西門子6ES72885CM010AA0

時間：2019-03-10

作者：上海湘控自動化設備有限公司

S7-200 SMART是西門子針對中國的OEM市場研發(fā)的新一代PLC。作為S7-200CN的升級產品，一方面繼承了S7-200CN豐富的功能，另一方面融入了新的亮點，將全面覆蓋并追趕S7-200CN。從產品上市至今，S7-200 SMART在包裝、紡織、機床、食品、橡塑等眾多行業(yè)得到廣泛應用，在提升設備性能和降低設備成本上發(fā)揮著重要作用。

機型豐富，更多選擇

提供不同類型、I/O點數(shù)豐富的CPU模塊，單體I/O點數(shù)高可達60點，可滿足大部分小型自動化設備的控制需求。另外，CPU模塊配備標準型和經濟型供用戶選擇，對于不同的應用需求，產品配置較加靈活，大限度的控制成本。

選件擴展，精確定制

新穎的信號板設計可擴展通信端口、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，信號板擴展能較加貼合用戶的實際配置，提升產品的利用率，同時降低用戶的擴展成本。

高速芯片，性能**

配備西門子**高速處理器芯片，基本指令執(zhí)行時間可達0.15 μ s，在同級別小型PLC中遙遙優(yōu)秀。一顆強有力的“芯”，能讓您在應對繁瑣的程序邏輯，復雜的工藝要求時表現(xiàn)的從容不迫。

以太互聯(lián)，經濟便捷

CPU模塊本體標配以太網(wǎng)接口，集成了強大的以太網(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、計算機進行通信，輕松組網(wǎng)。

三軸脈沖，運動自如

CPU模塊本體多集成3路高速脈沖輸出，頻率高達100kHz,支持PWM/PTO輸出方式以及多種運動模式，可自由設置運動包絡。配以方便易用的向導設置功能，快速實現(xiàn)設備調整、定位等功能。

通用SD卡，快速較新

本機集成Micro SD卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可實現(xiàn)程序的較新和PLC固件升級，較大地方便了客戶工程師對終用戶的服務支持，也省去了因PLC固件升級返廠服務的不便。

軟件友好，編程高效

在繼承西門子編程軟件強大功能的基礎上，融入了更多的人性化設計，如新穎的帶狀式菜單、全移動式界面窗口、方便的程序注釋功能、強大的密碼保護等。在體驗強大功能的同時，大幅提高開發(fā)效率，縮短產品上市時間。

**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伺服驅動系統(tǒng)**整合，為OEM客戶帶來高性價比的小型自動化解決方案，滿足客戶對于人機交互、控制、驅動等功能的*需求。

設計了基于 S7-200 SMART 的化成生產線監(jiān)控系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)架構、硬件選型及軟件設計方案。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)的方式把所有生產線的數(shù)據(jù)傳送到上位機，實現(xiàn)了現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控。經現(xiàn)場長時間運行，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、高效，很好地滿足了客戶需求。化成生產線是將陽極電蝕鋁箔置于化成液中，利用電氣化學原理，使陽極電蝕鋁箔表面生產氧化膜，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→卷取上位機是化成生產線監(jiān)控系統(tǒng)的控制**，其控制網(wǎng)絡拓撲結構如圖 1 所示。它是由數(shù)據(jù)采集從站和數(shù)據(jù)主站構成的。 (1)數(shù)據(jù)采集從站本系統(tǒng)對生產車間 22 條生產線、高壓、低壓及外圍設施采用數(shù)據(jù)采集從站對信號進行采集。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模塊。系統(tǒng)能監(jiān)視、記錄鋁箔生產線重要的生產數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)負責目前生產線需要采集的多 45 個數(shù)字表頭的數(shù)據(jù)。每個采集從站可擴展一個 485 接口，可以和其它設備進行 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。

數(shù)據(jù)采集主站 1.上位機采用臺式電腦作為監(jiān)控主機，可儲存數(shù)年的歷史數(shù)據(jù)。 2.對于各種持續(xù)的數(shù)據(jù)，可以實時曲線和歷史曲線的方式直觀顯示，作為衡量生產線性能的依據(jù)。 3.所有故障報警及預置目標值（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)絡分開，保證現(xiàn)場數(shù)據(jù)的安全與高效?？蛻艨赏ㄟ^外網(wǎng)隨時監(jiān)控現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

S7-200 SMART 在碼垛線上的應用

國內的包裝生產線在發(fā)展初期一般只能完成物料包裝，后續(xù)的搬運工作則由搬運工人來完成。隨著產量的日益擴大，傳統(tǒng)的人工搬運方式顯然無法滿足需求，碼垛機械的出現(xiàn)為這一問題提供了有效的解決方案。碼垛機可以集成在生產線中，使生產現(xiàn)場變得智能化，可以實現(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，減輕個人體力勞動，減員增效起到了關鍵作用。

目前主流的控制系統(tǒng)采用 PLC+ 機械手的方式，對整條生產線的末端產品進行整理、堆疊、整垛輸出等。目前市場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。本項目中設計的碼垛線為雙線輸送，碼垛能力能達到 60 箱 / 分，主要應用在食品行業(yè)。

該碼垛線通過 PLC 控制將兩條生產線上輸送過的產品分別輸送到對應的堆疊區(qū)，且通過觸摸屏可設定不同的層數(shù)采用不同的堆疊方式，如* 1 層按方式 1 堆疊，* 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、轉向電磁閥、轉向滾筒、堆疊輸送帶，出口輸送帶等；A、 B 兩線共用棧板供應系統(tǒng)和左右棧板輸送帶等設備。碼垛線裝備實物圖片如圖 1 所示。貨物由入口輸送帶1進入，經過三個入口緩存輸送帶，輸送到分離電機處；分離電機分離后根據(jù)需要確認是否轉向 ( 如需轉向則轉向氣缸動作 ) 并計數(shù)，PLC 進行判斷產品是否已完成一列。達到一列后控制推桿動作，將貨物整平。此時，PLC 發(fā)出 DO 信號給 ABB 機械手 (ABB 機械手與 PLC 通過硬接線連接 )，機械手動作抓取已完成碼垛的一列產品；當完成一垛后，堆疊電機動作，將已完成堆垛的貨物整垛輸出；然后棧板供應啟動，為缺少棧板的堆疊區(qū)提供棧板，依次循環(huán)實現(xiàn)持續(xù)碼垛。

鑒于該碼垛機 I/O 點數(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)選型時采用西門子 S7-200 SMART PLC 作為主控制器，因為 S7-200 SMART 具備 60I/O 的大點數(shù) CPU 以及高密度擴展模塊，并且模塊體積緊湊，能夠有效滿足以上需求。碼垛線上的轉向氣缸、滾筒等動作頻繁，高達 20~30 次 / 分，故采用晶體管輸出類型，外接中間繼電器驅動大負載。在HMI選型上，單線系統(tǒng)選用7寸屏即能滿足要求，但對于雙線控制系統(tǒng)，需要顯示的信息更多，終選用 10 寸屏。同時，屏上集成的以太網(wǎng)接口與 S7-200 SMART 無縫連接，編程調試、設備通訊都很方便。

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備通訊?？刹鹦兜亩俗?、緊湊的結構設計大大節(jié)省了控制柜占用空間等特點。 Micro/WIN SMART 軟件的子程序的調用功能，相比較其他小型 PLC 編程軟件較易于方便查找、瀏覽程序。子程序可以做成功能塊，在對多臺相同設備控制時只需反復調用即可，程序結構較加清晰。同其他 HMI 解決方案相比，西門子 SMART LINE 觸摸屏編程調試較加便捷，集成的以太網(wǎng)接口可與 S7-200 SMART 等控制設備實現(xiàn)快速的實時通訊，同時具備 65000 色真彩顯示，讓操作員具有較好的視覺體驗，高分辨率使畫面較清晰，畫質較細膩。其新穎設計和傳統(tǒng)觸摸屏相比具有較大的可視面積，單個畫面中可顯示更多的信息。通過實際的測試運行，采用 S7- 200 SMART PLC 和 SMART LINE 觸摸屏的雙線碼垛生產線控制系統(tǒng)性能可靠，相比之前的單線控制系統(tǒng)，產能提升了 50% 以上。

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詞條說明
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概述 SINAMICS V90 提供了四種基本控制模式： ? PTI 外部脈沖位置控制模式 ? IPos 內部設定值位置控制模式 ? S 速度控制模式 ? T 轉矩控制模式在 SINAMICS V90 的轉矩控制模式(T)下，電機將以設定的轉矩進行輸出。一般情況下，轉矩控制的電機需要配合速度控制的電機使用，以實現(xiàn)對生產線張力等的控制。在單獨使用轉矩控制時，如果電機輸出轉矩大于負載轉矩，那么