Глава 2. Структура системы управления упаковки

1 уровень.

На верхнем уровне управления находится панели SIMATIC. Обладая степенью защиты фронтальной части IP 65, высокой электромагнитной совместимостью и устойчивостью к воздействию вибраций, операторские панели SIMATIC идеально подходят для использования в непосредственной близости с механизмами в жестких промышленных условиях. Благодаря компактным габаритам и малой монтажной глубине, стационарные операторские панели уместятся где угодно, даже при ограниченном пространстве.

Исключительно жесткий и ударопрочный корпус со степенью защиты IP 65 делает мобильные панели пригодными к промышленным условиям эксплуатации. Легкие и эргономичные, они очень просты и удобны в использовании.

Единое ПО конфигурирования

SIMATIC ® ProTool ® - это общее ПО для конфигурирования всех панелей SIMATIC и систем на базе ПК, работающих под управлением ПО визуализации времени исполнения ProTool/Pro Runtime. ProTool распространяется в трех версиях различной производительности для задач разной сложности. Этот пакет обеспечивает легкое и эффективное конфигурирование. Специальные навыки программирования не требуются.

Проекты могут единожды создаваться и многократно использоваться в дальнейшем во всех пакетах семейства.

Компоненты Totally Integrated Automation

Siemens поставляет полный набор идеально стыкуемых компонентов для построения систем автоматизации от единого производителя, подчиняющихся концепции полностью интегрированной автоматизации - одной из наиболее успешных мировых концепций автоматизации. SIMATIC ProTool выступает в роли составной части данной концепции. Это определяет ряд существенных преимуществ. Затраты на инжиниринг системы автоматизации значительно снижаются за счет тройственного единства средств программирования, хранения данных и организации связи.

Открытость для широкого спектра систем автоматизации

Несмотря на целостную интеграцию в мире SIMATIC, панели остаются открытыми для подключения к широкому спектру программируемых контроллеров других производителей. Множество легких в применении драйверов включается в стандартный комплект поставки.

Инновационный подход к организации HMI

Мобильные панели, панели и мультипанели серий 170, 270 и 370 на базе операционной системы Windows CE поддерживают новаторский подход к организации операторского управления и мониторинга и характеризуются прочностью, стабильностью и простотой. Стандартные аппаратные и программные интерфейсы, такие как карты PC/CF, USB, Ethernet, PROFIBUS DP, макросы Visual Basic или индивидуально разработанные элементы ActiveX, обеспечивают большую гибкость и открытость, а также доступ к среде офисных компьютеров.

Область применения

Встраиваемые системы управления SIMATIC Embedded Control расширяют спектр продукции SIMATIC новым классом приборов, выполняющих на локальном уровне функции управления и визуализации. SIMATIC WinAC MP - это система управления с Software PLC, работающим на многофункциональной панели оператора SIMATIC MP370 под управлением операционной системы Windows CE. WinAC MP позволяет получать рентабельные решения для систем автоматического управления локального уровня, работающих в условиях, исключающих возможность применения промышленных компьютеров. В то же время WinAC MP является прекрасным решением для систем, в которых требуется обработка больших объемов данных.

Области применения

Встраиваемые системы управления SIMATIC Embedded Control оптимизированы для:

Построения встраиваемых систем автоматического управления и визуализации, отличающихся высокой механической прочностью.

Интенсивной обработки данных.

Детерминированного функционирования.

Построения компактных, простых в конфигурировании систем управления, требующих минимальных затрат на подключение внешних цепей.

Компактность

Все компоненты системы автоматического управления и визуализации заключены в компактном корпусе многофункциональной панели SIMATIC MP 370. Корпус имеет небольшой объем и может монтироваться непосредственно в пульты управления или лицевые панели шкафов управления.

Коммуникации

SIMATIC WinAC MP и панель SIMATIC MP 370 являются функционально законченным изделием, для которого не нужны дополнительные программные и аппаратные компоненты. Более того, MP 370 оснащена встроенными интерфейсами PROFIBUSDP, Ethernet, RS 232 и USB. При инсталляции WinAC MP эти интерфейсы конфигурируются автоматически, что обеспечивает немедленную готовность системы к вводу в эксплуатацию. Для ее запуска остается только загрузить программу STEP 7 и проект ProTool (панель MP 370 поставляется с предварительно установленным программным обеспечением ProTool).

MP 370 оснащена встроенным портом PROFIBUSDP/MPI. Этот порт автоматически конфигурируется SIMATIC WinAC MP при запуске. Все необходимые настройки определяются загружаемым проектом STEP 7.

2уровень

На среднем уровне управления, автоматизации линии упаковки осуществляется через ПЛК семейства SIMATIC S7417 DP фирмы SIEMENS. Основной задачей SIMATIC S7417 является автоматизация первичных производственных процессов и их объединение в целостное решение автоматизации.

Однородные варианты организации промышленной связи между всеми уровнями управления базируются на использовании общепризнанных коммуникационных стандартов Industrial Ethernet и PROFIBUS с поддержкой глобальных информационных потоков через Internet. Программные и аппаратные компоненты SIMATIC S7 используют указанные механизмы обмена данными. Появляется возможность простого конфигурирования коммуникационных соединений, а также организации обмена данными между различными сетями и датчиками.

Использование единой системы проектирования позволяет обеспечить однородные варианты выполнения всех этапов работ. Инструментарий для разработки прикладного программного обеспечения, конфигурирования аппаратуры и промышленных сетей вызываются из среды одного компьютерного приложения SIMATIC Manager. Это же приложение используется для создания, управления всеми компонентами, сохранения данных и документирования проекта.

Полная совместимость всех компонентов гарантирует возможность эффективной и экономически выгодной модернизации и развития любой системы, построенной с учетом ее требований. Такое развитие может выполняться на любом этапе жизненного цикла существующей системы автоматизации.

Следующий уровень представлен периферийными картами ввода/вывода E200M

· Системы локального ввода-вывода, образованные модулями ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов систем автоматизации SIMATIC S7.

· Системы распределенного ввода-вывода, образованные модулями ввода-вывода станций ET 200M, ET 200S, ET 200iS и ET 200X, подключаемых к системам автоматизации через сеть полевого уровня PROFIBUSDP.

· Системы распределенного ввода-вывода, образованные интеллектуальными приборами полевого уровня, подключаемыми к системам автоматизации через сети полевого уровня PROFIBUSDP/PA.

Аппаратура систем распределенного ввода-вывода подключается к сетям PROFIBUSDP. Системы локального ввода-вывода применяются в относительно простых системах автоматизации и обеспечивают возможность подключения датчиков и исполнительных устройств, расположенных на относительно небольшой площади. В одной системе автоматизации сочетаются элементы локальной и распределенной структуры ввода-вывода.

Системы ввода-вывода SIMATIC S7 характеризуются следующими показателями:

· Модульность и однородность.

· Высокая гибкость, максимальная адаптация к структуре предприятия.

· Низкие затраты на проектирование, снижение затрат на прокладку кабельных линий.

· Малые сроки выполнения пусконаладочных работ, низкие эксплуатационные расходы.

· Исчерпывающий набор сигнальных и функциональных модулей, адаптируемых к применению в любых условиях производства.

Основным языком программирования систем автоматизации в SIMATIC S7 является язык CFC с обширным набором библиотек. Применение CFC позволяет автоматически генерировать диагностические блоки для каждого модуля ввода-вывода, используемого в системе управления. Диагностические данные, а также необходимые драйверы включаются в функции передачи аварийных сигналов системы.

Выбранные характеристики диагностируемых модулей ввода-вывода включаются в сообщения об отказе канала ввода-вывода, о состоянии модуля, в диагностические сообщения, в регистрируемые сообщения и т.д. Модули способны диагностировать состояние своих внутренних и внешних цепей, а также передавать информацию о неисправностях в рабочие станции S7.

Полевая сеть PROFIBUSРА

Полевая сеть PROFIBUSPA сертифицирована для применения в Ехзоне 1. Возможность подключать датчики и исполнительные механизмы, в том числе из Ехзоны 0.

Функции:

Управление приводами

Область применения

Преобразователи частоты фирмы Danfos серии VLT 5000 открывает новые возможности децентрализованных устройств в технике привода, где необходимо управлять скоростью асинхронных двигателей. Этот преобразователь частоты может выполнять как простые задачи (управление частотой) так и более сложные с векторным управлением. Интегрированные функции безопасности позволяют разрабатывать решения без высоких расходов на дополнительные комплектующие. Преобразователь частоты Danfos может использоваться для решения многочисленных задач, требующих применения привод с большим диапазоном регулирования. Преобразователь отличается высокой производительностью и комфортабельным использованием.

С интеллектуальным интерфейсным модулем, универсальной электронной аппаратурой и технологическими модулями, пускателями, техникой безопасности и преобразователем частоты Danfos, модулями ввода вывода мы получаем законченное решение для автоматизации производственных машин.

Конструкция

VLT 5000 имеет модульную конструкцию. Панель оператора и коммуникационные модули могут быть заменены без применения какого-либо инструмента.

Основные характеристики

· Комплектный привод состоит из модуля управления ICU24(F) и силового блока IPM25 до to 4.0 кВт

· Возможна горячая замена модуля управления и силовых блоков

· Работа без коммутационного дросселя

· Активное торможение с рекуперацией энергии в сеть

· Возможно подключение реле управления механическим тормозом

· Соблюдение норм ЭМС класса A (согласно EN 55011). Подключение фильтра ЭМС перед силовой шиной

· Отказоустойчивые ET 200S FC имеют встроенные функции безопасности (сертифицированы по EN 9541, категория 3 или IEC 61508, SIL 2)

· Безопасная остановка:

· привод защищен от неожиданного пуска.

· Безопасная пониженная скорость:

· снижение скорости двигателя с непрерывным контролем реальной скорости. Может использоваться без датчика скорости.

· Безопасная кривая торможения:

· контроль торможения до полной остановки или до безопасной пониженной скорости. Может использоваться без датчика скорости двигателя.

3 уровень

Низший уровень или палевой, используются периферийные средства контроля, регулирования технологического процесса линии упаковки гипсокартона.

Описание используемых технических средств

1. Штапельный стол (конвейер пластинный с функцией подъёма).

Привод №01 4.0 kW 8,2 А Частотный преобразователь VLT 5008 6,0 kW

01) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

02) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

03) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

2. Маслостанция.

Привод №02 11.0 kW 22,6 А

04) Y гидроклапан DC/24 DC/5 50 W

05) Y гидроклапан DC/24 DC/5 50 W

06) Y гидроклапан DC/24 DC/5 50 W

07) Y гидроклапан DC/24 DC/5 50 W

08) T термореле

09) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

10) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

11) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

12) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

13) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

14) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

15) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

16) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

3. Конвейер цепной после обвязочной станции.

Привод №03 5.5 kW 11,0 А Частотный преобразователь VLT 5008 6,0 kW

17) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

18) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

19) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

20) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

21) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

22) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

23) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

24) Im импульсный Typ ROD 436 1000 Imp./Umdr. , 10.30 V DC

4. Конвейер бруска.

Привод №04 0.37 kW 1,2 А

25) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

26) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

27) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

5. Конвейер подачи бруска.

Привод №05 0.37 kW 1,2 А Частотный преобразователь VLT 5002 1,1 kW

28) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

29) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

30) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

31) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

32) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

33) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

34) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

35) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

36) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

37) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

6. Станция обвязки.

Моноблок №06 25 А

38) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

39) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

7. Конвейер цепной перед пленочной станцией.

Привод №07 5.5 kW 11,0 А Частотный преобразователь VLT 5008 6,0 kW

40) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

41) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

42) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

8. Верхний ролик подачи пленки, пленочной станции.

Привод №8 0,37 kW 0,80 А Частотный преобразователь VLT 5002 1,1 kW

43) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

9. Нижний ролик подачи пленки, пленочной станции.

Привод №9 0,37 kW 0,80 А Частотный преобразователь VLT 5002 1,1 kW

44) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

10. Трос для обреза пленки, пленочной станции.

Привод №10 0,16 kW 0,44 А

45) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

46) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

47) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

11. Верхняя сварочная балка, пленочной станции.

Блок управления №11 25 А

48) А блок контроля нагрева Typ RES20303 400 V AC

12. Нижняя сварочная балка, пленочной станции.

Блок управления №12 25 А

49) А блок контроля нагрева Typ RES20303 400 V AC

13. Привод подвижной балки, пленочной станции.

Привод №13 1,1 kW 2,8 А Частотный преобразователь VLT 5004 2,2 kW

50) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

51) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

52) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

53) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

54) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

55) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

56) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

57) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

58) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

59) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

60) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

61) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

62) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

63) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

14. Конвейер цепной пленочной станции.

Привод №14 5,5 kW 11 А Частотный преобразователь VLT 5008 6,0 kW

64) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

65) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

66) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

67) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

68) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

69) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

15. Конвейер цепочный с керамопластинами, термоусадачной станции.

Привод №15 2,2 kW 4,85 А Частотный преобразователь VLT 5006 4,0 kW

70) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

71) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

72) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

16. Конвейер цепочный с функцией приподнимания пачки, удвоителя пакетов.

Привод №16 5,5 kW 11 А Частотный преобразователь VLT 5008 5,5 kW

73) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

74) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

75) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

76) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

77) SH кнопкалампа Typ AZM 41522zpk, 24 V DC

78) Im импульсный Typ ROD 436 1000 Imp./Umdr. , 10.30 V DC

17. Маслостанция кнвейера удваителя пакетов

Привод №17 4,0 kW 8,2 А

79) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

80) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

81) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

82) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

83) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

84) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

85) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

86) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

18. Вентилятор циркуляции воздуха термоусадочной печи.

Привод №18 3,0 kW 6,6 А

19. Вентилятор подачи воздуха на выходе из термоусадочной печи.

Привод №19 0,75kW 1,8 А

20. Горелка термоусадочной печи.

Моноблок горелки №20 3.0 kW 7,8 А

87) T датчик температуры +20 +450? D=500mm R=1/2

88) P датчик давления min. 1,1 kPa Typ FD 6 K 0 24V

89) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

90) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

91) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

92) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

93) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

94) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

95) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

96) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

97) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

98) Y клапан пневматический 24 V DC 8 W

21. Привод перемещения по высоте, удвоителя пакетов.

Привод №21 7,8 kW 18,5 А Частотный преобразователь VLT 5010 8,0 kW

99) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

100) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

101) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

102) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

103) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

104) B оптический Typ K31 PXO 400 SIMATIC TKS 100x100

105) Im импульсный Typ ROD 436 1000 Imp./Umdr. , 10.30 V DC

22. Привод перемещения в поперечине, удвоителя пакетов.

Привод №22 3.0 kW 6,6 А Частотный преобразователь VLT 5006 4,0 kW

106) Y тормозная муфта Typ STOV224 DC/24 DC/5 50 W

107) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

108) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

109) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

110) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

111) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

112) S концевой выключатель Typ Siemens 3SE3 1201GW

113) Im импульсный Typ ROD 436 1000 Imp./Umdr, 10.30 V DC

23. Привод сдвига вил, удвоителя пакетов.

Привод №23 0,75 kW 1,8 А Частотный преобразователь VLT 5002 1,1 kW

114) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

115) L индуктивный PXI300 3RG40 32 BERO

Соединение датчиков с картами ввода/вывода обеспечивается шиной полевого уровня PROFIBUS DP/AP

PROFIBUS отвечает требованиям международного стандарта IEC 61158 и является высокопроизводительной открытой сетью полевого уровня с малым временем цикла, поддерживающей следующие коммуникационные протоколы:

PROFIBUS DP (для систем распределенного ввода-вывода) используется для скоростного обмена данными с приборами полевого уровня системы распределенного ввода-вывода (например, со станциями SIMATIC ET 200 или приводами). Применение PROFIBUS DP/PA оправдано в тех случаях, когда датчики и исполнительные механизмы расположены на больших площадях.

Датчики и исполнительные устройства подключаются к приборам полевого уровня или непосредственно к сети. Обмен данными между программируемыми контроллерами/ компьютерами и приборами полевого уровня выполняется по технологии ведущее/ведомые устройства.

PROFIBUS PA (Process automation)

расширение PROFIBUS DP для обеспечения обмена данными и подвода питания к приборам полевого уровня в соответствии с требованиями международного стандарта IEC 611582 (тот же протокол, другое исполнение).

Полная открытость PROFIBUS DP позволяет объединять в рамках единой системы управления компоненты автоматизации различных производителей.

Более 1200 широко известных мировых производителей выпускает более 2000 наименований различных продуктов и систем с встроенным интерфейсом PROFIBUS DP. Со своей стороны Siemens предлагает для этой сети широкую гамму центральных процессоров, сетевых компонентов, приборов полевого уровня, коммуникационного программного обеспечения.

Для прокладки линий связи PROFIBUSPA, отвечающих требованиям международного стандарта IEC 611582, используются специальные кабели FC (FastConnect). Кабели, предназначенные для прокладки в обычных или Exзонах, отличаются цветом оболочки. Кабели для обычных зон имеют черную, для Exзон - голубую оболочку.