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1、概述
随着计算机自动化控制技术的飞速发展,摆在人们面前的选择也越来越广泛,我们遵循简捷性、安全性、可靠性、实用性的原则,力争设计出最适用的、最优秀的适合本工程的电气控制系统,减少工程的投资,降低维护开支,提高工程质量,使工厂以最高的效率运行。
在本工程的电气自控系统中,根据该工艺特点,我们采用电气控制和PLC控制相结合的结构,为整个工艺流程提出了详细而具体的控制方式,对工艺设备和过程进行控制、监视和数据采集、数据管理的设备。
在本工程中,PLC采用美国AB公司的CONTROLOGIX,接触器/热继电器采用上海ABB公司产品,空气断路器采用上海ABB公司产品,指示灯按钮采用法国TE公司产品,接线端子采用南京凤凰公司产品,控制柜采用框架式无焊接柜
三鼓成型机控制系统总体设计
(一).总体概述
整个成型机的控制系统,采用了国际享有盛誉的ROCKWELL公司AB控制技术,本控制系统具有运行稳定可靠,信息资源共享,开放式等特点.本控制系统从方案确定,产品选型,到设计开发,都采用了当前最先进的设计思维和设计方法,融合了管控一体化的理念和技术,对系统网络的设计,达到了国际先进水平.
控制系统网络分为3层:信息层、控制层和设备层(传感/执行层) ,信息层采用以太网技术,在控制层和设备层采用了现在运行可靠的现场总线DEVICENET技术.采用
基于TCP/IP和Client/Server架构的分布式监控技术,未实现远程监控做了技术准备.
控制系统结构向网络化、开放性方向发展是控制系统技术发展的主要潮流。在整个成型机的上位机开发系统采用了现在最流行的以太网技术,并采用现在管控一体化的核心系统,制造执行系统(Manufacturing
Execution System, MES)。MES将业务信息的处理与工业过程自动化连接起来,是迈向综合全面自动化的关键。为将来企业的信息管理最好了准备.
(二).控制系统详述
轮胎成型机控制系统由主电气柜和安装于机器设备上的现场工作站、分开关盒、控制盘和操作盘组成。
主电气柜包括PLC、电源模块、接触器、交流伺服装置和其它电子设备。开关柜和成型机设备之间的接线通过网络线连接。
因为TR3三鼓成型机体积较大,I/O点数多,(数字量I/O数为416/312,模拟量输入3个通道,模拟量输出3个通道)
,所以为了安装和日后维护方便,我们采用分立式PLC控制共用了23个Devicenet的节点。
其中包括5个远程分散式I/O工作站,10个PF40变频器,1个panelview触摸屏,7个Festo阀岛适配器。阀岛适配器下用CANBUS总线共连接了14个阀岛
另外,共用了21个交流伺服电机,26个普通交流电机。
主控柜里PLC主板上有一块1756-ENBT以太网卡,BST纠编系统和上位计算机都通过一个网络分支器连到Ethernet上面。
如系统图所示,整个系统主要分为如下几部分:
(1) PLC部分
(2) 上位机部份
(3) BST纠偏系统
(4) 变频器部分
(5) FLEX 远程I/O工作站
(6) PANELVIEW远程工作站
(7) FESTO 阀岛
(8) 交流伺服系统
下面我们将对以上各部件的作用做简要介绍:
(1)PLC部分
成型机的所有部分都由ROCKWELL公司的AB CONTRLLOGIX5000型PLC控制,具有DEVICENET现场总线,连接位于机器设备上的各现场工作站。采用现场工作站可有效地减少电缆数量和敷设工作量,可降低成本和缩短安装周期,也有利于以后的维护。
PLC的功能包括成型机的全部控制,故障诊断(包括错误的鉴定分析)和与操作面板的通讯。在操作面板上即可完成配方管理和储存。
(2)上位机部分
成型及带束层鼓的操作面板是一台带有触摸屏的平板式电脑,它运行当今流行的WINDOWS98/2000/NT/XP操作系统,成型机的控制软件具有轮胎参数的修改、工作过程中的状态监视及故障诊断等功能;还具有数据库功能,存储轮胎参数配方、工作状态数据、故障数据等;另外,也具有网络功能,可与工厂的信息网连接,为全厂的信息化打下基础。
上位机具体功能设计如下:
1.成型机上位机控制系统具有通讯、编辑、打印、工艺参数修改、故障监控、故障自诊断、故障显示等功能
2. 成型机具有班产量统计、计数功能..
(3).BST纠偏系统
TR3三鼓成型机共具有6套德国BST公司的纠偏系统,其中包括两个CCD纠偏系统和4个IR纠偏系统,它们主要用作主供料架和带束层供料架上各种胶片的在传送过程中的纠偏和在鼓贴合时的对中.
(4)变频器部分
TR3三鼓成型机共选用了10台AB公司的PF40
变频器,分别控制17台交流电机,它们分别作为节点连接在DEVICENET现场总现上.
(5) FLEX 远程I/O工作站
因为TR3三鼓励成型机体积较大,I/O点数多,(数字量I/O数为416/312,模拟量输入3个通道,模拟量输出3个通道),见附图3,所以为了安装和日后维护方便,我们采用分立式PLC控制共设了6个连接在本世纪内Devicenet上的远程I/O站,分别为:
1. 主供料架工作站
2. 带束层供料架工作站
3. 胎体贴合鼓工作站
4. 成型鼓及带束层鼓工作站
5. 胎体传递环及卸胎工作站
6. 外部编码器工作站
详见系统图2.
(6) PANELVIEW远程工作站
贴合鼓的操作面板是ROCKWELL公司的专用触摸屏PANELVIEW,其也作为一个节点连接在DEVICENET总线上.可进行工作状态监视和故障报警及修改参数等功能。
(7) FESTO 阀岛
因为TR3三鼓励成型机体积较大,I/O点数多,(数字量I/O数为416/312,模拟量输入3个通道,模拟量输出3个通道),见附图3,所以为了安装和日后维护方便,我们采用了可安装于现场的FESTO阀岛,它们通过通讯适配器连接在DEVICENET总线上.
(8)交流伺服系统
所有的交流伺服装置和步进控制装置也全部采用ROCKWELL公司的产品Kintix6000和Ultra3000伺服驱动器,并通过SERCOS光纤环网与PLC连接,通过网络采用数字方式调节,可使调速、定位更加准确、可靠、迅捷。
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