【摘 要】基于液晶玻璃生产工艺高精度、自动化、人性化控制要求，针对西门子驱动系统在液晶玻璃生产线应用进行了设计，阐述了西门子驱动系统的硬件选型及架构组成，分析了SIMOTION D控制器编程方法；通过SIMOTIN D系统的选型设计与实验，以及对出现问题的解决，形成了一套运行稳定、精度满足液晶基板玻璃生产线工艺需求的高自动化西门子驱动系统。
关键词：液晶玻璃；SIMOTION D；设计；应用
液晶玻璃产业在国内属于新兴产业，该产业自动化控制实现程度直接体现着民族光电产业技术发展水平与速度。驱动系统是实现液晶玻璃生产线自动化系统控制的关键核心设备，尤其在个别工段要求各牵拉轴的线速度达到同步，这就要求驱动系统有对玻璃拉伸和导引精确控制作用，且设备现场要求设置触摸屏，在发生紧急情况是能够第一时间对设备进行紧急操作。西门子驱动系统在实现工业自动化控制方面有着集成度高、控制精确、人性化设置等优点，然而在液晶玻璃生产线的设计应用报道较少，这里根据液晶玻璃工艺精度控制特点，通过西门子驱动系统硬件、软件设计，并通过测试及优化应用，形成了一套具备精确敏捷控制的西门子驱动系统。
1 硬件架构设计
西门子驱动系统硬件架构主要有SIMOTION D控制单元、CU310控制单元、ET200远程I/O、HMI人机界面系统及DP通讯等组成，具体架构组成如图1所示。
1.1 控制部分
本系统主要采用SIMOTION D控制单元作为控制系统核心，主要用于各牵拉轴的控制，在本系统中需要对二十个电机进行线速度同步协调，实现一系列不同速度的设定与精确控制。
1.2 传动部分
主传动部分采用20台CU310控制单元分别控制现场20台0.8kW电机，实现对单轴速度控制，CU310控制单元通过交换机与SIMOTION D控制单元进行通讯。
1.3 通讯部分
PROFIBUS总线将分布式I/O ET200M分站、SIMOTION D控制单元、MP277触摸屏进行连接。通过电机自带编码器和SMC20模块，对速度值进行反馈，实现闭环控制，此外，MP277触摸屏和上位机作为人机交互界面。
2 软件控制设计
SCOUT软件能够实现对SIMOTION D驱动系统的硬件组态和程序的编辑、下载，提供多种工艺参数和控制模式，具有很大的灵活性，且SCOUT编程语言有梯形图LAD、功能块图FBD和基于文本的高级语言ST。本系统中采用SCOUT软件ST编写程序，实现速度、扭矩、电机温度读取和速度设定功能，以及诊断设备是否存在异常并发出报警和在故障消除后故障复位功能。
触摸屏采用西门子MP277作为可视化界面，主要有系统状态、温度趋势、启动停止、I/O状态监控、扭矩趋势、运行参数、速度趋势、参数设置等画面。
3 系统测试和优化
3.1 D435系统实验
通过D435实验发现设备偶尔出现F31125信号干扰停机，我们采取：1）合理布局控制柜內线路，将强电和弱电线进行分离；2）提高设备接地的可靠性，定期进行检测；3）将控制柜侧地和电机侧线路通过接地线相连，形成等电势位；4）对通讯和电源线增加屏蔽等措施，实现故障率显著降低。
3.2 D445系统实验
D445控制系统，现场电机采用水冷电机设备运行稳定，无异常现象。
4 结束语
基于液晶玻璃生产线精细自动控制技术要求特点，选择西门子驱动系统进行控制设计，经过硬件合理配置及对SIMOTION运行控制测试和信号干扰排除优化，实现了西门子驱动系统在液晶玻璃生产线精细控制应用，为同行业液晶玻璃精细制造自动化控制提供经验借鉴。
【参考文献】
[1]西门子公司.SIMOTION D使用手册[M].北京：西门子公司，2008.
[2]西门子（中国）公司.SINAMICS_S120驱动器基础应用手册[M].北京：西门子（中国）公司，2010.
[3]张立群，李铁才，万筱剑.SIMOTION D在铜箔后处理生产线上的应用[J].制造自动化，30（6）：47-49.
[4]崔润记， 张君峰， 李忠等.西门子新型运动控制器SIMOTION D435在全钢工程胎成型机上的应用[J].橡塑技术与装备， 2007（4）： 49-57.
[责任编辑：张涛]
