西門子S7-1200模塊總代理商西門子S7-1200模塊總代理商
西門子PLC被認為是可編程控制器，實際上也是計算機中的一種，此主要是通過計算機為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)變而成的新型，從深層次角度來看，PLC的促進了電子自動化生產(chǎn)，因為此是一項相對的自動化控制器，并在電氣自動化控制過程中被大力采用，還獲取了相應(yīng)的成績。即使目前PLC在先前的基礎(chǔ)上不斷的和發(fā)展，可是我們還是將其稱之為PLC。在程序不斷運行的狀態(tài)下，根據(jù)用戶提出的不同要求，對有關(guān)軟件進行控制，在依據(jù)設(shè)定的程序給予相應(yīng)的處理，從而達到了電氣自動化控制的目的。
二、PLC的優(yōu)點
（1）編程語言簡單。程序語言簡單能保證操作人員操作起來簡單上手。PLC作為控制計算機，其編程語言必須能讓工程人員理解和接受，這樣能讓其更好更快的投入使用，因此，其編程語言都比較簡易，大多采用梯形圖、邏輯圖或者語句表等簡明的編程語言，編程時間縮短的同時，也使那些不熟悉電子電路、不懂計算機原理以及編程語言的人，也可以通過簡單的學(xué)習(xí)，對該系統(tǒng)進行控制。對于推廣使用PLC十分有利。
M182置位使氣缸伸出定位翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，氣缸前磁感X5檢測到氣缸伸出定位后使Y10復(fù)位，PLC的輸出點Y11動作發(fā)出焊位2完成信號給機器人，此時，機器人再由機器人原點轉(zhuǎn)往焊位2的位置進行焊接作業(yè)，焊接完畢后返回原點。
還需在控制系統(tǒng)中定義分配1個安裝位，以便于操作工人安裝和拆卸工件，在自動生產(chǎn)前，需在手動模式下示教操作，以確定各焊位的位置數(shù)據(jù)，為了消除機械誤差對示教操作定位的影響，在示教確定焊位位置數(shù)據(jù)前，要先執(zhí)行1次對翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的回原點清零處理。
PLC主機及擴展模塊如圖2所示，3變頻器的選擇本設(shè)計選用西門子MM440變頻器，該變頻器可以通過6個數(shù)字輸入端口對電動機進行正反轉(zhuǎn)運行，正反轉(zhuǎn)點動運行方向控制，可通過基本操作板，按頻率調(diào)節(jié)按鍵可增加和減少輸出頻率。
4控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計程采用PLC控制的全自動瓷磚打包機流水線，打包機完成上料，傳送，對位，傳送，捆扎，傳送等工作，上料靠機械手配合電機工作，根據(jù)實際要求設(shè)計每次的夾磚時間，使整個生產(chǎn)過程不間斷，提高生產(chǎn)效率。
根據(jù)I/O地址分配(6輸入，9輸出且輸出選用繼電器型輸出)，選用西門子S7200系列PLC，考慮到PLC還要外接一個4路模擬量輸入模塊EM231和2個2路模擬量輸出模塊EM232，所以選用的PLC必須能夠擴展2個以上模塊[1]。
從而設(shè)置正反向轉(zhuǎn)速的大小，也可以由模擬輸入端控制電動機轉(zhuǎn)速的大小，其型號種類繁多，額定功率從120W到200Kw(恒定轉(zhuǎn)矩CT控制方式)，或者可達250Kw(可變轉(zhuǎn)矩VT控制方式)，供用戶選擇，MM440變頻器由微處理器控制。
然后按下觸摸屏上的[+"(M17)或[-"(M18)點動按鈕使翻轉(zhuǎn)機構(gòu)動作，在到達所需的位置后松開按鈕，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)停止動作，此時，按下觸摸屏上的[M101"按鈕，將Y0輸出脈沖的累積值傳送到D1102作為焊位1的位置數(shù)據(jù)。
需要兩人控制，一人接磚，一人控制機器，發(fā)覺機械異常時能立刻停止，避免不必要的經(jīng)濟損失，防止意外的產(chǎn)生，2打包機的控制系統(tǒng)設(shè)計本次打包機設(shè)計用的是來自三菱MITSUBISHIFX2N-48MR繼電器輸出型可編程控制器。
并采用具有現(xiàn)代水平的絕緣柵雙極型(IGBT)晶體管作為功率輸出器件，因此它們具有很高的運行可靠性和功能多樣性，采用脈沖頻率可選的脈寬調(diào)制，可使電動機低噪聲運行，而完善的保護功能為變頻器和電機提供了良好的保護[2]。
該系統(tǒng)所需的輸入點數(shù)為22，輸出點數(shù)為22，全部是開關(guān)量，則可將I//O分配如下(表1):表1PLC輸入輸出點控制表3程序梯形圖根據(jù)對交通信號燈的控制要求及PLC控制系統(tǒng)的I/O分配的定義，可對PLC進行控制程序的設(shè)計。
使其可以運用于各種自動化控制領(lǐng)域，現(xiàn)代的PLC不僅可以用來控制時間，還可以控制位置，控制溫度等，功能日趨完善，(5)維護簡便，維護簡單可以保證系統(tǒng)的使用壽命，PLC本身的設(shè)計簡單且有完善的自我診斷的功能。
西門子PLC自動化控制系統(tǒng)的輸人電源供電電壓要保持在AC85-240V之間，這種供電電源適用于各種范圍，所以一般都會采用這種電源?？墒?，外界環(huán)境會給電源帶來一定的干擾，所以我們要在電源上裝置電源凈化元件是非常有必要的，在電源凈化元件中重要的是電源濾波器和隔離變壓器兩種，在對隔離變壓器使用時可以將雙層隔離運用其中，能夠通過屏蔽層將高低頻脈沖干擾有效降低。在設(shè)計輸人電源時，一般都會應(yīng)用DC24V的輸人電源，可是電源中的負載，就要重點關(guān)注電源的容量，還要做好一定的電源短路預(yù)防工作，在遇到緊急短路事件時能夠保證系統(tǒng)的正常運作。
?。?）完善PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計
在對輸出電路進行設(shè)計時，必須根據(jù)對基本生產(chǎn)工藝要求的了解保證有關(guān)電路設(shè)計工作的合理性，在這之中輸出電路需要的指示燈和變頻器的控制和調(diào)節(jié)必須通過晶體管才能夠輸出，尤其是超高頻率的PLC控制系統(tǒng)，更是離不開晶體管作為支柱。如果出現(xiàn)頻率過低的現(xiàn)象，我們首要選擇是對繼電器進行輸出，繼電器不但有簡單的設(shè)計，而且還能夠有效提高系統(tǒng)的負載能力。針對存在輸出帶電磁線圈的輸出電路，為了避免出現(xiàn)電流之間出現(xiàn)沖擊，在進行設(shè)計時要在直流感性負載周邊安裝續(xù)流二極管，只有這樣才能將浪涌電流吸收，有效的保護PLC不受損壞。
調(diào)試工作簡單，PLC所用的編程可供人員在實驗室進行模擬調(diào)試，現(xiàn)場可以通過輸入信號來模擬開關(guān)，通過PLC上的發(fā)光二極管來觀察輸出信號，如果在現(xiàn)場調(diào)試的過程中發(fā)現(xiàn)存在的漏洞或者問題，也能在現(xiàn)場進行修改。
4控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計程采用PLC控制的全自動瓷磚打包機流水線，打包機完成上料，傳送，對位，傳送，捆扎，傳送等工作，上料靠機械手配合電機工作，根據(jù)實際要求設(shè)計每次的夾磚時間，使整個生產(chǎn)過程不間斷，提高生產(chǎn)效率。
傳送，將夾上輸送帶的磚塊，送到下一個工作區(qū)間，靠電機帶動輸送的運轉(zhuǎn)，對位，在前兩部分的機械工作和移動的過程中，會使到磚塊的移位，不對齊，對下一部分的捆扎工作帶來影響，使得捆扎過程中會出現(xiàn)問題，例如:捆扎不整齊。
根據(jù)I/O地址分配(6輸入，9輸出且輸出選用繼電器型輸出)，選用西門子S7200系列PLC，考慮到PLC還要外接一個4路模擬量輸入模塊EM231和2個2路模擬量輸出模塊EM232，所以選用的PLC必須能夠擴展2個以上模塊[1]。
使其功能得到充分發(fā)揮，而且可以順利實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能，PLC還可以通過互聯(lián)網(wǎng)，進行聯(lián)網(wǎng)操作，做到分散控制，集中管理，這樣與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，其優(yōu)勢就十分明顯，PLC通過其*的邏輯處理功能以及完善的數(shù)據(jù)運算能力。
隨后再根據(jù)焊接模架時所需的工位數(shù)量和要求示教，以確定對應(yīng)的焊位位置數(shù)據(jù)，主站示教操作確定焊位的控制程序如圖1所示，M101-M104為對應(yīng)主站焊位1-4位置數(shù)據(jù)的觸摸屏示教確定按鈕，M100為工件安裝位位置數(shù)據(jù)的觸摸屏示教確定按鈕。
(3)可靠性高，可靠性能保證該設(shè)備的正常運行，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)大量使用的是時間繼電器以及中間繼電器，這樣就會造成很多線路接口，容易發(fā)生接觸不良的現(xiàn)象，這樣發(fā)生故障的幾率就會大一些，而PLC用軟件代替了中間繼電器和時間繼電器。
人們用觸摸屏來代替鼠標或鍵盤，工作時，我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標或菜單位置來定位選擇信息輸入，觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成,觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面。
工作時，我們必須接生產(chǎn)，機器人必須在原點位置且輸出原點信號給PLC后，PLC才可以控制四焊位翻轉(zhuǎn)機構(gòu)動作，如果機器人不在原點，那么翻轉(zhuǎn)機構(gòu)無法進行自動或手動翻轉(zhuǎn)控制，同時，每套翻轉(zhuǎn)機構(gòu)除了設(shè)計分配必要的焊位外。
從而設(shè)置正反向轉(zhuǎn)速的大小，也可以由模擬輸入端控制電動機轉(zhuǎn)速的大小，其型號種類繁多，額定功率從120W到200Kw(恒定轉(zhuǎn)矩CT控制方式)，或者可達250Kw(可變轉(zhuǎn)矩VT控制方式)，供用戶選擇，MM440變頻器由微處理器控制。
西門信號控制系統(tǒng)有4項主要功能：交通控制(CTC)功能、微機聯(lián)鎖(INTERLOCKING)功能、自動列車控制(ATC)功能和即時列車識別功能(PTI)。CTC功能包括自動進路、自動列車調(diào)整、自動列車跟蹤和自動運輸管理等子功能；INTER—LOCKING功能包括軌道電路信息處理、進路控制、信號控制等子功能；ATC功能包括自動列車防護(ATP)和自動列車駕駛(ATO)2項功能，其中ATP包含速度控制、限速區(qū)控制、追蹤運行間隔控制和車門控制等子功能，ATO功能包含惰行／巡航、乘客信息服務(wù)、車門操作和自動折返等子功能。除此之外，還有其他各種輔助功能。
PLC主機及擴展模塊如圖2所示，3變頻器的選擇本設(shè)計選用西門子MM440變頻器，該變頻器可以通過6個數(shù)字輸入端口對電動機進行正反轉(zhuǎn)運行，正反轉(zhuǎn)點動運行方向控制，可通過基本操作板，按頻率調(diào)節(jié)按鍵可增加和減少輸出頻率。
操作翻轉(zhuǎn)機構(gòu)分別轉(zhuǎn)到原先已示教確定好的焊位1和焊位2，使焊接機器人在相應(yīng)的焊位1和焊位2上進行焊接軌跡的示教數(shù)據(jù)確定,完成焊接軌跡示教數(shù)據(jù)的確認后，再使翻轉(zhuǎn)機構(gòu)自動回到工件安裝位，此時，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的自動控制位置和機器人自動焊接軌跡匹配完畢。
以下用主站兩焊位(焊位1，焊位2)的PLC程序介紹控制設(shè)計原理，主站示教操作時，在將X1選擇開關(guān)打至[OFF"狀態(tài)，以及主站翻轉(zhuǎn)定位氣缸后磁感X4和機器人原點X11信號均為[ON"的前提下，先操作執(zhí)行對翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的回原點清零處理。
翻轉(zhuǎn)機構(gòu)在原點停留2s后M151置位，再執(zhí)行D1102焊位1的目標位置,到達焊位11.5s后，M181置位使氣缸伸出定位翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，氣缸前磁感X5檢測到氣缸伸出定位后由PLC的Y10動作發(fā)出焊位1完成信號給機器人。
PLC設(shè)備外形比較小巧，現(xiàn)階段比較小型的PLC只有130克，底部尺寸在100毫米以內(nèi)，能耗也僅僅只有幾瓦，十分節(jié)能，同時由于PLC設(shè)備十分輕巧，就可以將其安裝到機械里，實現(xiàn)機電一體化控制，三，完善PLC自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計1.完善PLC自動化控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(1)完善PLC控制系統(tǒng)的輸人電路設(shè)。
知識的會削弱企業(yè)的競爭力?，F(xiàn)如今，企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)而開展開放創(chuàng)新，從整體著眼，將自身知識與外部技術(shù)專長相結(jié)合。這樣一來，它們就能更好地挖掘自身的創(chuàng)新潛力。而早在多年前，西門子就已為快速、開放、合作的知識轉(zhuǎn)移奠定了堅實的基礎(chǔ)。
隨著研究與開發(fā)領(lǐng)域間數(shù)據(jù)流動的日益加快，創(chuàng)新周期不斷縮短。因此，不受阻礙地交流關(guān)于新趨勢和新技術(shù)的信息就變得愈發(fā)重要。所以，許多企業(yè)紛紛開始借助開放創(chuàng)新（OI）的手段，將不同部門，甚至企業(yè)外部的知識整合在一起。在西門子，開放創(chuàng)新的模式已日趨成熟。例如，在線知識交流平臺可以將西門子遍布的研發(fā)團隊在一起。
被稱之為“群組”的網(wǎng)絡(luò)社區(qū)就是這樣的例子。群組里往往有數(shù)千位專家。在這里，員工可以開展討論，找出優(yōu)秀創(chuàng)意，并進一步進行研發(fā)以達到市場需求。
無限的創(chuàng)意交流
西門子通過有的放矢的方式，倡導(dǎo)這種開放創(chuàng)新模式。譬如，西門子在內(nèi)部開展的名為“Quickstarter”的開放創(chuàng)意競賽。該比賽已舉辦兩屆，每次西門子都為之投入50萬歐元。Quickstarter的特別之處在于，終哪個項目獲得投資并非由管理層決定，而是讓員工做主。員工有了好的創(chuàng)意，可以在4周內(nèi)將之放在在線平臺上進行展示。許多時候，這些展示會在來自不同業(yè)務(wù)部門的同事間引發(fā)專業(yè)討論，趣味盎然。比賽結(jié)束時，投資者——專門為此注冊的員工——可以自主分配整體預(yù)算。很多由此獲得所需資金的項目終都被付諸實踐了。
西門子在內(nèi)部開展的創(chuàng)意競賽Quickstarter是企業(yè)通過有的放矢的方式倡導(dǎo)開放創(chuàng)新的*。該比賽已成功舉辦兩屆。
從誕生創(chuàng)意到付諸實踐
兩屆Quickstarter比賽共產(chǎn)生了78個創(chuàng)意。其中26個項目給投資者留下了深刻印象，獲得了全額投資。另有15個項目被允許在到達階段性項目目標前繼續(xù)推進。Quickstarter發(fā)起者兼項目負責(zé)人Christian Homma博士表示：“參賽的項目五花八門，但主要集中在數(shù)字化領(lǐng)域的核心問題上，如面向工業(yè)4.0的通用驅(qū)動平臺和保障IT安全的新方法等。”不過，許多別出心裁的創(chuàng)意也獲得了青睞。其中一個就是“海上藻類養(yǎng)殖”項目，其目的是研究如何在公海風(fēng)電場附近有針對性地養(yǎng)殖藻類以幫助穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)。未來，西門子將定期舉辦Quickstarter比賽。
西門子創(chuàng)新基金
西門子積極推行開放創(chuàng)新的另一個例子是西門子創(chuàng)新基金。在德國，僅當前營業(yè)年度，西門子就已經(jīng)通過這個基金投資了1000萬歐元來資助員工的非凡創(chuàng)意。創(chuàng)新基金號召每一位西門子員工提出創(chuàng)新的點子和具體實施建議，不過前提條件是這些創(chuàng)意應(yīng)當能在三年內(nèi)得以實現(xiàn)。
值得投資的創(chuàng)意不一定非得瞄準新技術(shù)研發(fā)，也可以是建立新的業(yè)務(wù)模式和服務(wù)，或是在銷售中提高客戶忠誠度。比賽主辦方還專門尋求在西門子各部門當前業(yè)務(wù)領(lǐng)域之外的創(chuàng)新。由決策者和專家組成的評委會將決定哪些項目會真正得以實施。
在研究領(lǐng)域進行合作
西門子也善于利用公司外部資源進行開放創(chuàng)新，這樣的案例不勝枚舉。例如，多年來，西門子研究院一直與世界各地的優(yōu)秀大學(xué)和研究機構(gòu)保持密切合作。此外，獨立業(yè)務(wù)部門next47旨在大力倡導(dǎo)性創(chuàng)新并進一步加快新技術(shù)研發(fā)的步伐。通過next47，西門子正在整合與初創(chuàng)企業(yè)有關(guān)的合作。
同時，西門子還在密切留意行業(yè)內(nèi)的新研發(fā)進展。為此，西門子研究院在內(nèi)部成立了趨勢（2014年）與技術(shù)（2012年）偵察部門。西門子利用這個部門幫助內(nèi)部研究小組找到其工作所需的外部技術(shù)合作伙伴，從而辨別有關(guān)趨勢并將之應(yīng)用到工作中。
所有這些例子都是催化創(chuàng)意的新途徑。這些新方法也提出了轉(zhuǎn)變企業(yè)文化的需求，即從“我的知識—你的知識”的思維模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橥诰騿T工的巨大潛力以使人人受益的新文化。
