圖1 成型裝飾布料系統

系統的簡要工藝
　　陶瓷墻地磚的生產是以硅酸鹽為主要原料，經過球磨、制粉，通過布料系統按一定的配方將粉料送入壓磚機的模腔中；再由壓磚機根據工藝要求，以一定的壓力將粉料壓制成型，然后進行燒制及后續加工。成型裝飾布料系統是由壓磚機、魔術師布料車、模具組成，是陶瓷墻地磚生產企業的核心設備。壓磚機是將粉料壓制成有一定強度、致密度的磚坯；魔術師布料車是由底板、7個工位、坯墊循環系統組成.首先根據磚坯的表面圖案設計各工位要布的粉料，每個工位主要是由布料擺管、填料料斗、升降氣缸組成的。通過工位將不同的粉料撒布在坯墊上，坯墊是平鋪在底板上,通過前后兩個伺服電機帶動鏈條,再由鏈條上的掛鉤拖動坯墊至下一工位， 當檢測到坯墊到位后，升降氣缸下降，布上所需粉料，當所有需要的工位布上粉料后，由伺服電機拖動坯墊至壓磚機，再次檢測坯墊到位后，模具下降，壓磚機開始進行壓制，壓制完成后，鏈條帶動壓制完成的磚坯送到下一道工序，坯墊在磚坯轉運走后，經坯墊循環系統到第一個工位準備下一循環。這樣就完成了整個的成型裝飾布料系統的一個工作循環。

控制系統構成
　　整個系統主要以西門子S7-300 PLC為主站，用OP270作為人機界面，各個工位以S7-200 PLC為從站，擴展一個EM277模塊，通過PROFIBUS總線與主站通訊。由于環境溫度比較高，為了系統更加穩定的運行，在柜內加裝了工業空調。同時使用了多種傳感器來進行檢測，如：壓力傳感器、位移傳感器、PT100、接近開關等。執行元件主要是電磁閥、比例閥、伺服電機、變頻器等。硬件的性能優劣對于一個控制系統來說是至關重要的，對系統的可靠性和穩定性有很大的決定作用，因此在硬件選型上嚴格把關，大部分原件均采用了國際著名品牌的產品，同時整機也通過了CE認證。
　　本控制系統均采用西門子產品。控制系統的硬件具體配置如下：
　　電源模塊PS307 
　　6ES7 307-1EA00-0AA0     1個
　　CPU 313C-2DP     

      6ES7 313-6CE01-0AB0     1個
　　DI數字量擴展模塊      
　　6ES7 321-1BL00-0AA0     1個
　　DO數字量擴展模塊      
　　6ES7 322-1BF01-0AA0     3個
　　DO數字量擴展模塊      
　　6ES7 322-1BH01-0AA0     1個
　　AI/AO模擬量擴展模塊   
　　6ES7 335-7HG01-0AB0     1個
　　OP270 HMI           
　　6AV6 542-0CC10-0AX0     1個
　　CPU224                 
　　6ES7 214-1AD23-0XB0     7個
　　EM277擴展模塊         
　　6ES7 277-0AA22-0XA0   7個
　　(見圖2）    

圖2 控制系統結構圖

　　由于陶瓷產品的竟爭越來越激烈，提升產品的竟爭力猶為重要。成型裝飾布料系統給客戶提供生產高附加值的仿石材設備。
　　本套系統的選擇，是由成型裝飾布料系統結構決定的。魔術師布料系統是一個多色瓷磚布料系統, 基料需要一個工位, 每一種顏色需要一個工位. 本系統由7個工位組成，整個系統的總長20幾米，可以生產仿石材線條瓷磚. 每個工位都與壓磚機有很多數據交換，同時每個工位又有各自的數字量I/O點要處理。如果用集中控制方式，電氣控制柜與各工位之間的線路非常多，敷設、安裝極其不便。因此決定選擇分散控制方式，用通訊達到總體協調，從而可以大大的精簡線路，減少線路安裝、維護工作量。PROFIBUS現場總線技術則是我們的最佳選擇。每個工位采用S7-200 CPU 進行控制, 可以降低S7-313C CPU的負擔, 提高系統做壓力閉環控制的精度. 各個S7-200 CPU使用EM277連到PROFIBUS網絡上, 通信性能好, 同時編程簡單.
　　PLC的選擇也是經過深思熟慮的，S7-300系列PLC是一個成熟產品，具有很高的穩定性，技術參數符合設備的使用要求，而且在用戶心目中有良好的形象。CPU 313C-2DP集成有多路數字量輸入/輸出、模擬量輸入輸出、溫度檢測和高速計數通道，同時該CPU單元有兩個端口，MPI端口可用于編程或與HMI通訊，DP端口可作為主站的PROFIBUS總線與各工位的EM277和伺服電機控制器的DP端口通訊。這種CPU既符合本設備的使用要求，又可與公司其它產品通用，并且具有很高的性價比，因此最終選擇了CPU 313C-2DP。
　　由于設備中位置控制和壓力控制均要非常穩定和準確，而且對響應速度有很高的要求，因此選擇了SM 335快速模擬量輸入/輸出，其性能優越，用它進行壓力和位置信號的采集，并用來控制高響應的比例閥，以此達到位置和壓力的準確快速控制，使之滿足工藝要求。設備中存在大量電磁閥，選用可帶大負載的晶體管輸出322-1BF01-0AA0模塊，與繼電器輸出相比，提高了模塊的使用壽命和響應速度，而且更具有安全性。

　　

控制系統完成的功能
　　從控制系統結構圖可以看出，主站控制2臺伺服電機控制器和7個從站。人機界面OP270通過MPI總線發送各種工藝參數給主站，通過PROFIBUS總線傳送給每個從站，每個從站的I/O狀態和工藝數據也通過PROFIBUS總線返回給主站，通過MPI總線在人機界面上顯示出來(具體工藝參數見圖3)。

　　

圖3  數據監控

　　魔術師成型系統修改配方的功能十分方便, 只需要在HMI上簡單的設置, 就可以控制布料工位的數量, 布料次數, 填料次數等數據, 這些數據通過PROFIBUS網絡, 實時的傳送到各個工位,客戶隨時都可以方便的修改瓷磚的配方.
　　一個單色布料工位由以下各部分組成: 一個布料頭, 一個布料擋板(控制瓷磚上的仿石材紋路), 一個氣缸控制布料頭的升降, 一個變頻器控制控制布料頭的左右移動, 一個變頻器控制給料的皮帶.
　　單色布料工位部的是面料,  先將面料布好, 然后后在面料的基礎上布上較厚的基料, 最后送到壓機, 壓成一塊磚坯.
　　單個工位的工作流程見圖4。