西门子6ES314-6EH04-0AB0介绍说明

浔之漫智控技术(上海)有限公司

西门子6ES314-6EH04-0AB0介绍说明

 现场总线是90年代中发展起来的一种新技术，近年随着信息技术、自动控制技术、计算机技术、网络技术发展而发展，并成为工业自动化领域的热点之一。目前世界工业企业有数千套实用系统在运行。我国从1996年起至今也有近百套系统在使用中，其中大部分使用在石油和化工行业，应用规模较大的达到70个回路，近千个I/O点，在应用中累积了许多有益的经验和教训。为了今后好应用现场总线这一新技术，特提出以下意见：

    1．现场总线是企业信息化的一部分

    以信息化带动工业化，应用综合自动化技术改造提升石油和化工产业是我国一项长期重要决策。不断提高和完善现场总线应用水平，是近年随着信息技术和信息交换的覆盖面从企业管理、生产过程控制向现场设备的各个层次延伸发展的需要，是企业信息化、自动化发展的要求。它是综合自动化和信息化的一个重要组成部分。

    2．应用现场总线是一种发展趋势

    现场总线是指安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通讯的数据总线。它有以下优点：

    ①控制分散，且能在线运行条件下对系统和现场设备进行诊断，可进一步提高运行性；

    ②数字双向传送，传送精度高；

    ③能节省50-75%的电缆、栅、仪表柜及相应的工程量；安装方便。

    ④标准化，只要合乎统一的标准的所有的现场仪表都可与此联用和通讯。

    由于现场总线有一系列优点，因此近年用户不断扩大，发展，成为工业自动化领域里控制技术的发展趋势之一。

    3．应用现场总线一定要着重于实际需要和技术发展

    ①要有一个规划。

    各企业应用现场总线要从实际需要出发，根据原有的自动化基础、现有的技术力量和资金等条件统筹考虑。根据目前现场总线技术发展现状和应用实际情况，相应的应用规划。特别是有新建、扩建和自动化改造任务的石油和化工企业，可按信息化、自动化“总体规划、系统设计、分步实施”的原则做好采用现场总线的规划和实施方案，逐步扩展。

    ②要处理好与常规仪表应用的关系。

    目前还有相当一批中小化工企业仍在用常规仪表控制生产过程，这些厂要用好、管好现有仪表及控制系统；如有技改任务或现有仪表产品落后，可以考虑选用现场总线控制系统或新的控制系统取而代之。要考虑和处理好DCS、PLC和现场总线应用的关系。

    ③目前DCS控制系统比较成熟，它仍是石油和化工企业的主流控制产品，因此现已用DCS控制生产过程的企业，应该用好管好DCS系统，充分发挥DCS、PLC功能的作用。有些企业，如果已用的DCS系统技术落后、又经常出现故障，给生产带来损失的，可以考虑换代，或采用现场总线控制系统取以代之。

    ④应用现场总线要根据需要和可能，逐步扩展。

    目前现场总线虽有许多优点，但现场总线还在发展中，产品系列尚未配套。因此各厂在应用现场总线时一定要根据需要加以运用，特别一些大型石油和化工企业一定要边应用、边总结经验、逐步扩展。

常德机械有限责任公司是国家大二型机械制造企业，隶属于中国机械集团，是系统四家烟机制造企业之一。公司的主要产品有ZJ17高速卷接机组，YF12-YB17、 YF13烟支输送系统，嘴棒成型机,YF171嘴棒储存输送系统等。 ZJ17型高速卷接机组是该公司的主导产品，该机组是引进德国豪尼公司技术生产的，生产速度为7000支/分，具有烟支质量稳定,开机，节省原辅材料等特点，因而在国产 烟机市场其占有率达到80%以上。但该型号机组控制系统系80年代产品，采用电子板加继电器组的控制方式，电子板常常出故障，备件采购又较为困难。考虑到这一情况，该公司决定将其控制系统改为用PLC来控制。 系统介绍 ZJ17型卷接机组由供丝、、接嘴三部分构成。其中供丝部分取用供丝系统(或用其它方法加料)的，经由 落料、匀丝、提升、摊铺、负压抽吸，密度控制(烟条削整), 形成密度合适的条状交付给部分。部分将纸包卷在上形成烟条，并予以切断，形成双倍长度的无嘴烟支交付给接嘴部分，此部分要求完成对纸的 处理，包括换盘纸、接纸、纸带张力调整烟支商标印刷、印刷位置调整、纸上胶、胶水烘干。同时因为主驱动电机在这一部分，对主驱动的控制也是在此完成的。接嘴部分切开双倍长度的无嘴烟支，将嘴棒通过水松纸粘接在烟支上，剔除不合格烟支，将成品烟支送给下游机器。从机组工作的特点来看，控制系统应该能满足如下要求： ·I/O点容量大，是分布式系统 ·能处理快至400Hz的脉冲量 ·性能稳定，可以适应的生产环境根据以上特点，我们拟用S7-400组建一个PROFIBUS网络,在机组三部分分别放置 ET200M 子站处理 I/O ，并用SIEMENS新推出的高速逻辑处理模块FM352处理高速的脉冲量，用PC670工业计算机构建人机接口界面。 硬件的特点包括：CPU414-2DP具有存储量大、运行速度快、强抗干扰能力和高性等特性；ET200M子站通用性强、模块换方便；功能模块FM352-5工作速度快,很适用系统处理快速脉冲；PC670具有牢固的、具备IP65保护级别的塑料板，抗干扰、抗震动能力强,性高。 采用PC670运行人机界面程序，它通过MPI网络与主CPU连接，人机界面程序可以修改系统运行参数、读取系统运行故障信息、统计设备生产数据。 系统功能 ·启动顺序控制：为了尽量减少原辅材料的浪费，并考虑 到机器启动时可能有不同的速度，程序没有以时间为条件进行顺序投入，而通过对机器脉冲的统计来实现 ·停机控制：同样原因，除开有要求立即停机外，停机控制时需要将各种原辅材料按一定的次序撤出，尽量将合格成品送达下游机器，因此同样采用了计数机器脉冲的方法 ·故障处理：机器运行时会产生一些报警或故障信息，系统对绝大部分的运行故障和报警都能进行处理 ·供丝控制：程序处理当前料位情况，以决定是否打开进料气闸，并在多次打开气闸而没有时给出报警 ·料位控制：是对中间储料箱中料位的控制。这里用到一个PID的调节，系统通过一组指示料位的光电开关判断当前料位，机器速度代表消耗量，陡角带提升速度是控制程序的输出 ·机器脉冲的处理：系统对许多脉冲进行处理，用来计算机器速度、移位步距参考、产量计数等，这一部分的工作由FM352-5来完成 小结及体会 自2001年5月开始，采用上述系统的设备开始投放市场，现已装备在北京厂、呼和浩特厂、常德厂、广二厂、天津厂、石家庄厂、武汉厂、厦门厂等厂共计近30台套。用户反映良好。 电子技术自动控制技术的发展是相当快的，特别是PLC和现场总线技术,有相当多的早期设备，其控制系统在现 在看来已经很落伍了，对它们进行升级改造是很有必要的。对于行业来说，SIEMENS具有传统优势，用户容易接受采用SIEMENS控制产品的设备; 同时,SIEMENS 产品涵盖面较广,系统集成容易；另外,SIEMENS适时推出适合烟机应用的自动化控制产品(如FM352-5在前述系统中得到了很好的应用)，这对我们进行控制系统设计是很有好处的。

铁路 大型养路机械 PLC 现场总线 INTERBUS 控制系统
1 引言
可编程逻辑控制器(PLC—Programmable Logic Controller)，简称可编程控制器，它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、通讯技术和自动控制技术发展而来的一种新型工业控制装置。它问世于20世纪60年代，到现在仍保持旺盛的发展势头。它具有体积小、功能丰富、配置灵活、适应恶劣环境、抗干扰性强、性高、编程方便、价格等优点，广泛用于电力、机械、冶金、化工、轻纺等各个工业过程自动控制中。它不仅可以取代传统的继电器控制系统，还可构成复杂的过程控制网络。
现场总线技术是20世纪80年代后期发展起来的，它是目前自动化领域中的一个热点，是新一代控制系统的发展方向，它综合了数字通信技术、计算机技术、自动控制技术、网络技术和智能仪表等多种技术手段，从根本上突破了传统的“点对点”式的模拟信号或数字—模拟信号控制的局限性，构成一种全分散、全数字化、多变量、多节点的通信与控制系统。现场总线则是连接现场智能设备和自动化控制设备的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络，其基础是数字智能现场装置。分散在各个现场的数字智能现场装置通过现　　　　场总线连为一体，并与控制室中的控制器和监视器一起构成现场总线控制系统（FCS—Fieldbus Control System）。
现场总线技术实际上是采用串行和连接方式代替传统的并联信号传输和连接方式的方法，它依次实现了控制层和现场总线设备层之间的，同时在保证传输实时性的情况下实现信息的性和开放性。一般的现场总线具有以下几个特点：（1）布线简单；（2）开放性；（3）实时性；（4）性；（5）诊断；（6）硬件灵活。
目前，上各种各样的现场总线有很多种，统一的标准尚未建立。其中有较强实力和影响的有： FF（Foundation Fieldbus 基金会现场总线）、HART（Highway Addressable Remote Transducer）、CAN（Controller Area Network 控制器局域网）、Profibus（Process Field Bus 过程现场总线）、INTERBUS、LonWorks（Local Operating Network 局部操作网络）、WorldFIP、MODBus、DeviceNet、ControlNet 、ASi（Actuator Sensor Interface 执行器传感器接口）等。
基于PPC工业计算机、PLC及现场总线的电气控制系统在工业自动化领域，如冶金、电力、石化、矿山、水泥、水处理、乳品饮料、啤酒罐装、加工、机械装配、产品包装等已得到广泛的应用，但是在铁路大型养路机械电气控制系统中还没有广泛应用。本文根据铁路大型养路机械控制系统的特点，提出一种基于PPC工业计算机、PLC及INTERBUS现场总线的铁路大型养路机械电气控制系统的设计方案。
2 现状
养路机械化是实现铁路维修养护现代化、保铁路不间断运输和行车的重要技术手段。为适应铁路快速、重载以及轨道结构重型化的技术发展要求，发达国家铁路相继采用大型养路机械进行铁路线路维护，到上世纪80年代末，已基本形成以大型养路机械为主要作业手段的格局。而此时，我国还在依靠手工、小型机械和非标准自制设备进行线路维护，作业质量差、效率低，特别是在繁忙干线，线路维护与运营的矛盾尤其。
上世纪80年代初期，我国从奥地利普拉塞—陶依尔公司引进了的大型养路机械制造技术，确立了大型养路机械的发展采取“技术引进—消化、吸收—国产化生产—开发、”的途径。通过20多年的引进技术和国产化生产，我们学习了国外大型养路机械的技术，新了传统的设计观念，拓宽了开发思路，增强了开发具有自主知识产权产品的能力。
随着铁路的跨越式发展和市场竞争的加剧，加快推进大型养路机械引进、消化、吸收国外技术的进程，加快具有自主知识产权产品的研发，加快新产品开发速度，发展技术，和已经成为现阶段工作的重中之重，已经刻不容缓。
铁路大型养路机械是集机械、液压、气动、电气、计算机、激光等技术于一体的铁路机械。按功能分有以下系列：清筛机、捣固车、配碴车、稳定车、钢轨打磨车、钢轨探伤车、轨道检测车、架线车、焊轨车、道岔铺换机组等。对于不同功能的铁路大型养路机械电气控制系统来说，其本质的区别在于作业监视控制系统。到目前为止，我国的清筛机、捣固车、配碴车、稳定车等铁路大型养路机械的技术主要是在引进、消化吸收奥地利普拉塞—陶依尔公司铁路大型养路机械技术的基础上发展起来的，它属于模拟集中式控制系统，它主要由以下子系统组成：
（1）整车电源子系统；
（2）柴油机监视控制子系统；
（3）高速走行监视控制子系统；
（4）作业监视控制子系统；
（5）辅助设备子系统：包括照明、通话、取暖及空调等。
其中作业监视控制子系统是各类铁路大型养路机械电气控制系统的，它完成作业机构状态的监视、完成作业机构动作的控制。不同功能的铁路大型养路机械，其作业监视控制系统的复杂程度有着很大的差别。如清筛机和配碴车，它的作业监视控制系统比较简单。而捣固车、稳定车、钢轨打磨车、钢轨探伤车、轨道检测车、架线车等，它们的作业监视控制子系统就比较复杂。下面以稳定车的作业监视控制子系统为例作一介绍，它由以下部分组成：
（1）计算机控制部分：由上位机控制板、键盘、显示器构成；
（2）程序控制部分：由下位机控制板、I/O板、功率输出板组成的微机系统构成；
（3）模拟量控制部：由A/D转换板、D/A转换板、频率测量板、各种功能的模拟控制板构成；
（4）测量部分：由左、右抄平传感器，加速度传感器，振频传感器等构成；
（5）轨道参数记录部分：由记录仪、前、后电子摆，正矢传感器，测量轮等构成。

普拉塞—陶依尔公司的模拟集中式控制系统的特点如下：
（1）各子系统的监视部分都使用模拟仪表或数字显示器或指示及报；
（2）功能复杂机型作业监视控制子系统的控制部分都使用插装式模拟电路板和由插装式电路板组成的微机系统；
（3）作业监视控制子系统中各I/O信号的接线方式均为“终端（开关、传感器/电磁阀、继电器）—作业主控制柜”或“终端元件（开关、传感器/电磁阀、继电器）—中间过渡箱—多芯电缆—作业主控制柜”的传统接线方式（如图1）；
（4）轨道参数记录系统为一个立的系统，与微机及计算机系统没有通讯和数据交换。