STEP-7-400在自動造型線上的應(yīng)用2

STEP-7-400在自動造型線上的應(yīng)用多觸頭靜壓自動造型線簡介***分廠**車間五線是在“十五”期間，引進的世界著名鑄造設(shè)備生產(chǎn)長家德國KW公司的靜壓造型機，輔機使用原國產(chǎn)設(shè)備，全線分布：四臺搬運車，捅箱機，分箱機，移落箱機，三臺翻轉(zhuǎn)機，合箱機，銑澆口機，扎氣孔機，上下造型機等設(shè)備，全線分布有：造型型箱線，上下型運輸線，澆注線，小車線，三條冷卻線，全線占地面積600平米，控制系統(tǒng)使用：S7—400型PC機，設(shè)有WINCC電腦人機界面監(jiān)控提示，使用STEP_7編程軟件。程序編制和WINCC制作由工程技術(shù)人員完成。KW多觸頭靜壓自動造型線的基本工藝流程型箱線推送型箱線推送澆注線推送落下箱移上箱落砂捅箱下芯澆注上箱推送下箱推送合箱上下型翻轉(zhuǎn)上下主機造型分箱冷卻線上型翻轉(zhuǎn)小車運送線自動線控制的基本概念控制程序采用步序器結(jié)構(gòu)，每個單機的每個動作構(gòu)成步，順序動作構(gòu)成一個步序器，也稱為步序鏈。步序器之間根據(jù)單機之間的順序首尾連接，形成一個大的步序鏈。每個步序器包含有：釋放條件，啟動條件，轉(zhuǎn)部條件。釋放條件：是指在手動或自動狀態(tài)下運行啟動條件：連鎖條件和鏈接信號作為步序的啟動條件，包含有這個步序的最后一步的完成標志，手動/自動轉(zhuǎn)換信號等必要的連鎖條件。轉(zhuǎn)部條件：是指該順序步動作的初始條件和上一個順序步動作的完成條件，它反映動作的變化邊界。步序故障診斷檢測轉(zhuǎn)不條件，每一個步序都設(shè)有時間過長監(jiān)視，超時后，將缺少的完成條件以故障信息顯示，同時只是設(shè)備停在哪個步序器的哪一步。PC機設(shè)置與硬件組態(tài)簡介在硬件組態(tài)中，可以明確地看到主站UR1，三個擴展單元，由一個接口IM461-0串接三個IM461_1接口。兩個伺服變頻器由PEOFIBUS連接DP主站系統(tǒng)。在硬件組態(tài)界面中可明確顯示模塊型號，數(shù)量，占用通道號，訂貨號輸入輸出地址分配硬件組態(tài)圖片控制系統(tǒng)使用：S7—400型PC機，主機使用CPU416_3DP，主站輸入模塊地址0~27，發(fā)送器接口模塊為IM460_0型，帶有通訊總線；第一擴展單元為主機輸出模塊地址0~19，接收器接口模塊為IM461_0型，帶有通訊總線；第二擴展單元為輔機輸入模塊，接收器接口模塊為IM461_0型，帶有通訊總線，輸入模塊地址40-99；第二擴展單元為輔機輸出模塊接收器接口模塊為IM461-0型，地址40-99，帶有通訊總線，變頻器由PROFIBUS總線連接PLC，監(jiān)控電腦通過MPI接口連接等。程序編制WINCC制作由工程技術(shù)人員完成。PLC實物擴展2擴展2輔機接收器輸入模塊地址40~99擴展3輔機接收器輸出模塊地址40~99擴展1輸出模塊地址0~19，接收器接口模塊為IM461_0型主輸入模塊地址0~27，發(fā)送器接口模塊為IM460_0型，STEP_7總線分布CPUCPU主站DP擴展1，主機輸出模塊地址0~19，接收器接口模塊為IM461_0擴展2，輔機輸入模塊地址40~99接收器接口模塊為IM461_0擴展3，輔機輸出模塊地址40~99接收器接口模塊為IM461_0OP170BRS485接口發(fā)送器接口模塊為IM460_0OP170B和計算機監(jiān)控通過MPI接口連接PLC，變頻器通過PROIFBUS-DP總線接口連接PLC。STEP_7主程序功能說明1，STEP_7程序組成首先，在程序源文件夾中，包含有塊文件和符號表，塊文件包含有主程序設(shè)有10個OB組織塊，包含有：主程序啟動，循環(huán)中斷CPU啟動，模塊故障處理等各項功能。9個FB功能塊，包含有：帶診斷步序程序，WINCC診斷，稱量過程控制，模入量處理等功能塊。45個DB數(shù)據(jù)塊，包含有：型板數(shù)據(jù)，主機壓力參數(shù)，砂稱量參數(shù)，故障信息參數(shù)，WINCC個接口參數(shù)等參數(shù)值。120各功能步序鏈，包括從啟動預(yù)警，運行停止，初始位置，和各個單機臺每一機械運行單步運行步序。符號表則包含輸入輸出地址命名，連鎖條件地址命名，各個功能塊，數(shù)據(jù)塊，組織塊和各功能的命名，以及時間繼電器名等等。2，WINCC操作畫面提示S7-400有著很強的通信功能，CPU模塊集成有MPI和PROIFBUS-DP總線接口，在自動化系統(tǒng)中，PLC與計算機和HMI人機接口站之間均可交換數(shù)據(jù)。首先是造型線主畫面提示，WINCC接口數(shù)據(jù)使用數(shù)據(jù)塊DB53，運行方式選擇，型板ID號，在標題欄中還可調(diào)出油泵運行畫面，工作參數(shù)輸入畫面，輔助設(shè)備添加/停用選擇畫面，數(shù)據(jù)輸入進入PLC裝載，語言選擇，故障信息顯示。輔助設(shè)備添加/停用選擇畫面主要設(shè)備是扎氣孔機和主機造型選擇，在日常生產(chǎn)中最常用的是故障信息顯示功能，故障診斷數(shù)據(jù)來自DB55和DB56，他可以直接提示機械動作是否執(zhí)行或到位，提示為占用或丟失，包括接近開關(guān)和連鎖條件，有利于操作工人和維修人員對故障的直接判斷和處理。ＷＩＮＣＣ主操作畫面油泵間運行操作畫面這個畫面不僅可以觀察到油泵運行狀態(tài)，還可以利用畫面中P1-P8按鈕直接控制油泵的啟動停止等等。3，F(xiàn)C步序鏈結(jié)構(gòu)首先，主程序設(shè)有DB5步序鏈狀態(tài)數(shù)據(jù)塊，在程序掃描過程中，進入一個步序程序功能塊，要先將這個步序塊上一次掃描執(zhí)行的結(jié)果從DB5中讀出，并存入當前執(zhí)行的數(shù)據(jù)中，執(zhí)行時按照步序順序與當前要執(zhí)行的步序號進行比較，如果相等，步序延時條件滿足，則進入步序塊，否則進入下一個步序程序功能塊。一般步序鏈包含步序條件，“1”條件輸入4個，：“0”條件輸入4個，步序輸出，“1”輸出3個，“0”輸出3個和所有狀態(tài)點EN：使能輸入，檢查是否在要執(zhí)行的程序步，ENO：使能輸出Prog_nr：本步序鏈程序號，Step_nr：下一個步序號，DB_SK：步序鏈數(shù)據(jù)塊，res_1，res_2：備用DB_DIAG：診斷數(shù)據(jù)塊Freigabe：釋放條件fr：釋放條件狀態(tài)Sh_hand：啟動條件sh：啟動條件狀態(tài)Warte_S5T：步序延時，步序器的每一個步序都帶有一個延時，用來控制下一個步序的執(zhí)行，并且根據(jù)每一個步序延時需要設(shè)定時間常數(shù)。Ueberw_Z：節(jié)拍超長監(jiān)視，根據(jù)每一個步序延時需要設(shè)定計數(shù)器常數(shù)，時鐘周期為1秒，如果常數(shù)為5，監(jiān)視節(jié)拍為5秒，5秒后沒有完成信號，則給出完成信號丟失或占用信息。Z_O：節(jié)拍監(jiān)視結(jié)果，步序延時超長到時，計數(shù)器全零輸出。FC步序器功能程序ENENOENENOProg_nrZ_OStep_nrfaultsDB_SKres_1DB_DIAGres_2FreigabefrSh_handsh1_bed1fehlt_11_bed2fehlt_21_bed3fehlt_31_bed4fehlt_40_bed1f_bel_10_bed2f_bel_20_bed3f_bel_30_bed4f_bel_4Warte_S5TUeberw_Z1_sollw11_sollw21_sollw30_soiiw10_soiiw20_soiiw3FB201輸出輸入條件檢測輸入條件“1”狀態(tài)輸入條件“0”狀態(tài)4，傳感器與PLC通信在五線的傳感器有壓力傳感器和荷重傳感器兩種，以荷重傳感器為例，上下主機各有四個荷重傳感器，根據(jù)不同鑄件來控制加沙量，操作者在主機WINCC加沙量輸入界面確定加沙量后參數(shù)給入模擬量輸入模塊，當執(zhí)行主機加沙時，傳感器經(jīng)AE301變送器將mV信號轉(zhuǎn)換成0-10V信號，送入S7模擬輸入模塊，，采用橋壓取樣回路，以獲得穩(wěn)定的橋壓，模擬量輸入模塊使用0-10V輸入PLC的模擬量輸入模塊中，在WINCC界面設(shè)定加沙參數(shù)的同時，要減掉沙斗重量。5，伺服變頻器與PLC在造型線上用于位置控制的兩臺伺服變頻器，是控制扎氣孔機X軸和Y軸伺服電機的，由PEOFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)連接主站系統(tǒng)，操作工人通過主機電腦WINCC界面輸入X軸和Y軸的具體數(shù)據(jù)，裝入FC242扎氣孔機數(shù)據(jù)裝載功能，并保存，當主程序執(zhí)行到FC31扎氣孔機步序時，M242.4輸出條件執(zhí)行FC299調(diào)用LBV功能由FC31LBVZ調(diào)出數(shù)據(jù)由變頻器執(zhí)行X軸和Y軸運行。參考點位置信號連接到PLC的輸入點，通過控制接口傳送到變頻器，由IPOS程序中處理參考行程，同時參考點位置信號在程序中反向，通過PLC的輸出點連接到變頻器的數(shù)字輸入端口DI05，由IPOS程序檢測DI05的狀態(tài)。IPOS程序系統(tǒng)能運行一個用戶程序，用于位置和順序控制，作為標準集成到每一個伺服變頻器。日常手動復(fù)位操作由操作者通過OP170B人機界面完成。6，模塊和總線故障提示通信總線故障不僅有CPU故障指示燈提示，一般還會在硬件組態(tài)理反應(yīng)，例如：硬件組態(tài)圖片中看到的UR1中央模塊和三個ER1擴展模塊組態(tài)以及總線連接和串型接口，以及主站和擴展中的每一路輸入輸出模塊，電源模塊，CPU模塊，等等，任何一部分生模發(fā)生故障，都會有相對應(yīng)的一路組態(tài)前端的綠色方塊將變成紅色的圈號給予故障報警提示，要求處理或更換。故障報警故障報警故障檢測程序功能與判斷STEP_7-400故障檢測功能檢測過程中，控制程序的故障診斷分為兩種：包括有DB241步序條件診斷數(shù)據(jù)塊，DB242通用條件診斷數(shù)據(jù)塊。FC152故障診斷接口數(shù)據(jù)，用于處理在DB241步序條件診斷數(shù)據(jù)塊和DB242通用條件診斷數(shù)據(jù)塊中的故障信息數(shù)據(jù)，送到DB55“1”條件故障檢測數(shù)據(jù)塊或DB56“0”條件故障檢測數(shù)據(jù)塊中，以便WINCC讀取后進行故障提示。通用條件診斷功能塊是檢查“1”條件輸入，和“0”條件輸入的，通用條件診斷是在特定條件下進行的，在這里主要檢查設(shè)備的初始位置，動作的機械連鎖條件。步序條件診斷功能塊含有程序號，步序號，故障序號，步序條件診斷就是提供運行中序號，在通用信息一欄中顯示。對于STEP_7故障檢測功能，在處理故障時要分類進行，對于同一個動作僅僅提示丟失時，一般反應(yīng)為機械動作沒有到位。但是，當同一個動作的原位開關(guān)和到位開關(guān)同時提示前位丟失后位占用時，一般反應(yīng)為機械動作沒有進行，也就是常說的沒有輸出或物質(zhì)性動作。在日常生產(chǎn)當中，操作工人和維修工人均可通過故障檢測功能提示提示，來分析和處理故障。故障信息數(shù)據(jù)處理流程程序號程序號步序號“1”條件輸入1“1”條件輸入2“1”條件輸入3“1”條件輸入4“0”條件輸入1“0”條件輸入2“0”條件輸入3“0”條件輸入4步序延時超長監(jiān)視步序條件診斷監(jiān)視到時“1”條件輸入1“1”條件輸入2“1”條件輸入3“1”條件輸入4“0”條件輸入1“0”條件輸入2“0”條件輸入3“0”條件輸入4故障登陸步序條件故障登陸數(shù)據(jù)塊DB241通用條件故障登陸數(shù)據(jù)塊DB242FC152故障診斷接口數(shù)據(jù)處理DB55“1”DB56“0”通用條件診斷DB53WINCC接口數(shù)據(jù)塊WINCC故障提示程序號步序號故障信息“0”“1”故障檢測顯示功能的有效利用1，開關(guān)檢測在自動線的S7—400程序中，各種開關(guān)，按鈕，接近開關(guān)都是以數(shù)字量形式輸入，以捅箱機沙箱檢測為例，在捅箱機提箱到位后，在沙箱邊框兩端加兩個接近開關(guān)，檢測有效范圍20MM，分別設(shè)置輸入量E81.4提箱前位，E80.2提箱后位，在捅箱機程序FC61功能第7段捅箱運行程序中插入在“1”輸入條件檢測通道，并且占用兩路。適時故障診斷是應(yīng)用S7具有結(jié)構(gòu)化編程的特點，進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。E81.4提箱前位“1”條件輸入3通道，E80.2提箱后位“1”條件輸入4通道，正常運行時，在步序條件診斷數(shù)據(jù)塊中步序延時完成時，有輸入信號，輸入條件“1”狀態(tài)正常，進入DB242通用條件診斷數(shù)據(jù)塊和DB241步序條件診斷數(shù)據(jù)塊為“1”狀態(tài)，屬于正常運行，無提示。無信號輸入時，無信號輸入時，WINCC顯示丟失無“1”信號輸出在步序延時完成后，仍然沒有信號輸入，“1”條件輸入通道上輸入“0”條件狀態(tài)，屬于故障狀態(tài)，DB242通用條件診斷數(shù)據(jù)塊和DB241步序條件診斷數(shù)據(jù)塊為“0”狀態(tài)，進入DB56“0”條件故障檢測，WINCC提示為丟失，同時M60.3捅頭下降連鎖條件輸出不執(zhí)行。輸出控制程序中M60.3AS下降"為開點，最終A60.3AS捅頭下降"將無輸出。當操作者在主機電腦的WINCC界面上，看到提示E81.4提箱前位或E80.2提箱后位丟失時，可立即檢查捅箱機上沙箱的位置是否正確，并及時處理避免發(fā)生事故。利用監(jiān)控開關(guān)可在直接監(jiān)控輸出狀態(tài)，同時有利于維修人員在程序中直接查找故障點。輸出條件的調(diào)用過程右鍵點擊"M60.3AS下降"，按顯示對話框逐步操作。應(yīng)用位置對話框利用應(yīng)用位置對話框，可以直接提示和查找與開關(guān)點相關(guān)的所有程序段。輸出控制監(jiān)控未接通未接通無輸出在輸出控制功能中，在監(jiān)控狀態(tài)下，各個開關(guān)點及其連線的正常接通狀態(tài)為綠色，故障狀態(tài)為黑色。此項功能對查找故障點，有著極大的幫助。也可以在地址信息選項中監(jiān)控到輸入輸出的狀態(tài)正常正常無輸出信號無輸入2，連鎖條件檢測STEP_7故障檢測功能中，作為連鎖條件檢測，形式與接近開關(guān)相似，但也有不同之處，接近開關(guān)的故障提示查找起來比較直接，或是不到位或是無輸出執(zhí)行，連鎖條件的故障提示雖然也是占用