摘 要：介绍了西门子全集成自动化控制系统-TIA在液压成型机上的应用，详细介绍了液压成型机的设备工艺和控制系统的设计方案以及PROFIBUS通讯网络的拓扑结构、参数设置等。该系统投运结果表明，达到了规定的设计性能指标和要求。
关键词：全集成自动化 液压成型 设备工艺
某重工机械有限公司是一家专业从事研发、制造新型墙体材料生产设备并提供全套固体废弃物综合利用解决方案的专业型企业。原来的全自动新型墙体砖液压成型机的控制系统比较杂乱，低压，传动，HMI和控制器部分采用的品牌比较多，控制方案比较复杂，编程和通讯都较繁琐，并且故障率较高，造成系统的维护成本较大。
为了解决上述存在的问题，经过反复优化分析比较，决定采用西门子公司的全集成自动化控制系统作为液压成型机的控制系统。西门子全集成自动化（Totally Integrated Automation-TIA）提供给我们一个全模块化的控制系统，各模块的部件不但可以进行单独功能扩展，而且还能组合在一起形成高集成度的自动化操作系统。全集成自动化（TIA）不仅通过现场总线技术实现了系统自身与现场设备的纵向集成，同时也实现了系统与系统之间的横向联系。使通讯覆盖整个企业，从而实现了自动化控制、制造业执行系统和企业资源计划系统三者的完美结合，确保了现场实时数据的及时、精确和统一。
1．液压成型机工艺介绍
液压成型机是新型墙体材料生产工艺中的核心设备，主要由布料小车、主机、液压站、皮带机、码坯机、进给机等组成。布料小车主要由小车油缸、料斗、夹砖框、布料框等组成，主要完成运载物料、夹砖送出、布料等功能；主机由上横梁、模架横梁、主活塞、脱模缸、模具组成，完成成型压制、脱模功能；液压系统由泵站、布料控制阀组、压制及回程控制阀组、脱模控制阀组和压力控制阀组四个部分组成，其主要作用为压制提供动力；皮带机主要用于输送砖坯到码垛位置；码坯机进行砖坯的单双层码放；进给机主要用于输送已经码放好的砖坯到摆渡车。
2．液压成型机项目方案
液压成型机控制系统采用SIMATIC 315-2PN/DP PLC，通过数字量和模拟量输入模块采集的信号及数据，进行逻辑运算，借助WINCC上位机对设备功能进行控制和状态监控。控制系统元件主要包括以下几个部分：
1) S7300 315-2PN/DP CPU模块
2) 信号模板（数字量，模拟量）
3) G120变频器
4) MM440 变频器
5) 西门子PROFIBUS接口绝对值编码器
6) WINCC V6.2 组态软件
3. 控制系统构成
液压成型机控制系统采用西门子TIA方案，从上位机监控到中央控制器PLC及现场设备均采用网络通讯方式进行控制，上位机与PLC通过以太网方式通讯，PLC与变频器及编码器通过PROFIBUS DP通讯方式，控制简单方便。图1为控制系统网路配置的网络拓扑结构图，图2为系统配置图：
图1 网络拓扑结构 图2 系统配置
4．系统的监控与管理
该监控系统设计了“系统权限、实时报警、报表预览、自动报表打印、故障参数自诊断报警、网络通断提示等”基本功能，上位机可以实现对布料小车、主机、液压站、皮带机、码坯机和进给机等部分的监控与操作，极大地方便了工作人员的操作和监控，有效地提高了生产效率。图3为监控系统的主界面。
图3 监控系统主界面
5．结束语
该设备于2009年8月份在用户工厂正式投产运行，控制系统稳定可靠，采用PROFIBUS现场总线的通讯方式,编程简单方便，与传统布线相比节省了大量电缆的费用和施工调试以及系统投运后的维护时间和费用。无论是生产效率还是控制精度均得到用户的肯定与好评，具有一定的行业推广价值。
参考文献：
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[2] 汪祖武，李平康.基于以太网的分布式测温系统[J].微计算机信息2004，20(6):31~33
[3] 深入浅出WINCC V6 北京航空航天大学出版社
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