您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
西門子6ES7214-2AS23-0XB8參數(shù)詳細
西門子6ES7214-2AS23-0XB8參數(shù)詳細
本文主要論述西門子基于PC 自動化產(chǎn)品WinAC,，WinCC 及面板式工業(yè)PC機紡織生產(chǎn)線上應用特點，以及與傳統(tǒng)PLC 控制相比所體現(xiàn)出*性,。
關鍵詞： WinAC: 西門子基于PC 機自動化控制產(chǎn)品,，分為Soft PLC 及Slot PL 兩種類型。Soft PLC 又分為基本型及實時型兩種,，它們是bbbbbbs NT 或2000 操作系統(tǒng)下一個運行軟件,，而Slot PLC 則是插PC 機內(nèi)板卡式PLC，又分為Slot 412 和Slot 416兩種,。
IL70: 西門子嵌入式觸摸面板工業(yè)PC 機,。
WinCC: 西門子工業(yè)組態(tài)軟件。
ET200: 西門子S7 系統(tǒng)中遠程I/0,，或稱之為分布式I/0,。
PROFBUS: 現(xiàn)場總線。
OPC: 用于過程控制對象鏈接和嵌入,。
本文論述這條紡織生產(chǎn)線是青島宏大紡織機械有限責任公司新近研制開發(fā)產(chǎn)品,。該公司是中國紡機行業(yè)著名企業(yè)，梳棉機,，落筒機,，清梳聯(lián)等是其主要產(chǎn)品。近年來,，紡織行業(yè)發(fā)展,，該公司不斷開發(fā)具備高新技術(shù)，能與國外產(chǎn)品相媲美新產(chǎn)品,。而該生產(chǎn)線正是青島宏大紡織機械有限責任公司這一,、二年來重點項目，目前正處于優(yōu)化調(diào)試階段,，將于今年底面市,，本文論及該生產(chǎn)線時，略去了各設備名稱及其主要工藝,，主要描述西門子產(chǎn)品該項目上所體現(xiàn)特點,，以及作者使用中體會。
該生產(chǎn)線由五種不同類型設備組成,，分別稱之為A,、B、C,、D,、E。工藝流程,。SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 423其中A 為主要設備,，該設備停止運行則整個生產(chǎn)線停止生產(chǎn)。而B,、C,、D、E 等設備則可以紡織廠不同產(chǎn)品工藝要求獨立運行或停止,，B,、C、D 設備可以一臺運行,，也可以兩臺相同設備同時運行,。E 設備則可以有更多數(shù)量同時運行。電氣控制上要求將生產(chǎn)線生產(chǎn)狀況實時反映到車間級及廠級管理層,，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)存檔,。同時要求整個生產(chǎn)線上所有設備運行狀態(tài)必須傳送到一個操作員站及一個工程師站上實時顯示，所有設備工藝參數(shù)設置由操作員站完成,。另外,，生產(chǎn)線上各設備分散距離較遠，考慮到設備手動調(diào)試時可操作性,，要求設備手動調(diào)試必須就近連接操作面板,，一旦手動調(diào)試停止，即拆除連接操作面板,。
選擇控制系統(tǒng)時,，最初有兩種設計方案：
第一種設計方案：
SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 424A 設備選用S7-400 系列PLC，CPU 為CPU412-2DP,；C 設備,，D 設備選用S7-300系列PLC，CPU 分別為CPU314,，CPU315-2DP,；B 設備和E 設備選用S7-200 系列PLC，CPU 為CPU224 并帶EM277 PROFIBUS 擴展板,，將B 設備和E 設備分別作為D 設備智能PROFIBUS 從站,。A 設備上S7-400 系統(tǒng)中配置一塊CP443-1 工業(yè)以太網(wǎng)通訊卡，與工程師站聯(lián)接,，并與車間級及廠級管理層聯(lián)網(wǎng),。A,、C、D 設備及操作員站TP37 用MPI聯(lián)網(wǎng),，各設備互相之間邏輯互鎖及數(shù)據(jù)交換MPI 網(wǎng)絡實現(xiàn),。C 設備，D 設備將生產(chǎn)狀況及運行狀態(tài)傳送給A 設備,，由A 設備以太網(wǎng)傳送給工程師站及管理層網(wǎng)絡,。同時，B 設備,，E 設備PROFIBUS 網(wǎng)絡將信息傳送給D 設備,，D 設備傳送給A 設備，并向上一級傳送,。系統(tǒng)中配置TP37 觸摸屏作為操作員站,，為各設備設置參數(shù)，并顯示部分運行數(shù)據(jù),。A,、C、D 設備手動調(diào)試利用一個TP170B MPI 網(wǎng)絡就近聯(lián)接各PLC 來完成,。
第二種設計方案：
SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 425
整個控制系統(tǒng)由PROFIBUS 網(wǎng)絡組成,。A 設備選用S7-400 系列PLC，CPU 為CPU412-2DP,，作PROFIBUS 主站,，其自身I/0 由ET200M 組成；C 設備,，D 設備,，選用ET200M 遠程I/0 方式作A 設備PROFIBUS 從站；B 設備和E 設備選用S7-200系列PLC,，并配EM277,，直接作為A 設備智能從站。A 設備與工程師站聯(lián)接及與管理層聯(lián)網(wǎng)方式同方案一,，操作員站同樣選用TP37,。A、C,、D 設備手動調(diào)試利用一個TP170B 就近聯(lián)接完成,。
第一種設計方案，各設備控制系統(tǒng)獨立性較強,，可單獨運行或停止,，調(diào)試方便，但問題也是顯而易見：
1. 數(shù)據(jù)傳送問題
B,、C,、D,、E 各設備信息都必須A 設備傳送到工程師站及管理層網(wǎng)絡，B,、C,、D、E 設備數(shù)據(jù)傳送到工程師站實時性較差,。TP37 作為操作員站，同時要與A,、C,、D 三種設備通訊，同樣需要較長數(shù)據(jù)更新周期,。
2. 通訊能力問題
C,，D 設備選用是S7-300 系列PLC 中CPU314，CPU315-2DP,，它們SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 426S7 固定連接數(shù)量受到限制,，如C 設備，它必須同時與一個A 設備,，兩個D 設備,，一個TP37 及一個TP170B 連接，這個連接數(shù)超過了它S7 固定連接數(shù)量,?？梢訟設備再與D 設備連接，或建立動態(tài)連接等方法來解決問題,，但顯然不方便,。A、C,、D 設備之間邏輯連鎖控制,，如上述兩種方法解決，實時性很差,，工藝上也是不允許,。
3. 互換性較差
用這種方案時，A 設備,，兩臺C 設備,，兩臺D 設備，都有不同MPI 址,。生產(chǎn)廠提供設備給紡織廠時,，必須對相同設備CPU 下載不同配置，相同設備之間無法互換,，給設備安裝及銷售管理增加麻煩,。
第二種方案則解決了第一種方案所遇到技術(shù)問題,。C、D 設備是A 設備分布式I/0 站,，所有生產(chǎn)信息及運行狀態(tài)都CPU412-2DP 中,，這些設備信息同時傳送到工程師站及管理層網(wǎng)絡上。TP37 也只和一個CPU 通訊,，數(shù)據(jù)更新快,，存各設備之間通訊能力問題。同時,，C,、D 設備PROFIBUS 網(wǎng)上從站址可以直接接口模板IM153 上設置，,，C 設備之間或D 設備之間可以互換,，設備安裝維修更方便。這種方案中,，C,、D 設備必須依賴A 設備運行才能運行，但本來生產(chǎn)工藝上,，當A 設備停止時,，C、D 設備就不能運行,，,，C、D 設備獨立運行沒有必要,，僅為設備調(diào)試方便,，相對而言意義不大。
,，第二種設計方案也有之處,。A、B,、C,、D、E 各設備信息都必須一塊CP443-1 以太網(wǎng)卡傳送到工程師站及管理層網(wǎng)絡,，存一個數(shù)據(jù)通訊瓶頸問題,，數(shù)據(jù)交換實時性及速度都受到限制。另外,，鑒于TP37 能力,，操作員站只能用于參數(shù)設置及少量數(shù)據(jù)顯示用，而無法完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計、存檔,、報表生成等進一步數(shù)據(jù)處理功能,，圖形動態(tài)顯示效果理想。而西門子WinAC 產(chǎn)品特點正好解決了這些問題,。WinAC 僅是一個可編程序控制器,，它將自動化控制和人機界面集成一個PC 平臺上，進行自動化控制同時,，完成大量數(shù)據(jù)通訊,，數(shù)據(jù)處理及可視化處理?；谏鲜鲈?，對第二種設計方案進行了改進。首先,，考慮到生產(chǎn)線運行安全性及穩(wěn)定性，用WinAC 產(chǎn)品中插槽型PLC Slot 412 代替原來S7-400PLC CPU412-2DP,，配合使用電源擴展板,，并外接24 伏直流電源，使控制系統(tǒng)可獨立于PC 機操作系統(tǒng),，保證系SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 427統(tǒng)運行高可靠性,。其次選用西門子嵌入式觸摸面板工業(yè)PC 機IL70 作為PC 平臺，其集成TCP/IP 以太網(wǎng)口直接與工程師站及管理層聯(lián)網(wǎng),，另外IL70 上運行WinCC 人機界面軟件,，使操作員站能完成更強大功能。
最終設計方案：
WinAC Slot 412 作為系統(tǒng)中央控制器是整個控制系統(tǒng)PROFIBUS-DP 主站,，完成設備A,、C、D 控制任務,。C,、D 設備使用ET200M 作為遠程分布式I/0 站，直接連接到Slot 412 集成DP 口上,。B,，E 設備使用CPU224，并配置EM277 PROFIBUS 擴展板作為Slot 412 智能從站,，將數(shù)據(jù)信息傳送給Slot 412,。電源擴展板上外接24 伏直流電源及后備電池保證PC 機斷電情況下，Slot 412 仍能正常工作,。
IL70 作為WinAC Slot 412 運行平臺,，同時也作為操作員站，并集成TCP/IP網(wǎng)口與工程師站及管理層聯(lián)網(wǎng),。IL70 上運行WinCC 人機界面軟件OPC 客戶機方式從WinAC OPC 服務器端存取控制引擎中數(shù)據(jù),。WinAC,、WinCC 一個PC平臺上，這種數(shù)據(jù)交換方式速度快,，數(shù)據(jù)量大,，實時性好。SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 428
WinCC 作為人機操作接口,，完成整個控制系統(tǒng)參數(shù)設置及實時數(shù)據(jù)顯示,，實現(xiàn)用戶提出復雜動畫顯示功能，并對生產(chǎn)數(shù)據(jù)及各設備運行狀態(tài)進行存檔,，生成報表,，提供報警信息以及設備維護信息。
工程師站是一臺普通PC 機,，以太網(wǎng)與操作員站聯(lián)接,。工程師站上也運行一套WinCC 軟件，DCOM 配置,，同樣以OPC 方式從WinAC 存取數(shù)據(jù),，某些權(quán)限比操作員站上高。操作員站上使用了WinCC 工業(yè)組態(tài)軟件,，使管理層從該生產(chǎn)線獲取生產(chǎn)信息非常方便,。WinCC 具備多種方式進行網(wǎng)上數(shù)據(jù)交換，如可以運用WinCC 客戶機/服務器方式,，或WinCC Web 瀏覽器功能等等,，為將來用戶廠聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管理提供多種選擇。
一臺移動式TP170B 操作面板,，C 或D 設備上ET200M 接口模板IM153 上PROFIBUS 三通接頭直接聯(lián)接到系統(tǒng)PROFIBUS 網(wǎng)上,，對網(wǎng)上任何一臺C 設備或D 設備進行手動操作，使調(diào)試人員能設備邊上直接進行手動調(diào)試,。TP170B 上集成了生產(chǎn)線上所有A,、C、D 各設備手動調(diào)試畫面,，一臺TP170B 可完成所有設備手動調(diào)試工作,。
系統(tǒng)控制軟件，B,、E 設備控制程序由自身CPU224 完成,。A、C,、D 設備控制程序由WinAC Slot 412 完成,。其中A 設備中有兩路高速計數(shù)要求，由兩塊FM350-1 高速計數(shù)模板完成。每個D 設備中有兩路壓力PID 調(diào)節(jié),，系統(tǒng)中一共有4 路PID 調(diào)節(jié),，鑒于Slot 412 高速指令執(zhí)行速度，用S7 軟件PID 功能塊就可以要求,。系統(tǒng)控制軟件中一個重要部分是完成用戶多種工藝選擇要求,。紡織廠自己產(chǎn)品工藝要求可以隨意組建生產(chǎn)線。如可以只購買A,、B,、C、D 各1 套設備及若干E 設備組成一條生產(chǎn)線,；或購買A,、B 及C 設備各1 套，D 設備2 套及若干E 設備組成一條生產(chǎn)線,；或購買1 套A 設備,，B、C,、D 設備各2 套,，運行時可自由選擇是否開1 套C 設備，或同時開2 套C 設備等等,。而生產(chǎn)線生產(chǎn)廠家為保證產(chǎn)品管理統(tǒng)一性,，要求只用一套控制軟件來完成生產(chǎn)線各種可能配置控制任務,。也就是對他們所有紡織廠用戶只提供一套控制軟件,，由用戶自己操作員站上設置生產(chǎn)線實際配備。這就出現(xiàn)了一個問題,，即控制軟件必須包括生產(chǎn)線最大可能配置所有設備控制任務以及
SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 429
組態(tài)配置,，但當某個設備生產(chǎn)線上實際不存時，又必須保證整個PROFIBUS 網(wǎng)絡運行不出現(xiàn)故障,。
西門子STEP7 軟件提供了一種方法可以用戶程序,，使PROFIBUS 從站自由從網(wǎng)上斷開而不影響主站運行。
首先,，控制程序中,，必須編制組織塊OB84、OB86,、OB87,、OB122，這些組織塊系統(tǒng)出現(xiàn)網(wǎng)絡故障,，或I/0 尋址故障時,，由CPU 直接調(diào)用。控制程序沒有包括這些組織塊,，當系統(tǒng)網(wǎng)絡中有從站斷開,，CPU 會直接進入停止運行狀態(tài)。,，Slot 412控制程序中裝入了OB84,、OB86、OB87,、OB122,。其次，STEP7 提供了一個系統(tǒng)標準塊SFC12,，利用SFC12,，控制程序可以讀取DP從站狀態(tài)，禁止DP 從站或激活DP 從站,。當CPU 啟動時,，是冷啟動或暖啟動，系統(tǒng)配置中所有DP 從站被自動激活,。熱啟動時,，DP 從站保持原有狀態(tài)，即原來是激活狀態(tài)則保持激活,，原來是禁止狀態(tài)則保持禁止,。如前所述，生產(chǎn)線控制程序及配置是,，也就是配置是生產(chǎn)線可能最大配置做,，實際設備配置與控制軟件中不同，下載后CPU 會出現(xiàn)故障,。,，生產(chǎn)線按裝完成第一次正常通電時，初始化程序?qū)⑺蠸lot 412 PROFIBUS 從站調(diào)用SFC 12 禁止掉,，等Slot 412 正常運行后,，由操作員操作員站上WinCC 人機界面軟件做出實際需要配置?？刂瞥绦虼_認這些配置后,，再將存或選用設備一一激活，以后當CPU 重新啟動時就會保持這種配置狀態(tài),，而無需再做激活或禁止工作,。以上兩個處理，控制系統(tǒng)能任何不同配置下正常工作,。
目前,，該項目調(diào)試正接近尾聲,，所有控制軟件已基本調(diào)試完成，并達到了預期目標,。這個項目可以發(fā)現(xiàn),，PC 機及網(wǎng)絡技術(shù)工業(yè)現(xiàn)場快速發(fā)展，基于PC 自動化產(chǎn)品解決了傳統(tǒng)PLC 不足之處,，它大容量實時數(shù)據(jù)處理,，大容量系統(tǒng)資源，方便網(wǎng)絡聯(lián)接,，強大可視化功能,，快速指令處理等能力，會使該類產(chǎn)品工業(yè)自動化領域中到越來越多應用,。