1.    江蘇新瑞機械有限公司坐落於江蘇常州，是一家專業從事數控設備的研發、生產
、銷售和服務的現代化製造型企業。公司主要產品覆蓋立式加工中心全部係列、數控車床全部係列、SR係列壓鑄機全部係列，具有高速度、高精度

、高可靠性等特點。新瑞機械秉承“務實敬業、合作高效、銳意進取、精益求精”的企業精神，把一流的產品貢獻給客戶，把永不滿足留給企業，把信心、技術和競爭力來實現“構築業界一流企業，爭創業內第一品牌”的承諾。

2.    壓(ya)鑄(zhu)機(ji)的(de)主(zhu)要(yao)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)是(shi)壓(ya)鑄(zhu)成(cheng)型(xing)。在(zai)高(gao)壓(ya)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，使(shi)液(ye)態(tai)或(huo)半(ban)液(ye)態(tai)的(de)金(jin)屬(shu)，以(yi)較(jiao)高(gao)的(de)速(su)度(du)填(tian)充(chong)壓(ya)鑄(zhu)型(xing)型(xing)腔(qiang)，並(bing)在(zai)壓(ya)力(li)下(xia)成(cheng)型(xing)和(he)凝(ning)固(gu)而(er)獲(huo)得(de)鑄(zhu)件(jian)的(de)方(fang)法(fa)。係(xi)統(tong)有(you)2組比例閥：比例壓力和比例流量，用來控製機器的液壓動作

，如動芯一入

、動芯二入
、靜芯入
、動芯一出、動芯二出、靜芯出、開模、合模、頂針進、頂針退
；壓射動作分3步：慢壓射、快壓射和增壓射，由3個獨立的步進電機調節油泵的開口；輔機由噴霧機械手、給湯機械手和取件機械手組成，動作速度由畫麵設定

，由相應的變頻器控製輸出。

3.    項目當中使用的西門子自動化產品的型號、數量、類型
、何種控製對象

型號	數量	類型	控製對象
OP270 10	1	10.4”,256色	HMI
CPU313C	1	24DI,D24V 16DQ,DC24V,0.5A 5AI     2AQ	數字量輸入 數字量輸出 ，3 PWM輸出 模擬量輸入：給湯機械手湯臂位置 ，給湯機械手湯勺位置，係統壓力  模擬量輸出：給湯機械手湯臂速度 ，給湯機械手湯勺速度
SM321	3	32DI,DC24V	數字量輸入
SM322	2	8DQ,DC24V,2A	數字量輸出（電磁閥輸出）
SM322	3	16DQ,DC24V,0.5A	數字量輸出
SM335	1	4AI     4AQ	模擬量輸入：移模電子尺、壓射電子尺 、頂針電子尺、壓射壓力檢測 模擬量輸出：比例壓力、比例流量
IM365	1	P-BUS	擴展機架
RAIL	2	480mm	導軌
MPI Cable	1	5m	電纜

4.    照片

新瑞SR150型壓鑄機

二
、控製係統構成

1.    硬件配置、係統結構及選擇依據

係統由HMI和S7-300型PLC構成。因為有位置、壓力、速度等曲線需要顯示
，所以選擇了OP270 10。顯示效果比較好
，有操作按鍵
，容易維護

；由於需要3路PWM輸出控製步進電機
，所以選擇了CPU313C，幾乎全部利用該CPU的數字量輸入輸出及模擬量輸入輸出，性價比非常好；另外，由於壓射過程非常快
，通常為10-50m/s，有時甚至可以達到100m/s以上。係統需要高速采集大量的數據進行顯示
、分析和比較，因此選擇了SM335模塊

，它的模擬量輸入輸出速度快
、精度高

，還可以產生硬件中斷。
  2.    附加係統的硬件配置圖，網絡結構圖，應用中的監視畫麵。

輔機係統主要是由3個機械手構成：噴霧機械手

、給湯機械手和取件機械手。他們根據壓鑄機的動作循環，在相應的位置進行動作。

 3.    多種可選方案的比較：由於有3個步進電機需要控製，在選擇方案時考慮過用CPU313C加3個FM353模塊，該模塊是1軸步進電機定位模塊，最高脈衝頻率可達200KHz，但此方案成本太高；考慮到本機器對脈衝頻率要求不高，CPU313C模塊中集成的3路PWM輸出脈衝頻率可達2.5KHz，已經完全可以滿足係統的要求。因此隻用1個CPU313C就完成控製要求，性價比很完美！

三
、控製係統完成的功能

      1.    整個控製係統可以分為人機界麵顯示部分和PLC控製部分。其中PLC控製係統可以分為以下幾個部分：壓鑄機動作順序控製、壓射曲線顯示、PWM輸出控製和機械手控製。壓鑄機的動作控製如開模合模
，是根據不同的位置送出不同的壓力和流量，通常合模分4級
，開模分3級。考慮到液壓動作的平滑，本係統加了軟件斜率，在每個動作的開始、qiehuanhejieshushidouyaotongguoxielvpinghuaguodu，shidongzuohenliuchangerqieshengyinhenxiao。zaijiqideshiyongguochengzhongmojudetiaozhenghenmafan
，zidongtiaomogongnengzidongwanchengdefansuodetiaojieguocheng，jianhuacaozuo；壓射過程對機器的成型非常重要
，需要采集大量的位置
、壓力和位置數據，壓射動作分3步：慢壓射、快壓射和增壓射
，由3個獨立的步進電機調節油泵的開口控製壓射的速度；PWM輸出是控製3個獨立的步進電機，分別對應慢壓射
、快壓射和增壓射的速度。控製上由PLC調用係統功能塊SFB49來實現；本機器配備了3個機械手：噴霧機械手、給湯機械手和取件機械手
，他們是可選的。根據壓鑄機的動作循環，在相應的位置進行動作。脈寬調製功能是係統集成功能，僅需在硬件配置中作簡單設定後，即可在PLC程序中調用SFB49，使用非常方便。
        CALL  SFB   49 , "DI_PULSE_1"       

 // 慢壓射

       LADDR   :="DI_PULSE_1".LADDR    

// Count Address:768

       CHANNEL :=0

       SW_EN   :="DI_PULSE_1".SW_EN

       MAN_DO  :="DI_PULSE_1".MAN_DO

       SET_DO  :="DI_PULSE_1".SET_DO

       OUTP_VAL:="DI_PULSE_1".OUTP_VAL

       JOB_REQ :="DI_PULSE_1".JOB_REQ

       JOB_ID  :="DI_PULSE_1".JOB_ID

       JOB_VAL :="DI_PULSE_1".JOB_VAL

       STS_EN  :="DI_PULSE_1".STS_EN

       STS_STRT:="DI_PULSE_1".STS_STRT

       STS_DO  :="DI_PULSE_1".STS_DO

       JOB_DONE:="DI_PULSE_1".JOB_DONE

       JOB_ERR :="DI_PULSE_1".JOB_ERR

      JOB_STAT:="DI_PULSE_1".JOB_STAT
2.    在壓射過程中如何高速采樣位置
、壓力和速度數據是項目的難點。在硬件上
，我們選用SM335模塊
，它的模擬量輸入處理速度約為每通道200us，精度為14位，並產生硬件中斷OB40。係統中設定了2ms的硬件中斷
，在壓射過程中采集位置、壓力和速度數據；在PLC程序方麵，我們使用了變址尋址的編程技巧，壓縮程序空間，提高運行效率，使係統可以在2ms的中斷周期內完成運算；在HMI方麵
，配, 置了TREND曲線
，在壓射過程結束後可以馬上更新曲線。

      L     #Index

      SLD   4

      LAR1 

      OPN   "DB_Curve"

      L     #Act_Pos

      T     , DBW [AR1,P#0.0]&nbs, p;            // Actual Position

      L     #Act_Prs

      T     DBW [AR1,P#4000.0]          // Actual Pressure

      L     #Act_Pos

      L     #Act_PosPre

      -I   

      L     33

      *I   

      T     DBW [AR1,P#8000.0]          // Actual Speed

      L     #Act_Pos

      T     #Act_PosPre

      L     #Index

      +     1

      T     #Index

        3.    附加生產工藝當中有特點或較典型的設備或工藝照片。

四、項目運行

    係統在2005年4月份投入使用後，運行情況良好，獲得用戶的好評。該方案將用在大型、高檔的壓鑄機上。由於壓鑄機的使用環境非常惡劣，因此硬件很可靠性非常重要，S7-300堅固的硬件保證了係統的可靠性。而HMI方麵由於使用了OP270 10，操作簡便，顯示效果比較好
，也回避了觸摸屏的一些缺點，如不適合使用在多油汙
、金屬碎片的環境等。

五
、應用體會

    項目進行當中，深深地感到西門子自動化產品無與倫比的靈活性。STEP 7強大而便捷的編程功能和PROTOOL靈活自如的組態性能使項目的編程和調試進展非常快。更改容易，維護方便。在PLC的de編bian程cheng中zhong

，使shi用yong了le符fu號hao編bian程cheng
，簡jian單dan明ming了le，易yi學xue易yi懂dong易yi維wei護hu。為wei了le節jie約yue成cheng本ben
，編bian程cheng中zhong使shi用yong模mo塊kuai化hua編bian程cheng和he變bian址zhi尋xun址zhi，大da量liang壓ya縮suo程cheng序xu空kong間jian
，否fou則ze必bi須xu使shi用yong更geng高gao一yi擋dang的deCPU314C-2DP。

    當然在調試的過程中
，也在所難免地遇到了麻煩。PWM輸出原本是集成功能，很方便使用。但由於我們節約成本，使用CPU313C上的數字量輸入點，在沒有配置使用硬件門的情況下
，CPU313C上的部分數字量輸入點還是會影響3通道的PWM輸出。由於西門子手冊上的描述也不確切，在求助無門的情況下，對CPU313C上的數字量輸入點一一進行測試並與3通道的PWM輸出對照，終於弄清楚了硬件門的準確定義，完滿解決了問題。