[分享]西门子S7-200 SMART 的几个工程案例

西门子在gkong开设了案例专区，今天看了下，分类搜一些案例给大家分享，希望对大家有启发：

西门子S7-200 SMART在气密测漏机上的应用


1、项目简介
在现今社会，汽车行业飞速发展，车灯做为汽车上的重要组成部件，车灯的生产工艺要求非常严格，户外的环境就要求灯具的防尘/防水等级要求达到IP65防护等级，防尘和防喷水。车灯气密性检测是车灯生产线中最重要的一个环节之一，车灯的气密性就决定了车灯的性能，使用寿命，这是配套件灯具的基本要求。由于车灯的模具问题，一个模具只能对应与一款车灯，所以通常一台气密测漏机只能配一套模具，只能生产一款车灯。而此款气密测漏机由于体积小，携带方便，而且最重要的是不受车灯模具的影响，适用于多款车灯气密性检测，并且精度高，价格便宜，具有超高的性价比，深受广大汽车车灯生产企业的喜爱。针对气密测漏机的工艺要求，设计了一套S7-200 SMART控制系统，应用了SR40  PLC和SMART LINE 700 IE的屏，使设备操作更加方便，灵活，更高效，稳定。

2、工艺流程介绍
气密测漏机的控制工艺包括五个过程，加压延时、加压过程、平衡过程、检出过程和结束延时。每个过程都设有标志位。有多组配方可供选择，以满足生产多种系列灯具的需求。

3、方案确定
SMART 200 PLC相比S7-200 PLC，集成了强大的以太网通信功能。一根普通的网线即可将程序下载到PLC中，方便快捷，省去了专用编程电缆。通过以太网接口还可与其它CPU 模块、触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。在处理速度上，指令的执行时间更短，基本指令的执行时间可达0.15μs，在同级别小型 PLC 中遥遥领先。因此最终确定了用S7-200 SMART PLC + SMART LINE 700 IE触摸屏替换了欧姆龙PLC+维纶触摸屏的控制系统的方案。


详细全文：
http://www.gkong.com/solutions/Siemens_solution_Details.asp?id=22458


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西门子S7-200 SMART在枕式包装机中的应用



1.项目介绍
    包装机行业未来发展的趋势是机械简单化，电气复杂化。越来越多的用伺服电机代替繁琐的机械传动，这就优化了机械结构，节省了设计成本，缩短了开发周期。

   以前的包装机只有一个普通电机做为主动力，各个部分的配合都是通过机械传动来实现，机械结构非常复杂，精度差，故障率高。现在全部用伺服电机代替之后，机械结构变的非常简单。枕式包装机是一个伺服电机带动包装机的切刀部分，一个伺服电机带动包装机的供膜部分，最后一个伺服电机带动推料部分。通过各部分之间的追踪，来实现对包装物的包装。由于包装机是一个连续的，并且在运行中需要实时追踪调整，所以PLC必须保证伺服电机运行的稳定性及准确性。

在以往的三轴枕式包装机方案中，由于受PLC本体集成的脉冲输出轴数所限，通常采用两个 PLC通讯的方式，两者通过网络读写指令进行数据传递。由于控制器所支持的通信波特率太低，所以主站发出命令后，从站会有滞后的响应，这样在高速的情况下，三个电机的配合就会出差较大的误差，不能正常工作。S7-200 SMART本体集成3路高速脉冲输出，能够满足该机型的升级需求，因此设备改型中选择了该方案。

2．工艺流程介绍：
    本包装机由主机部分与输送机部分组成，主机部分主要是由横封刀部分与送膜部分组成。由色标传感器，接近开关等来确定包装膜与切刀之间的相对位置。通过温度传感器来测量横封刀的温度。


3.方案确定
    一方面，鉴于三轴脉冲输出的功能满足设备的改型需求，另一方面通过集成的以太网接口能够非常方便的下载程序，与新版的SMART LINE触摸屏也能实现良好的通讯。综合选型之下，最终将S7-200 SMART PLC和SMART LINE触摸屏一起放到SF-G3机型上进行实验。


详细全文：http://www.gkong.com/solutions/Siemens_solution_Details.asp?id=22451

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西门子S7-200 SMART PLC在细纱机上的应用


1、项目简介

  细纱机是我公司的主导产品，该机性能优良、操作方便、机电一体化程度高。其控制精度要求高，适应纺纱品种更高，操作方便简单，有操作提示、故障诊断功能，纺纱过程自动控制，可定长及定时落纱。因此需要配置功能多样灵活，性价比较高的控制系统，在这里选用了西门子公司的S7-200 SMART PLC及SMART LINE触摸屏，达到了较好的控制效果。

2、工艺流程介绍
    在电气改造过程中，按照细纱机的工艺流程进行如下：

    1.按压SB1风机启动、钢领板复位

   2.钢领板升至中纱位置停止即动作，由控制回路对电机绕组输入直流220V电源，实行能耗制动2秒后自动释放，以实现钢领板精确定位。

   3.按压SB3主轴启动，钢领板延时约1秒，由中纱位置降至始纺位置进行能耗制动定位2秒后释放。

     4.细纱机执行PLC的九段速自动控制指令。

   5.当落纱信号SA12动作、中途落纱按钮SB5给进、PLC计长条件满足时，系统自动接通落纱电源，主机等待停主电机和降钢领板信号。

   6.停主电机和降钢领板SQ5信号到达后，变频U1停止输出同时钢领板由车头升降电机拖动，降至落纱位置。

   7.主轴制动SQ6信号到达后，主轴的制动离合器工作，20秒后延时停风机整机处于落纱状态。

电气的改造同时要结合工艺计算来进行，具体计算表如下：（见图7）

3、方案确定
    考虑到系统的稳定性及可靠性，选用西门子S7-200 SMART PLC，其较高的运算速度及丰富的通讯功能为以后设备的升级等提供了良好的保证。另外，触摸屏在此选用西门子S 700 IE 屏，它与S7-200 SMART PLC的无缝集成，高分辨率及64K色的显示，以及高效便捷的以太网通讯，是设备操作更人性化，更加便捷高效。同时，整个电气方案性价比较高，对于小型的自动化电气设备是个不错的选择。根据系统需求，产品的选型如下表：（见图8）

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西门子S7-200 SMART PLC在全自动蓄电池短路内阻检测机上的应用




1. 项目简介
蓄电池是工业生产和日常生活中非常重要的电气设备，广泛应用于国防、航空、通信、能源、交通等众多领域。汽车用蓄电池一直是蓄电池市场需求产量最大的品种，随着汽车行业作为国家重点发展支柱产业的飞速发展，车用铅酸蓄电池的用量也迅速增加，大约占整个铅酸蓄电池用量的80%。加之原有汽车对蓄电池的替换需求，汽车蓄电池的市场需求量还将有一个较大的增长。电动自行车作为一种新型代步工具，受到了群众的认可和欢迎，产量和社会拥有量迅速增长，其专用蓄电池的需求量也迅速扩大，产值已超过原来居第二位的固定型蓄电池。目前新能源储能也成为蓄电池新的应用市场，这些新的增长点都为蓄电池行业带来更大的发展空间，而且蓄电池行业的发展，也推动了其他众多行业的发展。

     但是，目前蓄电池生产企业众多，竞争也越来越激烈，另外随着汽车行业的逐步开放，外资汽车制造厂在国内逐步发展，导致对配套电池要求提高，这些都要求蓄电池生产企业必须提升产品品质，降低生产成本，来适应新的市场需求。

       南京某公司专业生产各种蓄电池专用设备，主要生产极板设备、装配设备、后处理设备、充放电机、检测设备及环保等设备，以良好的质量和较高的性价比，在国内外中高端厂商用户中有较好口碑。

       针对市场上对电池生产线检测设备越来越高的要求，该公司推出了全自动短路内阻检测机设备，采用西门子S7-200 SMART PLC 作为主控系统。全自动短路内阻检测机是电池生产线中必不可少的专业质量检测设备，相比以往的设备具有更多的优势。它将以往独立的短路检测机和内阻检测机，融为一体，同时检测短路和内阻，将两个工序并为一个工序处理，缩短处理时间，提高了生产效率，也节约了设备成本。

2.工艺流程介绍
全自动短路内阻检测机是蓄电池质量检测设备，用于将需检测的蓄电池传送到高压短路检测位置和内阻检测位置，分别接通检测电路，进行极板短路检测和焊点内阻检测，以此来检查蓄电池质量。

短路检测采用脉冲高压进行测试，用于检测蓄电池组装过程中正负极板间的安全间距，可靠的检测出极板间存在微短路的电池，快速精确的测试出不合格产品。这样就能在电池组装后，充电之前就检测出错误，获得电池更高的质量产出，大大减少因电池极板短路造成产品的不合格率。

内阻检测用于检查蓄电池穿壁焊接后的焊接质量，给穿壁焊的两个极耳之间加一个恒定的电流，根据穿壁焊两个极耳之间的电阻不同用精密毫伏表测出电压的变化，能够有效的检测电池在穿壁焊过程中出现的气孔、假焊、溅铅等缺陷，从而减小因焊接不达标造成的产品不合格。

全自动短路内阻检测机，通过光电开关检测蓄电池位置，将蓄电池传送到电路和内阻检测位置，下降并夹紧测试机头，自动完成短路检测和内阻检测，判断产品是否合格，执行相应动作。

3.方案确定及产品硬件配置
全自动短路内阻检测机，相比以往的检测设备，工艺更加复杂，程序处理量更大，逻辑更加繁琐，且需要与多个设备进行通讯，从而对PLC处理器的性能要求更高。因此，根据其要求最终选择了运算处理速度更快，性价比更高的SIMATIC S7-200 SMART PLC。

本系统使用数字量输入输出点数较多，需要24个数字量输入和22个数字量输出，总共46个数字量IO，选用SR60 CPU模块，其本体集成I/O点数高达60点，充分满足了系统的需求。另外还需要1个模拟量输出，连接恒流源设备，SR60标准型CPU，可方便地扩展模拟量模块，以满足系统要求。

以往的检测设备不带触摸屏，人机交互很不方便，不能实时了解设备运行状态。全自动短路内阻检测机增加了HMI设备，选用了SMART 700 IE触摸屏，使操作更加方便，随时监控设备的正常运行或故障状态。这款7寸宽屏触摸屏相对于上代产品，颜色更加丰富，且集成了以太网接口。S7-200 SMART PLC通过内置以太网接口与SMART 700 IE触摸屏进行通信，组网方便，且通讯快速。

在内阻测试时需使用5个毫伏表、1个电流表，采用MODBUS RTU通讯。通过CPU模块集成485接口与软件集成的MODBUS通讯指令库，很方便地实现MODBUS RTU通讯.

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西门子SMART解决方案在纸托生产中的应用



项目简介:
   当前国内的纸托生产厂家以中小企业为主，自动化程度很低，大多数生产厂家除了成型机方面会用到PLC，触摸屏，以及烘干线用到变频器，其余都为常规控制电路。并且制浆，成型，烘干，整形四个工艺流程都是独立进行，生产工艺衔接只能靠现场管理人员的经验进行操作。通常会出现以下问题：原料的供给过快或供给不上。成型速度过快，烘干线不能及时烘干，造成湿产品积压。烘干速度过剩，浪费能源（木材，煤炭，天然气）。热压整形速度跟不上等问题。鉴于这种些问题的出现，设计一套简单优化，并且经济的联网解决方案非常必要，西门子经济型控制方案的设计，不仅给客户节省了生产时间，提高了生产效率。还大大减少了人工支出费用。

纸托生产工艺：
 传统的纸托生产工艺分为纸浆制造，机器成型，产品烘干和热压整形四个过程。纸浆制造是指把原料，例如废报纸、长纤维纸板等投入碎浆机混入水制成纸浆，并把纸浆放入供浆池。机器成型是指把纸浆供入成型机的浆桶，通过真空把纸浆吸入成型机里面的模具，从而生产出一定形状的湿状纸托。烘干是指把湿的纸托进行室外晾干或者送入烘干线把纸托烘干。热压整形是指把干的纸托（通常由于热胀冷缩问题，烘干的纸托会起皱变形，不能直接用于包装产品）放入装有纸托形状模具的热压机，通过热压重塑产品形状，并且使产品压缩更加结实。（图4、图5）

控制系统选型:
 控制系统主要有三部分组成：控制器，触摸屏及变频器，在某设备自控系统的选型中，采用了西门子的小型自动化解决方案：S7-200 SMART，SMART LINE和V20变频器，主要基于以下因素：
1.S7-200 SMART集成以太网接口，可用于下载程序或与其他设备通讯，兼容性好，能够适应比较恶劣的工作环境；
2.SAMRT LINE触摸屏能以64K真彩显示，也集成了标准的以太网接口，与S7-200 SMART配合使用，通讯速度更快，也能够连接多台控制其；
3.V20变频器安装体积小，集成度高，使用内置的连接宏和应用宏就可轻松完成设置，能在恶劣工况下稳定运行。

八面转鼓式蛋托成型机是一种典型的纸托生产设备机型，从工艺上由配浆系统、成型系统、烘干系统和整形系统组成，各系统的具体构成如下：
配浆系统：22kw碎浆机两台，5.5kw供浆泵6台，4kw供水泵两台；
成型系统：六台半自动往复送料成型机，该成型机由气缸推动，配备S7-200 SMART PLC和SMART LINE触摸屏；
烘干系统：采用天然气为能源的55米烘干线。该设备由两台燃气式燃烧机，2台4kw抽湿风机，6台5.5kw循环风机，和7.5kw带变频驱动的链轮电机组成；
整形系统：由八台5吨气液热压机组成。


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