6ES7253-1AA22-0XA0程序安装

6ES7253-1AA22-0XA0程序安装1　基于Web的SCADA的特性【1】随着现代工厂信息自动化进程的加快，企业逐渐将管理、决策、市场信息和现场控制信息结合起来，实现ERP(Enterprise　Resource　Planning)、MES(Manufacturing　Execution　system)、PCS(Process　Control　System)三层信息一体化的解决方案。同时，企业内部之间以及与外部交换信息的需求也在不断扩大，现代工业企业对生产的管理要求不断提高，这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制，同时还要求把现场信息和管理信息结合起来，建立一套全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台，把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起，通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理，形成一个意义更广泛的综合管理系统。在PCS层中，只有具有Web功能的SCADA（Supervisory　Control　And　Data　Acquisition）系统，才能满足企业信息自动化信息平台的要求，它使采集和监控的数据得以开放，能被更多的管理系统、控制系统和使用者所访问。基于Web的SCADA系统与传统的SCADA系统相比，具有以下优点：? 可以远程访问，使用户虽远离现场，亦可了解现场情况；? 报警方式的多途径实现，不仅能在SCADA监控系统中显示，还可以通过传呼、E-mail甚至手机短信实现；? 一个用户可监控多个过程，多个用户可以监控同一过程，真正实现了数据的开放性及过程信号的透明化；? 仪器虚拟化，操作简单，不仅可以进行现场数据记录，更可以进行智能化分析；? 多种仪器、多种控制系统的协同工作，使全局自动诊断能力增强；? 既可在原有的PLC/DCS基础上安装，也可以独立安装，能够实现与原系统的无缝连接。1.1　　开发需求与背景在塑料绝缘电线电缆生产过程中，有一极其关键的工序，即：塑胶工序，它是将绝缘PVC塑料挤制在导电线芯上，工艺要求其绝缘厚度必须在公差范围内，否则为废品。电线电缆生产厂家对此工艺特别重视，但废品率仍然较高，为节能降耗，为某电线电缆生产厂家采用菱电公司的PLC　A2SH　CPU、现场总线CC－bbbb控制器A1SJ61BT11以及Ethernet控制器A1SJ71E71-B5-S3开发了一套基于Web的SCADA系统，效果较好，为企业实现“工厂信息自动化”奠定了坚实的基础。2　系统设计基于Web的SCADA系统的主要有以下几部分组成：数据库和WEB服务器、现场测控设备、监控设备、交换式以太网、浏览器等，其中交换式以太网是数据主通道。要真正实现基于Web的SCADA，不仅要考虑网络技术和控制技术的特点,还要考虑现代控制系统的新特性。比如数据传输的可靠性和准确性，数据通信的准确性是远程测控系统的首要要求，没有可靠的数据是不可能进行控制的。还有某些设备的实时性要求，必须保证其优先级,另外协议的简单化可实现少延迟，快速投递，网络数据库的连接和更新不仅是动态的、实时的，而且要有高的编程效率和很好的兼容性，TCP/IP协议和现场总线协议的兼容性，真正达到数据畅通无阻。在设计中，车间级Intranet主要有车间Web服务器（用于外部Ethernet连接以及与班组网络连接）、车间生产服务器（用于生产计划、调度、报表统计等）以及车间控制服务器（车间生产控制流程、生产工艺控制、设备实时监控等）组成，与外部连接采用光纤通信介质，车间内部包括各班组服务器A2SH　CPU+A1SJ71E71-B5-S3在内的各服务器均采用10M　Ethernet连接。考虑到设备的实时控制要求，采用了CC－bbbb现场总线用以实时控制各生产设备的运行。塑胶车间的基于Web　的SCADA系统结构图见图1所示。基于Web　的SCADA系统结构图2.1　A2SH　PLCA2SH　PLC　由于增加了CC-bbbb的专用指令，且内置的性能诸如锂电池、后备RAM、用户存储器、实时时钟和一个灵活的通信口，使其能适应工业现场应用场合。　2.2　CC-bbbb　现场总线【2】CC-bbbb是Control&Communication　bbbb　(控制与通信链路系统)的简称，是三菱电机于1996年推出的开放式现场总线，其数据容量大，通信速度多级可选择，而且它是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统，能够适应于较高的管理层网络到较低的传感器层网络的不同范围。CC-bbbb是一个以设备层为主的网络，一般情况下，CC-bbbb整个一层网络可由一个主站和六十四个从站组成。网络中的主站由PLC担当，从站可以是远程I/O模块、特殊功能模块、带有CPU和PLC本地站、人机界面、变频器及各种测量仪表、阀门等现场仪表设备。且可实现从CC-bbbb到AS-I总线的联接。CC-bbbb具有高速的数据传输速度，达可达10Mbps。CC-bbbb的底层通信协议遵循RS485，一般情况下，CC-bbbb主要采用广播一轮询的方式进行通信，CC-bbbb也支持主站与本地站、智能设备站之间的瞬间通信。CC-bbbb。具有性能卓越、应用广泛使用简单节省成本等突出优点。2.3基于Web的SCADA计算机管理网络结构【3】B/S（Brower/Server）结构是现行企业信息网络的优选结构体系，在相同的性能需求下可以使整个计算机系统的投资大幅降低；其次，它具有很好的开放性、兼容性和容错能力，并且易于功能和用户的扩充。B/S结构体系实现了分布式协作处理业务。客户机可以分布设置在企业的各个部门，分别进行各自的业务处理，而且具有协作处理和计算的环境，发挥各自特长相互协作运行，实现有效的管控一体化管理。2.4　Intranet与Infranet（Infrastructure　Networks）实时数据交换技术基于Web的SCADA开发的关键在于实现Infranet与Intranet之间信息传送的有效性与可用性。动态数据交换DDE（Dynamic　Data　Exchange）是实现Infranet与Intranet集成的一种方便方法，尤其是在Infranet与Intranet之间具有中间系统或共享存储器工作站时。基于DDE方法实现Infranet与Intranet　集成的关键是：1）中间系统的通信处理机起沟通Infranet与Intranet的桥梁作用。通信处理机一方面是信息网络的一个工作站，同时又是控制网络中的一个工作站。在通信处理机上运行两个应用程序，一个是实时通信程序，实现实时信息的接收、检错、信息格式转换等功能，为信息网络数据库提供实时数据信息。另一个是数据库访问应用程序接口，它接收DDE服务器送来的实时数据并写到数据库服务器中，供信息网络实现信息处理、统计、分析、管理等功能。2）为了能够通过共享内存实现动态数据交换，在网络控制器上安装有bbbbbbs　Server　2000、Microsoft　SQL　Server　6.5、Power　Builder　7.0以使之实现DDE功能。实时数据交换的过程为：首先，DDE客户应用程序向DDE服务器应用程序发出请求，DDE服务器应用程序响应请求，双方建立连接，开始对话。然后，DDE服务器应用可以和DDE客户应用进行实时数据交换，DDE客户应用可以访问DDE服务器应用的数据库。2.5　实时数据库技术【4】实时数据库是基于Web的SCADA系统中数据处理和管理的核心，它的一个基本特征就是与时间相关性，与时间相关性包含两个方面：1）数据与时间相关，2）数据的值随时间而变化。实时数据库要求无缝地集成了数据库与定时性，但并不是数据库技术和实时系统两者的简单结合，兼顾了常规数据库处理能力和实时处理技术需求。不仅要求有并发处理能力，同时还要具有分布式网络的功能，其中有1）实时数据模型包括数据结构、数据操作和完整性约束在内的实时数据模型，2）实时事务的模型与处理3）数据存储与缓冲区管理。　　　3　结束语企业信息化是我国国民经济信息化的首要任务，而企业综合自动化是企业的发展方向。基于Web的SCADA给企业信息化奠定了坚实的基础。实现企业信息化与综合自动化，不但要发展控制网络，建设信息网络，而且要注重控制网络与信息网络的集成，实现计算机协同工作与信息共享，这是未来数字企业的发展方向。一． 三菱变频器调速方式简介三菱变频器外部端子调速可分为模拟量调速和多段速调速。模拟量调速可用电压DC0~10V或电流DC4~20mA，进行无级调速。我厂用0~10V模拟电压作为给定量　，进行开环调速　；多段速采用外部输入端子　　SD﹑STF﹑RL﹑　RM﹑RH，进行三段速调速。RL﹑RM﹑RH是低﹑中﹑高三段速速度选择端子，SD是输入公共端，STF是启动正转信号。如图3中，当Y10，Y11有输出时，变频器为低速运行；当Y10，Y12有输出时，为中速运行；当Y10，Y13有输出时为高速运行。变频器2﹑3原理与此相同。三段速分别设置为15Hz﹑30Hz﹑45Hz。在模拟量调速时，通过调整W1﹑W2的分压比设置KA1闭合时变频器高速运行，KA2闭合时为低速运行，当KA1﹑KA2都断开时，变频器为高速；变频器2﹑3原理与此相同。通过编程，PLC根据操作台发出的信号，选择控制方式：模拟量调速或多段速调速。三菱变频器的多段速调速比模拟量调速有较高优先级（1）。二． 系统构成。2． 1　工艺流程如下图：根据工艺要求，灌装机前面的输送带分成若干段。A﹑B﹑C﹑D﹑E为输送带，M13﹑M14﹑M15分别为A﹑B﹑C带的拖动电机。D带与灌装机机械联动，E带由另一电机拖动。另外，各带上均有光电传感器探测瓶流速度。PLC根据瓶流调整各段输送带的速度。2．2 电气系统原略图变频器1﹑2﹑3分别控制电机M13﹑M14﹑M15，主回路接线图略。PLC为FX2-64MR。FMA﹑11是来自灌装机变频器0~10V的输出信号，经过信号隔离器的转换作为变频器1﹑2﹑3的控制信号。图中KA1-6为辅助继电器。W1-6为分压电位器。PLC的输入端子略。FMA﹑11是来自灌装机主机变频器的输出信号。两图中的PLC为同一PLC，图2中的COM6接DC24V电压，控制辅助继电器。三． 控制思想变频器1﹑2﹑3的调速方式为两种：1.来自灌装机主机变频器的模拟信号DC0~10V，经过隔离器转换为线性DC0~10V，再经过电位器分压作为变频器1﹑2﹑3　的给定信号，以控制电机M13﹑M14﹑M15,这样可以做到输送带与灌装机的速度很好匹配;2.采用多段速控制端子SD﹑STF﹑RL﹑RM﹑RH，通过PLC编程，由PLC发出控制信号以控制速度。PLC根据灌装机操作台发出的信号来判断使用那种速度控制方式，又根据瓶流情况选择高低速。在模拟信号控制时是通过辅助继电器KA1和KA2,KA3和KA4,KA5和KA6的组合，经W1﹑W2,W3﹑W4,W5﹑W6分压控制变频器输出速度。在多段速时通过PLC的输出Y10﹑Y11﹑Y12﹑Y13,Y20﹑Y21﹑Y22﹑Y23,Y24﹑Y25﹑Y26﹑Y27分别调节各个变频器的输出频率以达到多段输送带的速度匹配及与灌装机的速度匹配。在模拟控制方式调整中，电位器分压比的调整是个关键，通过生产调试中摸索，终于找到了比较好的速度匹配。分压比一旦调好，不得随意改动。四． 应用效果在两种速度控制方式下，分别调整各变频器的多段速度频率及电位器的分压比，做到了输送带速度与灌装机速度很好的匹配，运行稳定可靠。实践证明FR-A540E变频器完全满足啤酒灌装生产线输瓶带的调速要求。提高了生产效率。此种变频器控制方式也可用于其他需要速度配合的电机变频调速。1 引言近年来，随着我国自动化技术的提高，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，大大提高了胶印机的档次，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，无法提高效率。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，也相对提高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。在设计中，离压，合压的程序流程如图所示：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。