西門子CN數(shù)字量模塊1PL22-0XA8
“三模統(tǒng)一”的提出，是解決業(yè)務(wù)和信息不對(duì)稱以及載體不對(duì)稱問題的基本思路，是為了完成信息交互，業(yè)務(wù)流程的無縫對(duì)接的有效手段，芙蓉王MES實(shí)踐證明，為了實(shí)現(xiàn)物流、信息流、資金流的統(tǒng)一，管控一體化，流程數(shù)字化、信息集成一體化，三模統(tǒng)一是一個(gè)很好的選擇。
“三模統(tǒng)一”的思想突破了國內(nèi)現(xiàn)有MES粗放的“金字塔”建設(shè)模式，使得MES系統(tǒng)在內(nèi)部搭建，如：計(jì)劃分解粒度
西門子CN數(shù)字量模塊1PL22-0XA8
“三模統(tǒng)一”的提出，是解決業(yè)務(wù)和信息不對(duì)稱以及載體不對(duì)稱問題的基本思路，是為了完成信息交互，業(yè)務(wù)流程的無縫對(duì)接的有效手段，芙蓉王MES實(shí)踐證明，為了實(shí)現(xiàn)物流、信息流、資金流的統(tǒng)一，管控一體化，流程數(shù)字化、信息集成一體化，三模統(tǒng)一是一個(gè)很好的選擇。
“三模統(tǒng)一”的思想突破了國內(nèi)現(xiàn)有MES粗放的“金字塔”建設(shè)模式，使得MES系統(tǒng)在內(nèi)部搭建，如：計(jì)劃分解粒度，生產(chǎn)工序劃分，控制系統(tǒng)工作內(nèi)容更加清晰；使得與第三方系統(tǒng)的接口，更加**。充分實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度指令、作業(yè)指令的協(xié)調(diào)處理和基于事件的滾動(dòng)排程，能夠使計(jì)劃指令、生產(chǎn)執(zhí)行調(diào)度、生產(chǎn)執(zhí)行工作在小的粒度上，有效、統(tǒng)一、實(shí)時(shí)的反映生產(chǎn)狀況，并使機(jī)臺(tái)、儲(chǔ)柜等小粒度對(duì)象、小粒度事件躍然在管理者眼中。真正實(shí)現(xiàn)計(jì)劃層、生產(chǎn)執(zhí)行層、控制層的統(tǒng)一。完成了專線數(shù)字化、生產(chǎn)精細(xì)化、生產(chǎn)過程可視化的驗(yàn)證，并為扁平式管理思路提供了很好的實(shí)踐證明。事件證明，三模統(tǒng)一的構(gòu)建，為常德芙蓉王專線的生產(chǎn)一體化帶來了質(zhì)的飛躍。
硬件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
為了適應(yīng)總體架構(gòu)的總體思路，硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從安全、性能和接口三個(gè)方面給予了足夠的支撐。在實(shí)際應(yīng)用中證明，本架構(gòu)除了滿足總體架構(gòu)的要求，同時(shí)在IT信息架構(gòu)規(guī)劃上，給出了整體的考慮。并通過GE智能平臺(tái) Proficy的系統(tǒng)開放性，可擴(kuò)展性，采集并存儲(chǔ)各系統(tǒng)的生產(chǎn)，管理與分析數(shù)據(jù)，構(gòu)建完整的廠級(jí)桌面生產(chǎn)平臺(tái)。如下圖所示：
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器
MES I/O采集服務(wù)器負(fù)責(zé)收集所有由生產(chǎn)設(shè)備底層供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)、報(bào)*信息和生產(chǎn)信息，并將其傳遞到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。這些被采集的數(shù)據(jù)由MES核心平臺(tái)PA進(jìn)行業(yè)務(wù)過濾和梳理，被記錄到MES應(yīng)用服務(wù)器的SQL數(shù)據(jù)庫中，以便進(jìn)行生產(chǎn)歷史追溯、質(zhì)量、設(shè)備分析、考核、報(bào)表查詢時(shí)使用。這些I/O采集服務(wù)器將從底層的現(xiàn)場總線上采集數(shù)據(jù)。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器是MES的基礎(chǔ)，所有數(shù)據(jù)來源與I/O數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。它主要包含四類數(shù)據(jù)，一類是設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，工藝質(zhì)量數(shù)據(jù)、物料加工數(shù)據(jù)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)主要是通過時(shí)間和標(biāo)簽記錄。
——海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
——毫米級(jí)數(shù)據(jù)反映速度
——標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)引擎
——雙冗余結(jié)構(gòu)（采集和配置冗余）
——歷史數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)管理
MES應(yīng)用服務(wù)器
MES應(yīng)用服務(wù)器包含兩大部分內(nèi)容，一部分是PA服務(wù)，一部分是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。PA服務(wù)主要完成對(duì)企業(yè)的業(yè)務(wù)建模、業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，是用于存儲(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)建模除了能夠滿足ISA-SP95界定的企業(yè)模型，并且可以對(duì)生產(chǎn)事件和生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行靈活的建模處理，使靜態(tài)生產(chǎn)模型與動(dòng)態(tài)的實(shí)物模型實(shí)時(shí)同步。業(yè)務(wù)建模可直觀的理解如下。如下圖：
功能架構(gòu)設(shè)計(jì)
采用Proficy Plant Applications架構(gòu)和功能。構(gòu)建制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實(shí)現(xiàn)常德煙廠芙蓉王專線一體化生產(chǎn)的要求，是功能架構(gòu)設(shè)計(jì)的總體思路。整個(gè)功能解決方案與軟件的整合，是以實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫平臺(tái)和MS SQL server為基礎(chǔ)，通過其豐富的應(yīng)用功能模塊，靈活的平臺(tái)特點(diǎn)。完成生產(chǎn)工廠模型架構(gòu)的建設(shè)和生產(chǎn)事件的捕捉，完成生產(chǎn)控制與管理。對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析與管理，形成包括生產(chǎn)管理，生產(chǎn)與譜系跟蹤，質(zhì)量管理，效率分析，批次管理等不同MES的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)一體化、智能化生產(chǎn)，如下圖：
生產(chǎn)建模
如果說數(shù)據(jù)處理在MES系統(tǒng)中，是豐富內(nèi)容的體現(xiàn)，那么建模就是構(gòu)建體系靈魂的縮影。基于SP95標(biāo)準(zhǔn)的Proficy Plant Applications Administrator提供的建模功能，在常德芙蓉王專線系統(tǒng)中完成了現(xiàn)實(shí)工廠生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)虛擬工廠生產(chǎn)的模擬，在計(jì)算機(jī)中不僅反應(yīng)了生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)資源，包括生產(chǎn)車間，生產(chǎn)線，生產(chǎn)單元，生產(chǎn)參數(shù)，質(zhì)量參數(shù)，過程參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等可見對(duì)象，同時(shí)對(duì)各種事件（換牌、停機(jī)、啟動(dòng)）、以及事件行為等進(jìn)行了合適的映射。使實(shí)際生產(chǎn)（來自Proficy Historian）觸發(fā)的事件和生產(chǎn)行為，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的在虛擬和現(xiàn)場的生產(chǎn)節(jié)拍中有序的穿梭。完成生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的**指揮與追蹤，終完成一體化的生產(chǎn)和生產(chǎn)歷史的回溯。
SINAMICS S120的速度設(shè)定值可以通過以下方式進(jìn)行設(shè)置：
---固定設(shè)定值
------通過選擇位 p1020 … p1023 可以選擇零速和其他15個(gè)固定設(shè)定值（通過參數(shù) p1001 ... p1015預(yù)先設(shè)定）
------16個(gè)固定設(shè)定值中被選中的數(shù)值被傳遞到 r1024 , 它將作為固定設(shè)定值進(jìn)入下一級(jí)控制器
------參數(shù) r1197 顯示當(dāng)前速度固定設(shè)定值的編號(hào)
---電機(jī)電位器
------通過電機(jī)電位計(jì)的上升和下降按鍵，可以從遠(yuǎn)程來設(shè)定驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速，電動(dòng)電位計(jì)的上升和下降可以通過數(shù)字量輸入端子來實(shí)現(xiàn)
------此外，也可以切換到“自動(dòng)設(shè)定值”來給定速度設(shè)定值
---上位機(jī)的 PROFIBUS / PROFINET 報(bào)文
---模擬量輸入（借助端子擴(kuò)展板或端子擴(kuò)展模塊）
------模擬量輸入 AI 0 / AI 1 可以自行設(shè)定信號(hào)類型和標(biāo)度
------模擬量輸入選擇 4..20mA 信號(hào)時(shí)帶有斷線監(jiān)控
------通過圖形化界面便捷地設(shè)置
主設(shè)定值/附加設(shè)定值和設(shè)定值比例系數(shù)
---附加設(shè)定值可用于添加來自下級(jí)控制系統(tǒng)的補(bǔ)償值
---兩個(gè)變量通過兩個(gè)獨(dú)立的或一個(gè)設(shè)定值源同時(shí)讀入，并在設(shè)定值通道中相加
---主設(shè)定/附加設(shè)定通道可獨(dú)立設(shè)置比例系數(shù)
方向限制和方向反轉(zhuǎn)
旋轉(zhuǎn)方向可以通過參數(shù)進(jìn)行限制：設(shè)定值取反、禁止正 / 負(fù)旋轉(zhuǎn)方向
另外，在設(shè)定值不變的情況下，也可以通過參數(shù)實(shí)現(xiàn)方向反轉(zhuǎn)：
---變頻器輸出反向 p1820 -> 無需交換電機(jī)電纜相序?qū)崿F(xiàn)速度給定值反向
---編碼器反饋值反向 p0410 -> 無需交換編碼器信號(hào)線實(shí)現(xiàn)速度實(shí)際值反向
---變頻器輸出、編碼器反饋同時(shí)反向 p1821 -> 同時(shí)實(shí)現(xiàn)速度給定值及實(shí)際值反向
速度設(shè)定值的限幅
為了限制電機(jī)軸上的輸出速度，保護(hù)機(jī)械設(shè)備的安全，需要速度設(shè)定值進(jìn)行限制。同時(shí)，在 一個(gè)驅(qū)動(dòng)支路上（如電機(jī)、聯(lián)軸器、芯軸、機(jī)械設(shè)備）可能有一個(gè)或多個(gè)共振點(diǎn)， 這些共振點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)。 此時(shí)，可通過設(shè)置跳轉(zhuǎn)頻帶回避機(jī)械上的一個(gè)或多個(gè)共振點(diǎn)。
西門子模塊6ES7288-0ED10-0AA0
斜坡函數(shù)發(fā)生器
斜坡功能發(fā)生器可以在設(shè)定值劇烈變化時(shí)限制加速度，從而避免整個(gè)驅(qū)動(dòng)支路上出現(xiàn)負(fù)載沖擊。斜坡函數(shù)發(fā)生器有兩種類型：
基本斜坡函數(shù)發(fā)生器，具有
---上升和下降斜坡
---用于緊急停機(jī)（OFF3）的下降斜坡
---可通過參數(shù) p1145 設(shè)置的跟蹤功能
---斜坡函數(shù)發(fā)生器的設(shè)置值
擴(kuò)展斜坡函數(shù)發(fā)生器還具有
---起始圓弧和結(jié)束圓弧
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F0458 關(guān)于速度附加給定的斜坡下降時(shí)間設(shè)定
進(jìn)線接觸器控制
通過該功能可以控制外部的電源接觸器。 電源接觸器的閉合/斷開可以通過分析電源接觸器的反饋觸點(diǎn)加以監(jiān)控。
對(duì)于書本型 SINAMICS S120，可以設(shè)置如下參數(shù)對(duì)進(jìn)線接觸器進(jìn)行控制：
---驅(qū)動(dòng)對(duì)象 INFEED 或 SERVO/VECTOR 上的位 r0863.1來控制進(jìn)線接觸器；
---p0860 可設(shè)置反饋信號(hào)源（非必須，進(jìn)線接觸器沒有正確閉合會(huì)觸發(fā)預(yù)充電故障）；
---p0861 設(shè)置電源接觸器監(jiān)控時(shí)間。
對(duì)于裝機(jī)裝柜型整流裝置，通過內(nèi)部邏輯控制的端子X9 控制進(jìn)線接觸器：
BLM
---啟動(dòng)后，經(jīng)過 p0861 的延時(shí)，X9.5/X9.6（通過內(nèi)部邏輯）控制進(jìn)線接觸器自動(dòng)吸合；
---晶閘管調(diào)整導(dǎo)通角完成預(yù)充電，裝置運(yùn)行。
SLM & ALM
---啟動(dòng)后，預(yù)充電接觸器自動(dòng)吸合，通過電阻進(jìn)行預(yù)充電
---預(yù)充電完成，X9 （通過內(nèi)部邏輯）控制進(jìn)線接觸器自動(dòng)吸合
---預(yù)充電接觸器自動(dòng)打開
---完成預(yù)充電，裝置運(yùn)行
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抱閘控制
SINAMICS S120 的抱閘控制分為簡單抱閘控制和擴(kuò)展抱閘控制：
---按照驅(qū)動(dòng)順序控制開關(guān)抱閘（適合水平運(yùn)動(dòng)帶抱閘系統(tǒng)）
---始終打開抱閘（測試/去除抱閘的作用）
---擴(kuò)展抱閘功能（提升或?qū)﹂_關(guān)抱閘有特殊的要求）
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F0619_S120 簡單抱閘控制
F0679_S120擴(kuò)展抱閘控制.pdf
集成安全功能
SINAMICS S120 的集成安全功能可以有效保護(hù)人身和機(jī)械設(shè)備安全，它包括基本集成安全功能和擴(kuò)展集成安全功能兩種：
基本安全功能：包含在裝置供貨范圍內(nèi)，無需額外*
---安全扭矩?cái)嚅_（STO）
---安全停機(jī)1（SS1，時(shí)間控制）
---安全制動(dòng)控制（SBC）
擴(kuò)展安全功能：根據(jù)所需控制軸數(shù)，額外訂購相應(yīng)數(shù)量的安全*
---安全扭矩?cái)嚅_（STO）
---安全停機(jī)1（SS1，時(shí)間和加速控制）
---安全停機(jī)2（SS2）
---安全運(yùn)行停止（SOS）
---安全限速（SLS）
---安全速度監(jiān)控（SSM）
---安全方向（SDI）
集成安全功能的控制方式：
| PROFIsafe安全協(xié)議 | 控制單元或功率單元上的端子 | TM54F | |
|---|---|---|---|
| 基本功能 | 是 | 是 | 否 |
| 擴(kuò)展功能 | 是 | 否 | 是 |
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修理840Di sl系統(tǒng)液壓泵頭后續(xù)問題1
設(shè)備修復(fù)后二天的連續(xù)運(yùn)行，及機(jī)床參數(shù)的重新調(diào)整、25040#等報(bào)警問題得到的解決，但那個(gè)一天一次或幾天一次的設(shè)備“無辜”停機(jī)問題的處理過程還沒有與大家分享過，感覺有寫電視劇的了。
在前幾天調(diào)試系統(tǒng)液壓泵頭時(shí)，“無意”間發(fā)現(xiàn)了一個(gè)制造商（編程者）忽視的程序邏輯關(guān)系，今晚拿來與大家分享一番（控制程序已經(jīng)修改完畢）。
事情的來由是這樣的，該840Di sl系統(tǒng)有一個(gè)控制上滑塊上、下運(yùn)動(dòng)的液壓伺服泵，該泵前幾篇文章中有較為詳細(xì)的描述修復(fù)及排障過程，泵為軸向柱塞伺服雙向變量泵（Rexroth），訂貨號(hào)SYHDFEE-10/250R-VZB25U99-0576-A0B1C；配套的控制伺服閥組及一個(gè)外部反饋的壓力傳感器給定VT-DFPE-A-22/G24K0/0B1C/V控制器組成，閥控部分原理圖，圖示：
該伺服閥組有一組泵頭故障報(bào)警輸出控制器3#端子至plc輸入I81.6，這個(gè)被忽視了的報(bào)警邏輯控制由此展開。
首先，描述該報(bào)警輸出功能：當(dāng)泵頭檢測到系統(tǒng)壓力給定值沒有到達(dá)目標(biāo)值；或者液壓換向時(shí)負(fù)載側(cè)可能的被“吸控”（雙向流量作用）；或者泵頭溫度大于80℃等原因引起的故障輸出，正常時(shí)，該位輸出為1，報(bào)警時(shí)輸出為0。
該故障報(bào)警程序段的含義：當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)；液壓站啟動(dòng)完畢后，如果該泵故障輸出狀態(tài) = 0，則表示泵存在故障，報(bào)警510102#信息。
上述程序看起來并沒有不合理之處，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)這個(gè)邏輯順序關(guān)系與硬件的匹配使這個(gè)故障被“人為”隱蔽。
假設(shè)當(dāng)泵頭故障出現(xiàn)時(shí)I81.6 = 0，或者干脆說該點(diǎn)存在接觸性問題，該I81.6 = 0被plc捕捉到，那么由此程序控制復(fù)位系統(tǒng)啟動(dòng)標(biāo)志位"ges.Steuerspannung ein"，系統(tǒng)啟動(dòng)一旦被復(fù)位，泵就連帶被迫停止工作，泵停止工作后報(bào)警也就“自動(dòng)”復(fù)位了。
注：該設(shè)備的系統(tǒng)啟動(dòng)包含控制電源的啟動(dòng)，也包含該伺服控制閥這部分電源，而控制器報(bào)警輸出3#端子調(diào)用的是NC邏輯。一旦出現(xiàn)這個(gè)報(bào)警，設(shè)備就“自動(dòng)”停機(jī)、故障信息也不可能被顯示，且會(huì)給用戶判斷停機(jī)故障，有摸不著頭腦的感覺。
一直來該設(shè)備存在一天一次，或者幾天一次的“無辜”停機(jī)，這樣的停機(jī)次數(shù)非常偶然，曾經(jīng)為此找過好多次，總是很難被查詢到真正的問題所在。但是在這次排障中被“無意”發(fā)現(xiàn)了這個(gè)控制邏輯關(guān)系，非常隱蔽，沒有仔細(xì)推敲實(shí)難發(fā)現(xiàn)無辜停機(jī)的根本原因。這個(gè)“無意”實(shí)際上是維修泵頭時(shí)，泵頭偏轉(zhuǎn)角度被我任意調(diào)亂，使故障輸出標(biāo)志特征變得明顯。查找和發(fā)現(xiàn)問題困難，解決問題就相對(duì)容易的多了，將程序修改為：
西門子CN數(shù)字量模塊1PL22-0XA8
