安阳市西门子模块代理商

概述

根据收线机对电气控制系统的要求：通过可编程控制器来进行参数运算和程序控制；所有的参数通过显示屏读取和修改；收线部分是恒张力控制，速度随放线的速度变化而变化；排线部分跟随收线的实际角速度做相应的往复运行；张力控制通过收线变频器来实现，控制模式为力矩控制下的速度限制方式。我们的系统配置如下：

1、 可编程控制器采用西门子公司的S7-300系列程序控制器；

2、 显示屏采用西门子公司的OP270系列彩色按键显示屏；

3、 放线传动采用西门子公司的6SE6440系列变频器，电机采用变频电机；

4、 收线传动采用西门子公司的6SE6440系列变频器，电机采用变频电机，反馈采用德国施克的单圈值编码器；

5、 排线传动采用西门子公司的6SE6440系列变频器，电机采用变频电机，反馈采用德国施克的单圈值编码器；

6、 可编程控制器和显示屏间的数据传送采用MPI通讯方式；

7、 可编程控制器和变频器间的数据传送采用Profibus-DP总线的通讯方式；

8、 通过可编程控制器采集收线的反馈，进行相应的运算后，实现排线和收线的同步；

控制与显示

本系统采用西门子S7-300可编程控制器进行逻辑运算，并根据设定的参数和采样得到的数据经过CPU运算，得到了放线、收线和排线的参考速度，再通过Profibus-DP方式实时地传送给变频器。经过计算的放线、收线和排线的参考速度及班产量等通过MPI方式实时的传送给显示屏。显示屏不仅用于显示各个传动轴的系统参数及产量等，还可以设定收线的棍子直径、线径及棍子的宽度等与控制有关的计算用数据。

控制系统框图如下：

传动

1、 放线传动：

放线传动是主传动部分，通过显示屏设定放线的运行速度，速度值以米每分钟为单位，控制器通过计算，产生变频器的给定速度，再通过DP总线把放线的运行速度写到变频器中，变频器根据设定的速度运行。这部分用变频器主要为了实现放线的平稳性及放线的速度可调节。

2、 收线传动：

收线传动是从动部分，是受放线的速度控制的。为了保证收线的恒张力控制，用到了变频器的内部收放卷功能。具体的做法是：根据放线的速度、收线的棍径和线径，通过程序控制器算出一个收线的参考速度，控制器通过DP总线把收线的参考运行速度写到变频器中。收线变频器采用力矩控制速度限幅的控制模式，这种方式可以保证变频器不但能按照参考速度运行，还可以根据实际的负载力矩进行速度的调节，从而实现收线的恒张力控制。

3、 排线传动：

排线传动也是从动部分，是受收线的角速度控制的，和线的线速度没有关系。通过安装在收线电机后的编码器，程序控制器采集到了收线棍运行的角速度，控制器把收线的角速度换算成排线的实际运行速度，通过DP总线把排线的运行速度写到变频器中，排线变频器根据这个速度作往复运行，换向靠两边的开关来实现。排线电机的编码器主要为了实现控制排线的平滑性。

概述：

可口可乐辽宁（北）饮料有限公司的大部分设备是国外70 年代初的产品，尤其是饮料生产线均为德国西门子公司的早期产品，现已运行近二十年，不论在性能上，还是在备件的供应上都存在着问题。系统的故障率也在不断增加，由于故障的频繁出现，设备的陈旧和设计的不合理，使得维护检修更加困难，给企业带来了很大的损失。为此,在2010年对问题出现多的设备RB等生产线进行了改造。

现场调查分析：

此次改造主要对RB生产线控制设备进行升级。原有的控制系统按工艺分为五大部分：脱箱机、洗瓶机、混比机，注入机和装箱机。本次改造只对其中一小部分进行设备升级。
此次改造主要对脱箱机、装箱机和洗瓶机控制设备进行升级。系统的控制采用了西门子早期的S5-115U 可编程控制器。
控制系统的改造分两个阶段：改造后，需新老系统并存一段时间，待新的控制系统投入后，显示正常并运行稳定后，再把原控制系统拆除。
本次改造新的控制设备采用西门子公司的S7-300，共有3台，分别用作
脱箱机、装箱机和洗瓶机。
此次改造的设备还有两个操作台，操作站改为系统通过PROFIBUS-DP 网与西门子的TP177 5.7 寸液晶操作面板相连，操作面板上的操作及显示完全代替原操作台的功能，并且加以改进和优化，提高自动化水平和可靠性。
RB生产线自投产以来，设备日趋老化，故障日益增多，主要的问题有：
1. 系统抗环境干扰能力差,对温度,湿度非常敏感,而现场工作环境又不能完全克服这些不利因素。
2. 系统本身的固有缺陷难以克服,近几年来,S5-115U 的位故障不断发生,而始终不能找到根本的原因.故障一旦发生根本无法准确地找到故障点,只能逐块更换模板直到故障排除.对RB控制系统来说,每套PLC 都有
3-4 个扩展框架,每个故障的排除都需要几个小时,这就意味着几个小时的停产.
3. L1 网是西门子公司开发的低速网,扩展性差,数据传输速率低.
4. 现有的S5系统维护困难,致命的问题是系统已趋淘汰,备件已无法供应,出现问题很难解决.
鉴于以上原因,我们建议对系统改造同样采用西门子高性能的S7-300
产品来替代原有的S5-115U,并将这两个系统上连入西门子的开放性好、扩
展性强、速度快的PROFIBUS 网络上。原有ProfiBus 网因当时站点少、通
讯距离短，从经济上考虑采用电缆作为通讯媒介，本次改造后，通讯距离
大大加长，考虑到将来整个系统都将逐步改造升级连入ProfiBus 网络，
通讯速度、网络的抗干扰能力及网络通讯的可靠性也必须改善，这次
改造将原有的ProfiBus 电网络改为光网，以提高网络的通讯速度和可靠
性。

改造设计方案说明如下：

1. 此次S5 升级S7 系统,从结构上,柜内接线上基本不变,在模板的选型上也基本与原设计保持一直,这样可以给年修提供更多的调试时间,
从而,可以保障年修的顺利完成.
2. 此次改造将原西门子低速网L1 网改造为西门子开发的开放性好的
PROFIBUS 网,该网是基于欧洲标准EN 50 170,它可以和只要符合该
协议的设备进行通讯,由于该网为现场总线网,它保证了现场设备
的快速性, 并提高了系统的抗干扰性.
3. 修改2个操作箱站，可以就地进行洗瓶操作，用TP177 实现。
4. 方案的可靠性。由于在2008 年的年修时，我们已对混比机控制系统进行过升级改造，关于这次改造我们是完全有把握。

软件设计及编制

1.原S5 程序改编
RB生产线控制系统原来控制程序使用的是S5 中的STEP5，现改为S7 可编
程控制器，故控制应用程序必须改编成STEP7 结构，以便传到S7-300 的
CPU 中，从而完成对全系统的逻辑控制及连锁。
2．网络开通
S7-300 通过CP343-1将系统加入到PROFIBUS，软件工作中必须
将CP343-1 激活，将其挂到网上，编制网络开通、新建站点等软件。