精度较高的机械，印刷品的好坏一方面在于机械加工以及安装的精度，另一方面，也取决于水路，墨路的平衡以及合压的准确性。双色机的每一色组，都有水路和墨路装置。为了便于水辊速度的调节，每根水辊都用一个变频器控制，同时，主电机速度也需要变频器调节。因此，为了实现多路速度调节，我们采用了三菱4D/A数模转换器，它将PLC方给出的数字量，根据相应的算法，转换成0~10V直流电压输出，很好地实现了多路速度调节要求。
在印刷过程中，调版是一个比较繁琐的过程。尤其对多色机来说，各组版对正的精度会对印品产生很大的影响。如果套印不准，印刷品就会出现字面重叠或影像不清。一般来说，印版轴向调节范围为-2mm~+2mm ,周向调节范围为-1mm~+1mm。如果使用手动调版，会浪费很多时间，而且精度不高。为了实现自动打版，我们在版辊上安装了电位器，通过电位器将模拟量传送给4A/D，经过PLC处理，可将版辊的转动精度很好地控制在打版范围内。
触摸屏作为一种新型的人机界面，从一出现就受到关注，它的简单易用，强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境。用户可以自由地组合文字，按钮，图形，数字等来处理或监控管理随时可能变化的信息。随着机械设备的飞速发展，以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作，无法tigao效率。但使用人机界面，能明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变得简单生动。使用触摸屏，还可以使机器配线标准化，简单化，同时也能减少PLC控制所需的I/O点数，降低生产成本，也相对tigao整套设备的附加价值。三菱触摸屏和三菱PLC有很好的通用性，能在线监视并修改程序，不必很麻烦的重复插拔接口。
3 软件设计
3．1 给纸设计
印刷机整体的电气设计还是比较复杂的，对时间的要求也很严格。在机器的很多地方装有接近开关，用来检测不同的时间点。在印刷过程中，走纸的好坏是影响机器质量的一个重要环节。所谓纸走的好坏，指的是无歪张，双张等现象，如果有歪张，双张现象，在高速情况下，就会将走坏的纸，卷入机器内，从而破坏胶皮，给用户带来很大损失。此过程流程如下：
在实验中，我们发现，按照上述流程编制的程序，在低速没有问题，但速度增高至7000r/h后，就会出现歪张锁不住现象。究其原因，主要是因为光头反应时间和磁铁动作时间滞后造成。程序在执行过程中，采用循环扫描方式，为了让电磁铁输出提前，在设计中，我采用了中断和三菱编程指令的输入输出刷新指令，使电磁铁输出立即执行，提前了电磁铁动作时间，即使在12000r/h的速度下，也能很好的锁住有故障的纸张，解决了给纸的一大难题。
3．2离合压设计
离压，合压在印刷中具有很重要的作用。离合压的准确性，对印品质量的好坏有着直接的影响。合压过早，会弄脏压印辊筒，给操作带来很多不便；离压过早，会使后一张纸印不上完整的图案，造成纸张浪费。
印刷时，版辊筒与胶皮辊筒先合压，胶皮辊筒与压印辊筒后合压。在我们的机器中，合压全部采用了气动装置，每个气缸都有一个动作时间。由于印刷速度是多段速，在3000~12000r/h之间，根据用户需要可选择不同的速度。但是，气缸动作时间是一定的，齿轮转过角度是一定的，因此，机器速度不同时，合压时间也不同。为了解决此问题，我们根据理论计算值，找出对于不同机器速度时，机器的延时时间。采用比较指令，当机器段速与理论值相等时，延时相应的时间，使压印辊筒与胶皮辊筒准确合压。经过多次试验，离压，合压都没有问题。
3．3 人机界面设计
在人机界面中，设计了7幅画面，包括整体图形，故障显示，机器速度和计数显示，水辊速度显示，调版监控等。故障显示使用指示器，给出位元件即可实现闪动效果，让操作者很方便的知道故障部位，整体感很好。在水辊速度显示中，设计了一个柱状图，可以显示水量增加大小，只需按下柱状图，就可增加水量，同时也可方便监控。如图所示：
4． 结束语
印刷机的一套电气设计属于系统设计，包括硬件，软件设计，涵盖范围较广。这里，我只简单介绍了其中比较重要的几部分，其它细节还有很多，这里不再一一列举。使用三菱的一套控制系统，感觉可靠，方便，在机器批量生产过程中，没有发现大问题。其PLC功能齐全，可靠耐用，指令简洁，与其他产品相比，感觉三菱整体软件系统界面都比较友好，给用户编程，维
修都带来极大方便。其触摸屏与PLC有很好的通用性，可通过触摸屏]监视并修改程序，这是其它产品所不能匹及的。三菱的工控元件给设计人员和用户都带来了很多方便。