6ES7222-1EF22-0XA0产品齐全

6ES7222-1EF22-0XA0产品齐全

一、      背景技术

高速绞线机又名束丝机，能广泛应用于各类软/硬导体线(铜线、漆包线、镀锡线、铜包钢、铜包铝等)及电子线的绞合，如:电源线、电话线、音频线、视频线、汽车线、网络线等。

 

 由于技术力量薄弱,国内线缆产业市场仍由日韩等国掌控,以该行业主要产品微同轴线为例,其生产主要集中在日本,国内的市场也被日本企业**。

 

在传统的以及目前正在运行的大多数高速绞线机上，在主轴上以及采用了电滑环的装置来进行能源与信号的传输。电滑环顾名思义就是用来导电的滑环在所有滑环系列中使用较广泛，也称电刷、碳刷、集电环、集流环、汇流环、旋通、旋转电气关节，专用于在无限制连续旋转时，传输功率电源、信号电源。定子与转子部分分别引出导线连接固定结构与旋转结构的电源与终端电器，并随之旋转。根据其整体结构的不同，分为实圆滑环（在旋转体上挖一个孔，安装滑环），空圆滑环（将滑环安装在旋转轴上），以及分离滑环、扁盘滑环、滑环、特型滑环等等。负责为旋转体连通、输送能源与信号的电气部件。根据传输介质来区分，滑环分为电滑环、流体滑环、光滑环。也可通俗的统称为“旋转连通”或“旋通”。 滑环通常安装在设备的旋转中心，主要由旋转与静止两大部分组成。旋转部分连接设备的旋转结构并随之旋动，称为“转子”，静止部分连接设备的固定结构的能源，称为“定子”。滑环整体依靠弹力搭接原理、滚动搭接原理、或密封原理，以及巧妙的运动结构与密封结构设计、精密的零件制作配合、合理的选材等，构成稳定可靠的旋转连通系统。只要将滑环附着于无限旋转的设备上，就可以给旋转体提供动力能源，使旋转体在无限旋动的同时，还能进行其它运动、或旋转状态下的工作状况。

 

某种高速绞线机主要技术特点如下：

1．主轴较高转速为3000rpm；

2．自动张力控制:绞线时，收线从盘底收到满盘时收线张力需不断增大，本机能自动跟踪调节收线张力；使整盘收线张力均匀一致，同时本机还能不停机调节张力；

3．主机为机油润滑，自然循环冷却，有效延长主轴轴承使用寿命。过线系统采用新型结构，导线从主轴导轮直接过线到带上，减去了由于铝盘上的转角导轮故障而引起的的刮伤及跳股现象；

4．机内设三道紧压装置,**导体绞合后的圆整度,降低绝缘材料的损耗；

5．整机采用同步带传动，机内无润滑点，保持机内清洁，绞线无油污，适应各类表面清洁度要求较高的线种之导体绞合；

6．调整绞距只需更换一只引取轮，调整绞向只需扳动换向杆，简捷地操作，从而降低作业者的失误率及工作强度。·整机轴承均采用日本**品牌，带采用新型材料制作，柔性好，在高速运转时避免因震动引起的跳股，变频器、PLC、磁粉离合器、电磁刹车、液压千斤顶等均采用进口**品牌,降低故障率和维护成本。

二、      问题

举例如下，某电线工业生产厂，在生产车间应用着多家供应商的高速绞线机。高速绞线机在运行过程当中，涉及到的控制系统包括PLC（西门子 S7-200）、变频器以及威纶触摸屏等几个主要部分。在设备运行过程当中，可能会遇到以下的问题：

1. 传统的电滑环也称为“集电环”或“汇流环”。国内几十年前已有成熟的设计技术及成熟的制作工厂，主要传输大电流，采用碳刷紧靠铜环的技术。缺点：局限于传输大电流，而且，因磨擦产生大量碳合金粉，需要定期清理或更换碳刷。

2. 控制系统对主轴转速进行调节控制的时候，通讯数据信号通过传统的电滑环的方式进行传输，随着生产效率以及技术要求的提高，电滑环的适应性越来越低。在生产过程中，可能会因为信号传输出了故障导致存在生产安全隐患。控制系统从主轴上读取某些技术或者设备运行参数时，传统的方式也是通过电滑环进行，由于电滑环是随着主轴高速旋转，磨损问题不可避免，需要频繁更换，从而导致生产停机，带来巨大的损失。

 

三、      赛远的无线方案

结合客户的需求情况，给出详细解决方案，重点解决客户如下问题：

1. 在主轴上装上一个PLC，进行数据采集与数据通讯的功能；

2. 采用无线数据通讯的方式，通过PLC对PLC（均为西门子S7-200的PLC）之间的无线通讯，取代传统的电滑环在主轴上的数据通讯功能。控制柜里PLC端，由于采用的是西门子的S7-200，所以采用赛远无线通讯模块SY-S72，支持无线MODBUS通讯连接，实现PLC与PLC之间的数据与控制信号的传输。在高速绞线机的旋转部分，无线通讯模块SY-S72与PLC一起安装在主轴上，跟随主轴一起高速旋转。SY-S72的工业级IC设计，抗震性强，带前向纠错功能，即使是在高达3000rpm的转速环境下，性能依旧稳定可靠

白沙滩泵站是吉林省白城市引嫩入白供水工程的首端提水泵站，坐落在白城市镇赉县嘎什根乡丹岱村境内，位于吉林、内蒙古和黑龙江三省交界处。白沙滩泵站设计提水流量65立方米/秒，设计扬程9.23米，设计总装机10200千瓦，设计正常运行嫩江水位138.35米。

白沙滩泵站设双10kV进线开关站，双主变供电，一用一备。泵站主泵电压等级6kV，采用2000ZLQ-9.2型立式轴流泵机组六台，单机设计较大流量13立方米/秒，单机装机1700千瓦。每台泵组出水侧设工作门和事故门2个快速闸门。改造前其自动化监控系统采用许继的8000计算机监控系统。

2  系统概述

2.1改造前系统结构

    白沙滩泵站原自动化监控系统通信方式为有线组网方式，控制级别分为泵站监控层、LCU监控层及现地设备三级。泵站监控层与LCU监控层连接的主干网链路采用以太网（10/100M自适应），各现地LCU至核心交换机传输介质为光纤，能有效减少电磁干扰。泵站中控室设2台操作员工作站，1台工程师站，

    自动化监控系统网络层采用TCP/IP协议，应用层操作员工作站与各LCU柜内设备采用IEC60870-5-104通讯，工程师站与各保护设备采用IEC60870-5-103通讯，两种通讯协议共用同一物理传输介质。由于PLC及现场设备不支持IEC60870-5-104及IEC60870-5-103通讯规约，在现场各智能仪表接口与核心交换机之间，设置MCU801串口管理装置及网关，智能仪表通过MCU801（主控级PLC通过网关）转换为标准的103或104规约，通过以太网与各上位机实现通讯。具体示意如图2所示。

2.2改造后系统结构

    白沙滩泵站改造采用国网电力科学研究院研制的EC2000自动化软件。系统上位机采用冗余配置，增强了系统的可靠性，局部故障不会影响现场设备的正常运行。系统通信组网方式、控制级别与原系统相同。结合成本考虑，网络物理传输介质及核心交换机等使用原有设备。泵站上位机配备2台操作员工作站，1台工程师站，另增设2台通讯服务器，用以与白城中心实现远程通讯，其系统结构图如图3所示。

    自动化监控系统网络层采用与原系统相同的TCP/IP协议，应用层上位机与各LCU柜内PLC使用Modbus规约通讯，上位机由操作员工作站（主机）采集各种数据或下发控制命令，并通过广播方式与网络上的从机、工程师站、通讯服务器等设备实现数据共享及存储。

    现地LCU柜增加了国网电力科学研究院研制的SJ30通讯管理装置，通过编程，SJ30采集现场各智能仪表数据，将数据集中处理，通过串口方式上送至现地LCU柜内PLC。SJ-30系列通讯管理装置有8或16个独立的标准串行接口，能实现PLC等设备和其它通信设备之间的数据通讯，可以定制不同的通信协议实现高速数据交换，满足不同客户的不同需求。

3  改造技术难点及解决方法

    白沙滩泵站自动化监控系统改造过程中，处于成本考虑，业主要求在尽量少增加硬件设备的条件下，完成整个泵站的自动化监控系统改造，并对改造后系统的可靠性、实时性及功能性提出了很高要求。在对泵站原许继8000监控系统软硬件充分调研后，结合业主改造需求，确定了以国网电力科学研究院研制的SJ-500监控系统为依托的改造方案。较终取得较为理想的改造效果。

3.1系统改造的可靠性及实时性分析

原监控系统通讯实时性不强，并且在开机、停机过程中在出现数据丢失或通讯阻塞情况，经现场分析确定原因如下：

    （1）原系统中上位机2个操作员工作站及1个工程师站分别对现场设备进行数据采集及存储，可能造成在同一时刻每台上位机对同一数据存储不一致，且对于同一个下位机通讯设而言，在同一时间有可能接收到来自3台上位机不同的读写帧，增加了设备丢失通讯报文的可能性，或导致设备的信息处理负荷增大，从而一定程度上降低监控系统可靠性和实时性。 

    （2）原系统中所有下位机通信设备是通过网关或通讯管理装置进行规约转换进而实现上下位机通讯，每个网关及通讯管理装置须分配一个独立的IP地址。由于网关及通讯管理装置数量较多（每台机组LCU柜设置2个网关，1个通信管理装置）这样的结构增加了上位机数据采集时网络访问次数，在一定程度上可能影响监控系统实时性。

    （3）原系统中上位机同时使用104及103规约采集现场数据，同一时间，不同规约的数据流在同一物理网络传输，增加了网络的数据。系统在处理较复杂的监控数据时，由于通讯量较大，可能造成网络阻塞。

针对原系统的不足，改造后的监控系统大大增强了监控系统的可靠性和实时性，其特点如下：

    （1）改造后的系统中上位机减少了数据采集存储节点。在同一时刻2台操作员工作站中有一台为主机，一台为从机，仅主机与下位机进行数据采集，并通过广播方式与从机、工程师站、通讯服务器等实现数据共享及存储，当主机网络中断或故障时，从机自动切换成为主机。这样的结构**了数据采集一性，同时减轻了设备的通信负荷，降低了设备通信报文丢失率，大大提高了监控系统的可靠性和实时性。

    （2）改造过程中，在现地LCU柜增加SJ30通讯管理装置，实现与所有现场通信设备（除主控级PLC外）通讯，并将采集的数据通过串口送至主控级PLC。上位机操作员工作站主机通过访问各LCU柜内主控级PLC，即可完成对所有数据采集。上位机与各主控级PLC使用统一的Modbus协议，取消原系统中的网关及通信管理装置，减少了上位机网络访问次数及数据处理中间环节，**了数据采集的实时性和通讯的可靠性。

3.2系统改造的功能性分析

    在泵站自动化监控系统改造过程中，除了实现对开关站断路器合、分闸，及泵组开机、停机的自动化监控外，业主要求在新系统中增加模拟开机功能。模拟开机流程要求如下：

    （1）主控级PLC维持原系统的GE90-30系列硬件不变，实现模拟开机功能。

    （2）模拟开机前，泵组机端断路器手车须在试验位，事故闸须门全部落下；实际开机前，泵组机端断路器手车须在工作位，事故闸须门全部提起。

    （3）模拟开机流程较实际开机流程除断路器手车及事故门位置不同外，其他控制流程完全一致，即可以在泵组不带负载情况下真实模拟泵站设备电气及机械运转状况。

原系统使用的GE90-30系列PLC的CPU型号较老，内存较小。由于受硬件设备所限，在完成基本的开停机控制流程编程后，已无足够内存完成模拟开机流程编写。在改造过程中，尝试将模拟开机流程与实际开机流程合并编写，较终解决了硬件与功能的冲突，成功实现泵组模拟开机功能。