KP700在PPR实壁管生产线的应用

   1　项目介绍

   浙江双林塑料机械有限公司是一家以机械制造业为龙头的集团性国家级高新技术企业。总部位于美丽的西子湖畔杭州。双林始终致力于塑料机械成套设备的研发，主要生产的管材设备包括：大口径300～4000mm缠绕增强输排水管生产线，20～1200mmPE实壁管生产线，农业节水滴灌管生产线，PP-R塑铝稳态管生产线、高速PE-RT地暖管生产线、搭接焊铝塑复合管生产线、对接焊铝塑复合管生产线、一步法PE-Xb管材生产线、PB（聚丁烯）管材生产线、铝塑PP-R管生产线、玻纤增强PP-R管材生产线、三层/五层防渗氧管材生产线、通讯复套管生产线、双壁波纹管生产线、PVC管材生产线、PVC编织增强软管生产线、不锈钢PP-R复合管生产线、木塑型材生产线，新型建筑模板生产线，造粒生产线，聚酯薄膜生产线，塑料辅机，干燥机，破碎机，混料机等。

   设备介绍：双林实壁管生产线主要生产PPR实壁管，该PP-R新型冷热水管生产线主要用于生产住宅供水系统、工业用水输送、压缩空气运输等方面广泛应用的各种管径、壁厚的管材、在国际管材发展史上，PP-R是最新的推广产品，具有价廉、无毒、无锈蚀、耐高温、安装方便等特点。该生产线是双林公司引进吸收国内外先进技术自行研制成功的新产品，其螺杆和机头等关键部件均是按 PP-R 的特性专门设计的。控制电器采用变频调速，主要电器部件采用进口名牌产品；整条生产线具有产量高、质量稳定、制品误差小等特点，是当今塑机行业中的一流设备。同时，该生产线可适应PP-C、PE-X交联管及聚烯等制品生产。

   SIMATIC WinCC V11软件平台介绍：KP700开发平台使用最新的SIMATIC WinCC V11实现。基于TIA Portal（博途）平台的全新SIMATICWinCC V11，支持所有设备级人机界面操作面板，包括所有当前的SIMATIC 触摸型和多功能型面板、新型SIMATIC 人机界面精简及精致系列面板，也支持基于PC的SCADA（监督控制和数据采集）过程可视化系统。采用此新型、统一软件框架，可在同一开发环境中组态西门子的所有可编程控制器、人机界面和驱动装置。在控制器、驱动装置和人机界面之间建立通信时的共享任务，可大大降低连接和组态成本。整个界面的设计兼顾高效性和易用性，适合新、老用户使用。TIA博途作为一切未来软件工程组态包的基础，可对西门子全集成自动化中所涉及的所有自动化和驱动产品进行组态、编程和调试。

   2　控制系统构成

   2.1　硬件配置及工艺描述

  本生产线为PPR实壁管生产线，控制系统采用西门子S7-200，操作屏为最新的西门子KP700，驱动器为欧陆直流调速器，操作方便，既可手动又可全线联动，强大的报警功能，包括温度断线报警，扭矩报警，熔体压力上线报警等。本生产线在联动方面可实现一台挤出主机，一台牵引机，一台标线机三台设备同步加减速，牵引及标线均采用变频器驱动异步电机。当牵引速度增加的同时主机速度及标线速度也同步的加速，本生产线最高同步速度可达1m/min.，为方便操作员在机旁进行操作，选用西门子产品KP700 7" 触摸屏作为监控设备，并将触摸屏安装于操作台上。

  2.2　KP700功能实现

  开机后显示系统公司LOGO和设备名称，经过10秒后自进入主监控画面。通过KP700上功能按键方便地实现不同画面间的切换、将主机电流、转速、温度实时显示、各检测设备状态实时显示、模具温度、压力设定及显示、通过MMC卡记录温度趋势及故障。

   （1） 口令保护

   对于系统设定需有授权的管理员操作，为此特设口令保护，如图1所示，防止未经授权进行操作，造成不合格产品生成，从而严重影响产品质量，导致大量经济损失。在运行系统用户管理中设置口令，首先定义用户组权限，然后在用户中定义用户权限，并进行口令设置及确认。定义了口令，在相应的按钮属性中添加用户权限，当系统运行时，点击该按钮则自动弹出口令对话框，从而实现了对主机转速、电流、扭矩、压力设定值的输入保护。并添加了用户管理项，方便用户更改设置，如图2所示。其中，对PID设置画面，我们也进行了口令定义，根据不同的操作权限，进行相应的操作，如图3所示。
 
                    
                            图1 口令保护画面
 
                  
                           图2 用户管理画面
 
                 
                           图3 PID设置画面

  （2） 配合功能

   通过添加配方功能，供操作者在HMI界面设置工艺参数以及观察过程值。配方是同一类数据的集合，具有固定的数据结构。在组态阶段，对配方的结构进行一次性定义。一个配方中包含有多个配方数据记录，这些数据记录仅在数值方面有所不同，而非结构，数据存储在HMI设备或外部存储介质上。根据所需用途不同，配方的组态有所不同。若需在项目中使用配方视图编辑配方，则值仅能保存在配方数据记录中；若要在项目中编辑配方画面中的配方，则值将保存在配方变量中。可以在单个配方记录中输入数据，并根据需要进行修改，若工艺参数已经存在，则可以在配方的组态期间，在“配方”编辑器中输入数据；如果不得不频繁地修改生产数据，可以在HMI设备上直接输入数据或在机器上直接设置参数，然后再将数据从PLC传送到HMI设备，并存储在配方中。使用配方视图和在配方画面编辑配方时，在运行期间内配方视图中的显示值可能与相关变量中保存的值存在偏差。为防止这种情况发生，必须同步配方数据记录的值和配方变量的值，如图4所示。

   图4 配方管理画面

  2.3　KP700与PLC通讯

  KP700设备带有一个RS422/RS485端口两个以太网通讯端口（带集成交换机），通过这两个端口可以与PC机及PLC分别以MPI/DP方式及以太网方式进行通讯。本套系统是通过西门子S7-200进行控制的，考虑到在机旁操作，通讯距离较近，现场干扰较大，因此采用以太网的方式与S7-200进行通讯，确保通讯的畅通。

  3　项目运行

  西门子新一代KP700屏第一次应用在R&B（橡胶与塑料）行业，该设备从2011年六月安装在PPR实壁管生产线后，使用至今，运行良好，深受用户好评。实壁管生产线设备需要在恶劣环境下使用，因此硬件的可靠性尤为重要，西门子S7-200PLC与KP700能够保证系统的可靠。

  4　应用体会

  KP700是西门子新推出的适合现场使用的一款键控屏，由于键控屏国内很少有人用，操作不习惯，所以前期对用户的培训需要多花点精力，但是KP700设备上又带有USB口，操作人员也可以选择配鼠标使用。但是KP700的亮点是毋庸置疑的，高分辨率、高对比度宽屏 TFT 显示屏 (具有 1600万种颜色)的可视化区域比之前设备高 40%。所有触摸屏设备均可使用垂直(纵向)安装，其现代化工业设计也带来了更好的视觉感。它通过扩大认证范围(例如EX-Zone 2/22，船级社)和 7"以上的压铸型铝质前端，即使在最恶劣的环境条件下也适合使用。当然少许遗憾的是我们这套系统中还没有用到这款屏的两个新功能：系统诊断浏览器和 F（x）控制器。不过我们坚信西门子Comfort Panel必定是以后人机界面的中流砥柱。
 

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