东方马达

高压断路器是电力系统中最重要、最复杂的电器设备。在高压电路中起控制和保护的作用，是高压电路中的重要电器元件之一。随着其在电力系统中的广泛应用，市场的需求量不断上升，对高压断路器的高可靠性、高热稳定性、高动稳定性等性能同时提出了更高的要求，以减少电网的故障时间，减轻故障设备的损害，提高系统的稳定性。这也就决定了高压断路器的制造工艺水平提出了更高的要求！

传统的制造工艺，基本以人工为主，完成高压断路器的组装和相关性能参数的测试工作。人工成本极高，效率低下而且可靠性又差，特别是大批量的生产时，更是会造成很多质量上的问题！而本项目就是针对高压断路器制造工艺中的组装段，提出了用西门子S7-1500做为核心控制器，以用户公司自行研发的上位机软件作为数据管理中心的高压断路器自动化组装线。可在保证所生产产品的质量的同时提高了生产效率和产量，可满足市场的要求和应用。本套自动化组装线的设计思想是模块化生产工位，用户可根据所要组装产品的制造工艺不同可增加和减少工位，然后用户只要在PC机上的生产工艺软件完成相关生产工艺的参数设置，就可完成目前市面上的不同类型的高压断路器组装，比如：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等类型的组装。

此套高压断路器组装流水线设计总长68米，有24个工位，由组装准备工段、生产装配组装工段、调试检测工段和成品外观工段四大工段组成。组装准备工段主要完成相关原材料零件的准备和零件是否缺陷及是否完整的检查。生产装配组装工段主要完成各原材料零件按照一定工序组装。调试检测工段主要完成相关性能的测试，如合闸和分闸机械特性测试，试运行的机械参数是否与设计的相同，通电测试对应的保护功能是否有效等测试，并将相关的调试检测和生产数据反馈到主服务器中并记录，若检测不合格，则将通过起重设备搬离生产线转到对应的处理工位。成品外观工段主要完成组装后的产品的外观处理，如检查分合闸指示牌和储能指示牌和铭牌是否整齐，对触头表面涂油处理，并用塑料袋包裹防止氧化处理。合格的产品最终流转到下一个包装工段。西门子的S7-1500PLC在此组装线的作用就是对组装线上的各种操作动作输入、光电检测开关、接近开关、气缸磁环、气缸电磁阀及其它联锁交互信号等信号进行有序的逻辑处理，完成相关的逻辑控制，最终完成组装线的自动化生产的过程。

此设备开发成功后将作为标准化设备推向市场。根据用户的现场的设计配置规划，现场工位有24个工位，其中21个工位旁配一个用于操作和显示的7寸触摸屏，另外3个工位配置用于产品性能测试的PC机。主控制柜配一块12寸的用于显示和操作的主控屏。所有的数据管理问题、生产下单及相关生产工艺参数的设置等由一台单独的上位机PC机主服务器完成，此PC机负责与逻辑控制器的所有与相关的数据的通讯，采集记录，生产规划下达以及生产工艺相关参数的设置等。此PC机的相关应用软件由用户公司自主开发，硬件配置和品牌用户要自行选择和配置。自动化组装线上每个测试段均配一对（A,B）用于起重和搬运的独立控制设备，总共9套，控制的点数分布较散，采取分布式控制的方式来控制，目前规划有8个子站。每个站点和9套用于起重的独立控制设备的具体IO统计如下图2所示：

方案配置选型

根据用户以上所列的配置要求，器材配置统计如下：

7寸HMI，21台；

12寸HMI，1台；

PC机，4台；

用于起重的独立控制设备，9套；

子站，8个站；

分析此配置的特点是：

（1）连接资源数众多，HMI连接数有22个，PG连接数1个，与起重独立控制设备的控制器通讯连接9个。合计总连接数达32个。

（2）PLC控制器需要能够与用户自主开发的上位机软件进行通讯。

（3）I/O点数数量较多，IO数达1136点，但是都是以数字量为主，无需复杂的数据处理，控制将以逻辑控制为主。但是通讯连接数较多，程序运行的周期，通讯处理时间将占用很大一部分。

（4）只有1台PC主机与PLC控制器进行通讯，完成所有所需的数据交换和操作，对于另外3台用于高压断路器产品性能测试的PC机不直接与PLC通讯等数据交换和操作。无需考虑其通讯。

（5）起重设备是一套单独的控制系统，可单独用一个小型CPU来进行独立控制，方便此起重设备的维护、管理、增加减少等，与主控控制器CPU就进行一些简单的联锁和报警信号反馈等。

综上所述，我们可以对该配置进行方案选型如下：

（1）触摸屏方案选型：我们选择新一代精简面板，KTP700 Basic PN（7寸）和KTP1200 Basic PN（12寸）。新一代精简面板与之前的老版本的精简面板相比，在可支持的画面数（100）、变量（800）、报警系统的报警数量（1000）、用户内存（10M）、配方内存（256KB）和配方支持数量（50），本体上还支持1个USB口，比较下，新一代的面板有绝高的性价比。能够满足此组装系统的各工位的触摸屏的操作要求。在通讯口上，选择带以太网口的型号，方便与PLC集成的以太网口通信。

（2）PC机：用户要自己选型和配置，选的是研华工控机，在此不赘述。

（3）核心控制器CPU选型：用户初始提出的方案用的是S7-317 2PN/DP作为核心控制器，触摸面板采用精智面板。