6ES7214-1BD23-0XB8型號(hào)介紹

三菱PLC及網(wǎng)絡(luò)成功應(yīng)用于汽車(chē)總裝線系統(tǒng)中，該系統(tǒng)可保持穩(wěn)定的自動(dòng)化生產(chǎn)，并能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量。

汽車(chē)總裝線由車(chē)身儲(chǔ)存工段、底盤(pán)裝配工段、車(chē)門(mén)分裝輸送工段、最終裝配工段、動(dòng)力總成分裝、合裝工段、前梁分裝工段、后橋分裝工段、儀表板總裝工段、發(fā)動(dòng)機(jī)總裝工段等構(gòu)成。

整個(gè)系統(tǒng)以三菱PLC及現(xiàn)場(chǎng)總線CC-bbbb為核心控制設(shè)備，采用接近或光電開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)執(zhí)行結(jié)構(gòu)的位置，調(diào)速部分采用三菱FR-E500系列變頻器進(jìn)行控制，現(xiàn)場(chǎng)的各種控制信號(hào)及執(zhí)行元件均通過(guò)CC-bbbb由PLC進(jìn)行控制。

CC-bbbb模塊所構(gòu)成的CC-bbbb網(wǎng)絡(luò)是一種開(kāi)放式的現(xiàn)場(chǎng)總線。它能同時(shí)處理控制和信息數(shù)據(jù)。通過(guò)簡(jiǎn)單的總線將工業(yè)設(shè)備連接成為設(shè)備層的網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)還可以方便地連接到其他網(wǎng)絡(luò)。

總裝線的所有工段都分為自動(dòng)操作和手動(dòng)操作兩種形式。自動(dòng)時(shí)，全線由PLC程序控制；手動(dòng)時(shí)，操作人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作。整條線在必要的工位應(yīng)有急停及報(bào)警裝置。

本總裝線電控系統(tǒng)總體上采用“集中監(jiān)管，分散控制"的模式，整個(gè)系統(tǒng)分三層，即信息層、控制層和設(shè)備層。

信息層由安裝在中央控制室的操作員站和工程師站構(gòu)成，操作站的主要作用是向現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備及執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制指令，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀況和故障信息等進(jìn)行收集監(jiān)控；工程師站的主要作用是制定生產(chǎn)計(jì)劃、管理生產(chǎn)信息。它們的連接采用通用的Ethernet，并通過(guò)安裝在MELSECNET/10網(wǎng)主站PLC上的Ethernet模塊實(shí)現(xiàn)與設(shè)備控制層各PLC間的數(shù)據(jù)交換。在必要的時(shí)候，可以通過(guò)工程師站與管理層的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，使得管理者可以在辦公室對(duì)所需要的信息進(jìn)行查閱。

控制層采用三菱的MELSECNET/10網(wǎng)，將總裝線各工段上（除前橋和后橋分裝工段外）的8套Q2AS PLC相連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。它具有傳輸速度高（10Mbps）、編程簡(jiǎn)單（無(wú)需專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)指令）、可靠性高、維護(hù)方便、信息容量大等特點(diǎn)。車(chē)身儲(chǔ)存工段采用一臺(tái)三菱 A975GOT人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)該工段現(xiàn)場(chǎng)信息的高速響應(yīng)。

設(shè)備層采用四套CC-bbbb，分別掛在車(chē)身儲(chǔ)存工段、底盤(pán)裝配工段、車(chē)門(mén)分裝儲(chǔ)存工段和內(nèi)飾工段的PLC上。CC-bbbb現(xiàn)場(chǎng)總線具有傳輸速度高（最高10Mbps）、傳輸距離長(zhǎng)（1200m）、設(shè)定簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)方便、成本低等特點(diǎn)。它通過(guò)雙絞線將現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、泵、閥、ID讀寫(xiě)器、變頻器及遠(yuǎn)程I/O等設(shè)備連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了分散控制集中管理。這樣變頻器的參數(shù)、報(bào)警信息等數(shù)據(jù)不但可以方便地由PLC進(jìn)行讀寫(xiě)，而且可由上位機(jī)和GOT通過(guò)PLC方便地進(jìn)行監(jiān)控和參數(shù)調(diào)整。使用ID讀寫(xiě)器容易進(jìn)行車(chē)體跟蹤，減少了信息交流量，使生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高度柔性化，并且有效地提高了自動(dòng)化程度，節(jié)省人力資源。

系統(tǒng)試運(yùn)行效果良好，本系統(tǒng)內(nèi)的任何設(shè)備發(fā)生故障，都不會(huì)影響其他操作、過(guò)程、設(shè)備的運(yùn)行。即使此系統(tǒng)中的任何一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障，甚至掉線，僅僅故障發(fā)生處的設(shè)備不能進(jìn)行自動(dòng)操作，其他所有設(shè)備都將連續(xù)工作。當(dāng)故障排除后，設(shè)備能夠自動(dòng)動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行而不需將整條生產(chǎn)線重新上電。

同時(shí)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)收集并監(jiān)控，并根據(jù)這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)可進(jìn)行必要的修補(bǔ)操作。這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)（包括產(chǎn)品的質(zhì)量信息）被保存在上位機(jī)中，并由上位機(jī)進(jìn)行管理。

一、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
　　根據(jù)洗煤廠工藝控制流程和實(shí)際要求，將系統(tǒng)分為三級(jí)控制具體技術(shù)思路如下：
　　1、 控制運(yùn)算級(jí)
　　第一級(jí)以日本三菱公司的新型Q系列PLC為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗煤廠設(shè)備的順序啟車(chē)、順序停車(chē)、故障邏輯停車(chē)以及特殊要求的單臺(tái)設(shè)備控制，對(duì)模擬量信號(hào)合格介質(zhì)懸浮液密度、合格介質(zhì)懸浮液磁性物含量、重介旋流器入口壓力、合介桶液位的PID調(diào)節(jié)。
　　2、 集中監(jiān)控管理級(jí)
　　第二級(jí)由兩臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)作為系統(tǒng)人－機(jī)交互窗口，組態(tài)軟件采用“組態(tài)王"工控軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、圖形監(jiān)視、動(dòng)態(tài)顯示、記錄分析、參數(shù)報(bào)警、日?qǐng)?bào)表打印以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備邏輯啟停等功能，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)可以監(jiān)控不同的畫(huà)面，并具有相同的操作功能。計(jì)算機(jī)操作站放置在中央集控室，可以隨時(shí)了解電機(jī)、水泵、儀器設(shè)備的運(yùn)行狀況，便于生產(chǎn)調(diào)度指揮。該系統(tǒng)還配有生產(chǎn)調(diào)度模擬盤(pán)，顯示全廠生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行、停止?fàn)顟B(tài)。
　　3、 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)工作站
　　現(xiàn)場(chǎng)有70個(gè)工作站，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)、水泵等進(jìn)行啟停及啟停顯示、報(bào)警?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)工作站有三種工作狀態(tài)：（1）自動(dòng)狀態(tài)時(shí)工作站所控制的設(shè)備由集控室控制；（2）手動(dòng)狀態(tài)時(shí)信號(hào)工作站所控制的設(shè)備不受中央集控室控制由信號(hào)工作站控制；（3）零位狀態(tài)時(shí)信號(hào)工作站所控制的設(shè)備不受中央集控室和工作站控制，用于設(shè)備檢修?，F(xiàn)場(chǎng)工作站設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能向集控室發(fā)出故障信號(hào)。在70個(gè)信號(hào)工作站中有16個(gè)信號(hào)工作站要有準(zhǔn)備好信號(hào)輸入，以便在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)通知中央集控室此工作站已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，中央集控室根據(jù)16個(gè)工作站全部準(zhǔn)備就緒的信號(hào)發(fā)出啟車(chē)信號(hào)后啟動(dòng)生產(chǎn)線。
　　二、系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　
　　1、 控制系統(tǒng)軟硬件配置　　
　　系統(tǒng)控制級(jí)PLC（下位機(jī)）以三菱公司的Q系列PLC為系統(tǒng)控制核心；采用GX DEVELOPER Ver 8.0編程軟件完成PLC系統(tǒng)組態(tài)編程（程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地址定義、梯形圖編寫(xiě)）程序調(diào)試。
　　監(jiān)控站（上位機(jī)）采用基于bbbbbbs 2000操作系統(tǒng)，選用“組態(tài)王"組態(tài)軟件完成監(jiān)控畫(huà)面組態(tài)、變量定義、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)畫(huà)面組態(tài)、實(shí)時(shí)\歷史曲線畫(huà)面組態(tài)、報(bào)表組態(tài)。
　　現(xiàn)場(chǎng)液位傳感器采用超聲波液位計(jì)，能精確的采集現(xiàn)場(chǎng)液位信號(hào)，再通過(guò)富士變頻器對(duì)水泵進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的PID調(diào)節(jié)。
　　整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)際I/O點(diǎn)總計(jì)如下：
　　數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù):DI 90點(diǎn) DO 58點(diǎn)
　　模擬量I/O通道:AI 8點(diǎn) AO 8點(diǎn)
　　2、系統(tǒng)組網(wǎng)和PLC編程
　　兩個(gè)監(jiān)控站（上位機(jī)）之間采用以太網(wǎng)通訊，“組態(tài)王"組態(tài)時(shí)只需將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)定為“Web"通訊。其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)預(yù)裝有GX DEVELOPER Ver 8.0軟件，完成PLC程序設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、調(diào)試工作以及和上位機(jī)的通訊。如果需要可以隨時(shí)對(duì)程序運(yùn)行監(jiān)控和編輯。
　　3、 PLC程序結(jié)構(gòu)
　　PLC程序編程可分為五部分:第一部分是設(shè)備的邏輯順序啟車(chē)；第二部分是設(shè)備的邏輯停車(chē)；第三部分是設(shè)備故障邏輯停車(chē)；第四部分是設(shè)備非連鎖狀態(tài)的單機(jī)運(yùn)行；第四部分是模擬量的PID調(diào)節(jié)(PID調(diào)節(jié)編程可以參考PID Control Instructions)。
　　三、 系統(tǒng)主要功能
　　1、 監(jiān)控功能
　　洗煤廠重介洗選生產(chǎn)線全部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可以通過(guò)兩臺(tái)上位機(jī)操作站監(jiān)控并動(dòng)態(tài)模擬顯示。通過(guò)上位機(jī)發(fā)出啟車(chē)信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)洗煤生產(chǎn)線的設(shè)備，對(duì)生產(chǎn)線的設(shè)備故障進(jìn)行自動(dòng)診斷，根據(jù)故障點(diǎn)位置按邏輯程序自動(dòng)停車(chē)。中央集控室上位機(jī)可以單機(jī)啟車(chē)。
　　2、調(diào)節(jié)控制功能
　　洗煤廠各設(shè)備間的耦合程度高，單臺(tái)設(shè)備故障會(huì)直接影響整條生產(chǎn)線生產(chǎn)，因此在PLC編程中對(duì)合格介質(zhì)懸浮液密度、合格介質(zhì)懸浮液磁性物含量、重介旋流器入口壓力、合介桶液位等工藝參數(shù)PID調(diào)節(jié)作了優(yōu)化編程，使其能在上位機(jī)輕松實(shí)現(xiàn)手/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換，從而不會(huì)影響生產(chǎn)線生產(chǎn)。
　　3、報(bào)警功能
　　系統(tǒng)具有故障報(bào)警（水泵、電機(jī)等啟停故障）和密度、液位、壓力等工藝參數(shù)超限報(bào)警。
　　4、系統(tǒng)聯(lián)鎖功能
　　系統(tǒng)可以現(xiàn)場(chǎng)操作、計(jì)算機(jī)聯(lián)動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行，并相互聯(lián)鎖。
　　5、通訊狀態(tài)顯示功能
　　系統(tǒng)可以顯示PLC與兩臺(tái)上位機(jī)之間的通訊狀態(tài)。
　　6、報(bào)表記錄功能
　　系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的記錄每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行情況（啟動(dòng)時(shí)間、停止時(shí)間、值班操作員）可以根據(jù)需要打印該報(bào)表。
　　7、曲線功能
　　系統(tǒng)可以對(duì)密度、液位、壓力等工藝參數(shù)，以實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線的形式直觀的顯示在上位機(jī)畫(huà)面上。
　　8、權(quán)限功能
　　為防止誤操作和非專(zhuān)業(yè)人員隨意改動(dòng)參數(shù)，該系統(tǒng)分為三級(jí)權(quán)限分別為操作員（只能對(duì)一部分畫(huà)面進(jìn)行操作）、管理員（增加減少用戶(hù)名修改密碼）、工程師（最高權(quán)限）