噴油器是柴油內(nèi)燃機的一個關(guān)鍵部件，是油泵油嘴行業(yè)中的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，對噴油器的需求無論在數(shù)量上還是質(zhì)量上都有了新的要求，針對這一情況，我們設(shè)計制造了用來加工噴油器的組合機床。
該機床的機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動力頭均由法國制造。要求加工精度高，電氣挖掘系統(tǒng)功能強，工件加工動作緊，生產(chǎn)效率高。

為了實現(xiàn)該機床鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲及復(fù)合鉆孔等功能，我們選用了SIEMENS公司的SIMATICS7-300可編程控制器和OP15字符操作員面板來達到電氣控制的目的，使機床完成在自動方式、半自動方式和手動調(diào)零方式下的運行，并且可進行參數(shù)的設(shè)置及運行狀態(tài)顯示。當(dāng)機床出現(xiàn)故障時，及時地發(fā)出報警信息，準確地排除故障，這種直觀的顯示方式，提供了良好的人機交互界面。

S7-300可編程控制器的結(jié)構(gòu)為導(dǎo)軌式模塊組合，易于更換，可任意選擇所需要的模塊。而與之相配套的STEPBASIC軟件則功能更加強大，具有多樣化的編程方式，可在線調(diào)試程序或監(jiān)視標(biāo)志位、定時器、計數(shù)器的實際運行狀態(tài)，實現(xiàn)PLC的故障診斷、信息查詢等功能。

OP15字符顯示操作員面板可直接顯示狀態(tài)信息、錯誤住處和過程變量，這為使用者了角機床運行狀態(tài)和故障住處帶來了很大的方便。

OP15的編程軟件PROTOOL/LITE，用于定義OP15的功能和接口，可實現(xiàn)各種顯示的畫面。OP15通過MPI接口與S7-300可編程控制器連接，并由S7程序通過用戶數(shù)據(jù)區(qū)建立和OP15的通訊。
有了上述的硬件和軟件的支持，則非常有益于系統(tǒng)的軟件設(shè)計。機床的程序設(shè)計采用的是分布式編程，程序分成獨立的指令塊，每個塊包含給定的作業(yè)組的邏輯。

使用的編程方法是梯形圖、語句表，根據(jù)實現(xiàn)的名作業(yè)功能編寫出顯示塊、參數(shù)設(shè)置塊、工作臺運行塊、自動循還塊、動力注調(diào)整塊等。這塊程序塊由組織塊OB1調(diào)用，實現(xiàn)整體和程序的協(xié)調(diào)運行。

該機床經(jīng)過幾年的運行表明，整個系統(tǒng)設(shè)計合理，控制精度高，運行可靠，提高了噴油器生產(chǎn)的自動化水平，減小了操作人員的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。

西門子（SIEMENS）的PLC產(chǎn)+品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等。西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等

S7-200模擬量模塊系列

模擬信號是指在一定范圍內(nèi)連續(xù)的信號（如電壓、電流)，這個“一定范圍”可以理解為模擬量的有效量程。在使用S7-200模擬量時，需要注意信號量程范圍，撥碼開關(guān)設(shè)置，模塊規(guī)范接線，指示燈狀態(tài)等信息。

本文中，我們按照S7-200模擬量模塊類型進行分類介紹：

1.AI 模擬量輸入模塊?

2.AO模擬量輸出模塊?

3.AI/AO模擬量輸入輸出模塊

4.常見問題分析

首先，請參見“S7-200模擬量全系列總覽表”，初步了解S7-200模擬量系列的基本信息，具體內(nèi)容請參見下文詳細說明：

變頻器輸入端電源濾波器是采用高導(dǎo)磁率的鐵氧體磁心及鐵粉芯，配接一定的電容，構(gòu)成LC濾波器，將變頻器產(chǎn)生的高次諧波（在某一頻帶內(nèi)的）濾掉，而使臨近或同一電網(wǎng)工作的電器設(shè)備不受干擾，能夠正常工作。其原理圖如圖1所示。

　　從上圖可以看出，變頻器產(chǎn)生的輻射干擾對周圍的無線電接收設(shè)備產(chǎn)生強烈的影響，傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動的電機產(chǎn)生電磁噪聲，使得銅損、鐵損大幅增加，同時傳導(dǎo)干擾和輻射干擾對電源輸入端所連接或鄰近的電子敏感設(shè)備有很大的影響。

　　針對這兩次調(diào)試情況和變頻器產(chǎn)生干擾及干擾的途徑，我們聯(lián)合電源濾波器生產(chǎn)廠商的工程師進行了分析總結(jié)，并與北京康拓生物工程有限公司的工程師多次進行了溝通，了解了其工作原理、布線情況，分析認為主要還是變頻器輸入端產(chǎn)生的高頻諧波造成的干擾。因裝變頻器后，變頻器的輸入線在原動力線槽內(nèi)，而輸出線不在線槽內(nèi)，離電機也比較近。再者，原布線系統(tǒng)不太合理，動力線槽與控制線槽距離較近，只有20cm，按規(guī)定應(yīng)不少于50cm，且兩線槽平行走線，這些都是比較忌諱的。變頻器的地線接的也不太合理，接在了電源線的走線槽上，線槽的作用一是支撐電源線、二是起屏蔽的作用，變頻器的干擾又通過地線到了線槽上。變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過變頻器的輸入線和地線輻射到其它設(shè)備的電源線和信號線上（尤其是比較敏感的傳感器的信號線。這里強調(diào)一點：我們的變頻器與DCS控制系統(tǒng)不是同一臺變壓器給電，可以排除直接傳導(dǎo)干擾），干擾了控制系統(tǒng)的正常工作。

　　分析這些問題，由于原布線系統(tǒng)已成定型，再動幾乎是不可能，因此改變電源線和信號線布線的想法應(yīng)予以排除，變頻器地線可以另走，拉一根地線直接接至配電室電控柜的地線上，對變頻器的輸入端再加強濾波措施，按理論問題應(yīng)于解決。

在現(xiàn)場原發(fā)酵罐停車后，我們在原濾波器基礎(chǔ)上又增加了一套共模及差模磁環(huán)，在輸入、輸出每相線上各套二個差模環(huán)，在輸入的三根相線上套兩個共模磁環(huán)，并將地線接至配電室的地上。這樣處理后開機運行，在電機空載的情況下運行正常，沒有出現(xiàn)干擾報警現(xiàn)象。

　　帶載運行時，305、307罐出現(xiàn)干擾報警。將地線改至控制307罐（該罐已使用變頻器，線槽內(nèi)走的是該變頻器的輸出線）變壓器的地線上，305罐不再干擾報警，但307罐仍間隔幾分鐘出現(xiàn)干擾報警現(xiàn)象，分析可能是兩臺變頻器產(chǎn)生的共模干疊加所至，也可能是地線放在動力線槽內(nèi)，走線較長引起的，于是在地線上加裝地線濾波器，但效果也不太好。后來將地線拆除（經(jīng)測量變頻器整機漏電流很小，對人體不會造成危害，所以可以將地線拆除），效果好一些，但報警現(xiàn)象也是間斷出現(xiàn)，這樣分析應(yīng)該不是地線引起的，還是輸入端的濾波措施不夠，沒有將高頻干擾濾除干凈。因此停機，在輸入的每相線上再加兩只差模環(huán)，在三條輸入相線上再套三個共模環(huán)，這樣開機運行，工作正常，整個系統(tǒng)不再出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。系統(tǒng)處理后的框圖如圖5所示。