西门子CPU 6ES7211-1BE40-0XB0安装调试
随着国民经济的发展，国产电机在工艺生产中扮演了越来越重要的角色。众所周知，电机的定子线圈的质量直接决定着电机的性能，所以对定子绕线机性能的要求日趋严格，目前国内企业生产使用的高端电机绕线机仍然大量由日本、美国及欧洲企业引进。为此，国内绕线机生产企业也在积极突破，开发更能满足需求，品质更佳，灵活性更大的绕线机。目前市场中的绕线机控制系统种类繁多，但基本采用的都是“PLC＋触摸屏”方式，专用数控系统架构，此架构功能单一，配套功能有限，功能扩展更是一个瓶颈，不能满足因产品日益更新对绕线机系统升级的需求。本文介绍的一种基于研华PAC（Programmable Automation Controller）的全自动定子绕线控制系统，充分发挥了PAC控制器的开放性与便捷性，从而满足了客户简便实现二次开发，适应性强，扩展性高的要求。
图1 全自动定子绕线机
一、系统需求
1.1 三轴运动控制，排线和飞叉轴配合运动；
1.2 统管十二轴多轴数同步绕线运动，可以同时绕四到八组定子电机；
1.3 完成自动排线，自动多层、多极、多段绕线；
1.4 每道工序的动作可自由组合编辑，终客户可以通过简单工艺二次开发；
1.5 人性化的用户操作接口，简单的操作方法；
1.6 无限组、大容量（近4000个变量一组配方）参数配方存取；
1.7 方便进行I/O扩展与运动轴扩展；
1.8 实现高绕线精度，绕线精度：+0.01mm，飞叉：0.5度；
1.9 知识产权保护；
1.10 所采用的系统需保证适合工厂中震动、宽温、连续生产等严苛要求。
二、系统架构
根据分析，希望实现以上功能，仅采用一般的“PLC+触摸屏”方式将遇到很多问题，如：多轴联动控制的难度；二次工艺开发的难度；大容量参数配方存取的难度；知识产权保护的难度等。一般的专用控制器或数控系统可能遇到的问题也不少，如：扩展性能欠缺；二次开发难度大等。而这些正是PAC作为新一代自动化控制器的优势所在。研华PAC不仅能够充分发挥IPC的强大运算功能和数据处理能力，保证客户建立二次开发平台，处理海量数据，又能够使用简易的PLCopen程序设计方式。基于bbbbbbs CE或者bbbbbbs XPE的开放架构，客户甚至可以同时使用各种语言（如C++、.NET等）开发应用程序，应用程序甚至工艺模块程序必须完全编译下载，无法上传源代码，保证了程序的安全性；丰富的接口（以太网，串口，USB，VGA等）极大地方便客户进行功能扩展。
本案采用了研华PAC（如图2所示）进行开发。基于bbbbbbs CE操作系统，使用完全兼容IEC61131-3的指令开发下位机控制程序，采用.NET自由开发UI（User Interface）操作接口（如图3所示）。
图2 系统方案
图3 系统架构图
2.1 研华ADAM-5550KW是专为控制任务而特别设计的，既具有工业PC强大的运算能力，又具备PLC的高可靠性。它在单一平台中实现了包括离散、模拟、运动及人机界面等多种功能。
2.1.1 采用bbbbbbsCE操作系统；
2.1.2 ADAM-5550KW支持Modbus RTU/TCP协议；
2.1.3 内建实时内核，逻辑功能，数据处理功能，运动控制功能，支持IEC61131-3五种程序设计语言；
2.1.4 采用KW程序设计环境，支持梯形图，功能块，SFC图形化语言的混合程序设计（如图4所示），极大地便于PLC用户轻松掌握；
2.1.5 自带2个以太网口，4个串口，2个 USB接口，方便用户自由通讯扩展；
2.1.6 自带VGA接口，支持大尺寸TFT工业显示器，实现大尺寸HMI操作。
图4 PAC支持混合程序设计
2.2 采用研华ADAM-5240作为四轴运动控制模块，对三轴伺服进行**控制。
2.2.1 四轴独立4MHz脉冲输出运动控制模块；
2.2.2 支持三轴线性插补、二轴圆弧插补运动，连续插补功能；
2.2.3 预设定点即停及脉冲讯号输出回授比较的功能；
2.2.4 全面支持第三方脉冲型伺服驱动；
2.2.5 ADAM-5051S 16路隔离数字输入模块；
2.2.6 ADAM-5056S 16路隔离数字输出模块；
2.2.7 ADAM-5024 4通道模拟量输出模块，实现模拟量张力控制；
2.2.8 统管十二轴多轴数同步绕线运动，可以同时绕四到八组定子电机。
2.3 采用Microsoft .Net结合研华LogixView库进行UI接口开发。LogixView功能库为客户提供常用的HMI控件和Modbus RTU/TCP等通讯控件。系统提供SQL CE开发数据库功能让客户轻松开发人机界面，通过海量变量通讯和量存储的扩充，充分发挥PAC的海量数据处理功能。
运用WinCon-8000 可编程自动控制器Ethernet 主机搭配上I-7000 系列分布式模块的开放式架构，远程侦测边坡表层土壤结构的数据变化，透过应变仪(I-7016)及模拟数据模块(I-7017)收集位移计测量的土壤结构变化量、荷重计测量的地锚拉力的变化量、水位计测量的地下水含量及雨天之排水量、埋入式倾斜仪测量的各地层滑动量，并将数据收集回Ethernet 主机。由于数据收集主机必须架设在户外箱体内，需面对因气候变化可能造成的恶劣环境，主机尺寸须符合箱体有限空间的限制与达到省电、稳定的要求。
WinCon-8000 是WinCE-base 的嵌入式控制器，内置RISC CPU 与实时操作操作系统，利用WinCE4.1 网络TCP 功能及FTP 的功能，便可轻易扮演「警报服务器」、「File Server(档案服务器)」、Data log(历史数据储存器)」的几重角色。
一旦有紧急情况，作为Data Server 它将实时警报数据透过网络TCP 方式传回中央监控服务器，而WinCon-8000 内含的FTP 功能则扮演Data logger 与File Server 角色，收集历史资料并定时传回记录文件到中央监控(Data Center)的数据库(SQL Server)进行长时间边坡土壤结构分析观察，针对异常数据作交叉比对，尽速进行补强土壤结构改善工程或发出警报通知相关单位撤离。
相较于以往的系统架构中系统主机仅具备数据采集功能，无法实施远程计算机的功能，所以要将系统主机的数据传回中控中心服务器，不是采用无线模块的解决方案(但受限于地形限制很大且成本提高很多及稳定性问题)，便是在现场再搭配一台计算机主机将数据传回(成本提高很多及稳定性问题)；而使用WinCon-8000 PAC 等WinCE-base 的嵌入式计算机+PLC(可编程逻辑控制器)+数据库(WinCE SQL)，再搭配ICPDAS 研发团队所开发的许多Firmware (Web Server、ModBus TCP / RTU Server、Web HMI 等)，可大幅降低系统厂商开发时间，降低解决方案的成本，并提升整体系统架构之稳定性，已获得客户的认同并持续采用。