化工儀器網(wǎng)
詳細(xì)介紹
S7-200 SMART是西門子針對(duì)中國(guó)的OEM市場(chǎng)研發(fā)的新一代PLC。作為S7-200CN的升級(jí)產(chǎn)品，一方面繼承了S7-200CN豐富的功能，另一方面融入了新的亮點(diǎn)，將全面覆蓋并超越S7-200CN。從產(chǎn)品上市至今，S7-200 SMART在包裝、紡織、機(jī)床、食品、橡塑等眾多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，在提升設(shè)備性能和降低設(shè)備成本上發(fā)揮著重要作用。
機(jī)型豐富，更多選擇
提供不同類型、I/O點(diǎn)數(shù)豐富的CPU模塊，單體I/O點(diǎn)數(shù)高可達(dá)60點(diǎn)，可滿足大部分小型自動(dòng)化設(shè)備的控制需求。另外，CPU模塊配備標(biāo)準(zhǔn)型和經(jīng)濟(jì)型供用戶選擇，對(duì)于不同的應(yīng)用需求，產(chǎn)品配置更加靈活，大限度的控制成本。
選件擴(kuò)展，精確定制
新穎的信號(hào)板設(shè)計(jì)可擴(kuò)展通信端口、數(shù)字量通道、模擬量通道。在不額外占用電控柜空間的前提下，信號(hào)板擴(kuò)展能更加貼合用戶的實(shí)際配置，提升產(chǎn)品的利用率，同時(shí)降低用戶的擴(kuò)展成本。
高速芯片，性能
配備西門子高速處理器芯片，基本指令執(zhí)行時(shí)間可達(dá)0.15 μ s，在同級(jí)別小型PLC中遙遙優(yōu)秀。一顆強(qiáng)有力的“芯”，能讓您在應(yīng)對(duì)繁瑣的程序邏輯，復(fù)雜的工藝要求時(shí)表現(xiàn)的從容不迫。
以太互聯(lián)，經(jīng)濟(jì)便捷
CPU模塊本體標(biāo)配以太網(wǎng)接口，集成了強(qiáng)大的以太網(wǎng)通信功能。一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC中，方便快捷，省去了編輯電纜。通過以太網(wǎng)接口還可與其它CPU模塊、觸摸屏、計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，輕松組網(wǎng)。
三軸脈沖，運(yùn)動(dòng)自如
CPU模塊本體多集成3路高速脈沖輸出，頻率高達(dá)100kHz,支持PWM/PTO輸出方式以及多種運(yùn)動(dòng)模式，可自由設(shè)置運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。配以方便易用的向?qū)гO(shè)置功能，快速實(shí)現(xiàn)設(shè)備調(diào)整、定位等功能。
通用SD卡，快速更新
本機(jī)集成Micro SD卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可實(shí)現(xiàn)程序的更新和PLC固件升級(jí)，極大地方便了客戶工程師對(duì)終用戶的服務(wù)支持，也省去了因PLC固件升級(jí)返廠服務(wù)的不便。
軟件友好，編程高效
在繼承西門子編程軟件強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上，融入了更多的人性化設(shè)計(jì)，如新穎的帶狀式菜單、全移動(dòng)式界面窗口、方便的程序注釋功能、強(qiáng)大的密碼保護(hù)等。在體驗(yàn)強(qiáng)大功能的同時(shí)，大幅提高開發(fā)效率，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。
*整合，無縫集成
SIMATIC S7-200 SMART 可編程控制器，SIMATIC SMART LINE觸摸屏，SINAMICS V20變頻器和SINAMICS V90伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)*整合，為OEM客戶帶來高性價(jià)比的小型自動(dòng)化解決方案，滿足客戶對(duì)于人機(jī)交互、控制、驅(qū)動(dòng)等功能的*需求。
S7-200 SMART 在化成生產(chǎn)線上的應(yīng)用
設(shè)計(jì)了基于 S7-200 SMART 的化成生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)架構(gòu)、硬件選型及軟件設(shè)計(jì)方案。在通信方面， S7-200 SMART 通過自由口通訊的方式采集一條生產(chǎn)線上的所有儀表的數(shù)據(jù)，然后再通過工業(yè)以太網(wǎng)的方式把所有生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、高效，很好地滿足了客戶需求?；缮a(chǎn)線是將陽極電蝕鋁箔置于化成液中，利用電氣化學(xué)原理，使陽極電蝕鋁箔表面生產(chǎn)氧化膜，此過程稱為化成。
化成工藝流程為：電極箔→水合處理→初段化成→中段化成→安定化處理→終段化成一→安定化處理→終段化成二→安定化處理→卷取上位機(jī)是化成生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)的控制中樞，其控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 1 所示。它是由數(shù)據(jù)采集從站和數(shù)據(jù)主站構(gòu)成的。 (1)數(shù)據(jù)采集從站本系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)車間 22 條生產(chǎn)線、高壓、低壓及外圍設(shè)施采用數(shù)據(jù)采集從站對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集。從站包括軟件和硬件兩部分，硬件部分主要采用 SMART 200 PLC 加各種 I/O、A/D 模塊組成，并配有雷擊和浪涌電壓防護(hù)模塊。系統(tǒng)能監(jiān)視、記錄鋁箔生產(chǎn)線重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)負(fù)責(zé)目前生產(chǎn)線需要采集的多 45 個(gè)數(shù)字表頭的數(shù)據(jù)。每個(gè)采集從站可擴(kuò)展一個(gè) 485 接口，可以和其它設(shè)備進(jìn)行 MODBUS 通訊。模塊采集數(shù)據(jù)可通過 PLC 的以太網(wǎng)接口將所有的系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過工業(yè)以太網(wǎng)傳送至上位機(jī)。
數(shù)據(jù)采集主站 1.上位機(jī)采用臺(tái)式電腦作為監(jiān)控主機(jī)，可儲(chǔ)存數(shù)年的歷史數(shù)據(jù)。 2.對(duì)于各種持續(xù)的數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線的方式直觀顯示，作為衡量生產(chǎn)線性能的依據(jù)。 3.所有故障報(bào)警及預(yù)置目標(biāo)值（SV 值）修改均有記錄。 4.通過終端程序和雙網(wǎng)卡將工廠的局域網(wǎng)和工廠監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)分開，保證現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的安全與高效?？蛻艨赏ㄟ^外網(wǎng)隨時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
S7-200 SMART 在碼垛線上的應(yīng)用
國(guó)內(nèi)的包裝生產(chǎn)線在發(fā)展初期一般只能完成物料包裝，后續(xù)的搬運(yùn)工作則由搬運(yùn)工人來完成。隨著產(chǎn)量的日益擴(kuò)大，傳統(tǒng)的人工搬運(yùn)方式顯然無法滿足需求，碼垛機(jī)械的出現(xiàn)為這一問題提供了有效的解決方案。碼垛機(jī)可以集成在生產(chǎn)線中，使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)變得智能化，可以實(shí)現(xiàn)飲料、食品、日化等行業(yè)各種作業(yè)的碼垛物流，為企業(yè)改善工作條件，減輕個(gè)人體力勞動(dòng)，減員增效起到了關(guān)鍵作用。
目前主流的控制系統(tǒng)采用 PLC+ 機(jī)械手的方式，對(duì)整條生產(chǎn)線的末端產(chǎn)品進(jìn)行整理、堆疊、整垛輸出等。目前市場(chǎng)上主流的碼垛線為單線輸送系統(tǒng)，碼垛能力在 30~40 箱 / 分，具體的碼垛能力視貨物而異。本項(xiàng)目中設(shè)計(jì)的碼垛線為雙線輸送，碼垛能力能達(dá)到 60 箱 / 分，主要應(yīng)用在食品行業(yè)。
該碼垛線通過 PLC 控制將兩條生產(chǎn)線上輸送過的產(chǎn)品分別輸送到對(duì)應(yīng)的堆疊區(qū)，且通過觸摸屏可設(shè)定不同的層數(shù)采用不同的堆疊方式，如第 1 層按方式 1 堆疊，第 2 層按方式 2 堆疊，碼垛方式靈活。 2 工藝要求碼垛線分為 A、B 兩線，每條線均由以下部分組成：入口輸送帶 1、入口輸送帶 2、入口輸送帶 3、分離電機(jī)、轉(zhuǎn)向電磁閥、轉(zhuǎn)向滾筒、堆疊輸送帶，出口輸送帶等；A、 B 兩線共用棧板供應(yīng)系統(tǒng)和左右棧板輸送帶等設(shè)備。碼垛線裝備實(shí)物圖片如圖 1 所示。貨物由入口輸送帶1進(jìn)入，經(jīng)過三個(gè)入口緩存輸送帶，輸送到分離電機(jī)處；分離電機(jī)分離后根據(jù)需要確認(rèn)是否轉(zhuǎn)向 ( 如需轉(zhuǎn)向則轉(zhuǎn)向氣缸動(dòng)作 ) 并計(jì)數(shù)，PLC 進(jìn)行判斷產(chǎn)品是否已完成一列。達(dá)到一列后控制推桿動(dòng)作，將貨物整平。此時(shí)，PLC 發(fā)出 DO 信號(hào)給 ABB 機(jī)械手 (ABB 機(jī)械手與 PLC 通過硬接線連接 )，機(jī)械手動(dòng)作抓取已完成碼垛的一列產(chǎn)品；當(dāng)完成一垛后，堆疊電機(jī)動(dòng)作，將已完成堆垛的貨物整垛輸出；然后棧板供應(yīng)啟動(dòng)，為缺少棧板的堆疊區(qū)提供棧板，依次循環(huán)實(shí)現(xiàn)持續(xù)碼垛。
鑒于該碼垛機(jī) I/O 點(diǎn)數(shù)較多 (DI 為 75，DO 為 40)，以及電控柜空間限制的需求，在系統(tǒng)選型時(shí)采用西門子 S7-200 SMART PLC 作為主控制器，因?yàn)?S7-200 SMART 具備 60I/O 的大點(diǎn)數(shù) CPU 以及高密度擴(kuò)展模塊，并且模塊體積緊湊，能夠有效滿足以上需求。碼垛線上的轉(zhuǎn)向氣缸、滾筒等動(dòng)作頻繁，高達(dá) 20~30 次 / 分，故采用晶體管輸出類型，外接中間繼電器驅(qū)動(dòng)大負(fù)載。在HMI選型上，單線系統(tǒng)選用7寸屏即能滿足要求，但對(duì)于雙線控制系統(tǒng)，需要顯示的信息更多，終選用 10 寸屏。同時(shí)，屏上集成的以太網(wǎng)接口與 S7-200 SMART 無縫連接，編程調(diào)試、設(shè)備通訊都很方便。
西門子小型可編程控制器 S7- 200 SMART 集成以太網(wǎng)接口，使用低成本的普通線纜與編程設(shè)備通訊?？刹鹦兜亩俗?、緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大節(jié)省了控制柜占用空間等特點(diǎn)。 Micro/WIN SMART 軟件的子程序的調(diào)用功能，相比較其他小型 PLC 編程軟件更易于方便查找、瀏覽程序。子程序可以做成功能塊，在對(duì)多臺(tái)相同設(shè)備控制時(shí)只需反復(fù)調(diào)用即可，程序結(jié)構(gòu)更加清晰。同其他 HMI 解決方案相比，西門子 SMART LINE 觸摸屏編程調(diào)試更加便捷，集成的以太網(wǎng)接口可與 S7-200 SMART 等控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)快速的實(shí)時(shí)通訊，同時(shí)具備 65000 色真彩顯示，讓操作員具有更好的視覺體驗(yàn)，高分辨率使畫面更清晰，畫質(zhì)更細(xì)膩。其新穎設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)觸摸屏相比具有更大的可視面積，單個(gè)畫面中可顯示更多的信息。通過實(shí)際的測(cè)試運(yùn)行，采用 S7- 200 SMART PLC 和 SMART LINE 觸摸屏的雙線碼垛生產(chǎn)線控制系統(tǒng)性能可靠，相比之前的單線控制系統(tǒng)，產(chǎn)能提升了 50% 以上。
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