西门子模块6ES7211-0BA23-0XB0详细说明

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一、前言

帘子布织机是属于剑杆织机一类，普通织机机械结构主要包括送经机构、主机、卷取机构、选纬机构、储纬机构、多臂机构；电控部分主要包括主控部分(包括主电机、电子选纬、电子多臂等)；电送电卷部分（送经电机、卷取电机控制）。不过由于帘子布织机是属于剑杆织机特类，所以它在拥有一般织机性能的同时，亦有其特殊的一面。主要体现在：简单机械多臂、固定一个纬纱、送经机构和卷曲机构亦有所差异、有大卷装机构部分等方面。

以往帘子布织机电控系统结构如下：

1．主控部分采用单片机控制，包括主机采用离合器控制、显示部分一般采用LCD。

2．送经/卷曲(包括大卷装)大部分采用机械联轴控制，即使采用变频控制，一般都是模拟控制某一部分。

这种控制结构的缺点：

A．机械结构复杂、维修难；因为它很多都要通过机械传动来实现。

B．车速一般不是很快；一般在200转/分～350转/分。

C．显示信息不完善、自动化程度不高。

根据以上对帘子布织机及其原控制系统分析，通过与用户的合作，我们提出了一种采用以台达 ES型PLC、DOP-A型HIM、B/M型变频器构建的新颖电控系统，如图2 ：

它的创新主要体现于：

1．主机采用台达 B型矢量型变频器控制，摆脱了传统的离合器控制模式，同时实现主机电气无极调速功能。

2．送经电机、卷曲电机、大卷装均采用台达 M型变频器控制。

3．运用台达 MODBUS通讯协议构建主机、送经电机、卷曲电机、大卷装控制系统；摆脱了传统的模拟量控制。

4．信号采集及处理采用台达ES型PLC作为CPU处理中心。

5．显示采用台达人机界面；摆脱了传统的LCD模式。

由该控制系统构建的帘子布织机有着以往织机无法比拟的优点：

A．机械结构大大简单化。

B．度可高达450转/分，这是同类机种高不可攀的车速。

C．主机采用变频控制，使织机车速可变频调速控制。

二、主要工艺

1．逻辑部分

A．快车：正常开车（高速）；主机、送经、卷曲、大卷装同步。

B．慢车：正常开车（低速）；主机、送经、卷曲、大卷装同步。

C．点动：以低速寸动；主机、送经、卷曲、大卷装同步。

D．机头布开车：大卷装布两头端开车，主机、送经、卷曲、大卷装步，和快车的区别在于二者的比例不同。

E．紧经/松经：主机不动、送经、卷曲、大卷装按一定比例点动运转。

F．卷布/退布：大卷装按一定速度点动运转。

G．正常停车：通过停车按钮停车，停车过程是：接受停车信号后，主轴转到停车角度后迅速封纬、高压-低压刹车。

H．经停：断经停车，在检测到断经信号后和正常停车过程一样。

I．纬停：断纬停车，在检测到断纬信号后和正常停车过程一样。

J．纬停：缺纬停车，在检测到缺纬信号后和正常停车过程一样。

K．计数到停车：卷装布生产布长到达设定长度时停车。

L．急停：通过急停按钮紧急停车，整个控制电源切断，进入准备阶段。

2．同步控制

由于本系统主机、送经电机、卷曲电机、大卷转均采用变频控制，根据工艺和织物要求必须对其采用比较严格的同步控制，即快车启动过程、调程、停车过程、点动过程、慢车过程、紧经/松经过程均要有相应的同步工艺控制要求。

本案例采用的同步比例原理如下：

  它的创新主要体现于：

1．主机采用台达 B型矢量型变频器控制，摆脱了传统的离合器控制模式，同时实现主机电气无极调速功能。

2．送经电机、卷曲电机、大卷装均采用台达 M型变频器控制。

3．运用台达 MODBUS通讯协议构建主机、送经电机、卷曲电机、大卷装控制系统；摆脱了传统的模拟量控制。

4．信号采集及处理采用台达ES型PLC作为CPU处理中心。

5．显示采用台达人机界面；摆脱了传统的LCD模式。

由该控制系统构建的帘子布织机有着以往织机无法比拟的优点：

A．机械结构大大简单化。

B．度可高达450转/分，这是同类机种高不可攀的车速。

C．主机采用变频控制，使织机车速可变频调速控制。

二、主要工艺

1．逻辑部分

A．快车：正常开车（高速）；主机、送经、卷曲、大卷装同步。

B．慢车：正常开车（低速）；主机、送经、卷曲、大卷装同步。

C．点动：以低速寸动；主机、送经、卷曲、大卷装同步。

D．机头布开车：大卷装布两头端开车，主机、送经、卷曲、大卷装步，和快车的区别在于二者的比例不同。

E．紧经/松经：主机不动、送经、卷曲、大卷装按一定比例点动运转。

F．卷布/退布：大卷装按一定速度点动运转。

G．正常停车：通过停车按钮停车，停车过程是：接受停车信号后，主轴转到停车角度后迅速封纬、高压-低压刹车。

H．经停：断经停车，在检测到断经信号后和正常停车过程一样。

I．纬停：断纬停车，在检测到断纬信号后和正常停车过程一样。

J．纬停：缺纬停车，在检测到缺纬信号后和正常停车过程一样。

K．计数到停车：卷装布生产布长到达设定长度时停车。

L．急停：通过急停按钮紧急停车，整个控制电源切断，进入准备阶段。

2．同步控制

由于本系统主机、送经电机、卷曲电机、大卷转均采用变频控制，根据工艺和织物要求必须对其采用比较严格的同步控制，即快车启动过程、调程、停车过程、点动过程、慢车过程、紧经/松经过程均要有相应的同步工艺控制要求。

本案例采用的同步比例原理如下：

说明：

(a)．主机改变整机速度；

(b)．纬密改变卷取速度；

(c)．卷曲张力改变大卷装速度；

(d)．送经张力改变送经速度。

三、控制系统结构

1．件系统构架：

A．结构框图

  注：

PLC对变频器的控制速度采用RS485、运行/停止采用I/O控制，原因在于：运行/停止控制采用I/O控制相比RS485控制较安全、可靠！

B．端口定义：

  2.软件系统构架

说明：

A．初始化程序主要处理一些运行参数、工艺参数、通讯格式等在停车、开车、上电时的保存或调用等功能。

B．通讯部分主要实时处理PLC对四台变频器速度通讯控制。

C．工艺逻辑、数据处理部分主要实现根据该剑杆织机的工艺要求。

D．整个工艺参数设定是采用子程序处理，目的减少程序扫描周期。

E．为了快速、定位停车，程序采用中断处理。

四、调试过程

本项目调试分三步：

1．在机械厂调试（空载调试）：调试内容主要是整个电路接线检查、通讯调试、工艺逻辑基本实现。

2．户厂现场调试（带载调试）：调试内容主要根据较终用户的要求实现工艺的完善，较终能达到客户要求、并生产出合格的产品。

3．运行一段时间后对出现的问题加以解决及整个系统的跟踪完善。

 五、技术参数

1．变频器参数

A．通讯参数组通讯格式：9600 7 E 1  (ASCII)。

B．基本参数组：频率、运行控制来源；加减速时间、曲线；中间频率、电压设定等。

C．保护功能参数组设定：开启过电压/电流失速功能及大小。

D．特殊参数组停车直流制动（时间、准位、频率）设定：关闭AVR。

2．工艺参数人机界面设定

人机部分主要实现人参与控制系统的途径。它主要包括：显示部分、设定部分、操作部分、历史故障部分；其中设定主要是主机速度设定、纬密设定、卷曲、送经张力等。

 链斗提升机是循环流化床锅炉除渣系统中的主要运行设备，我公司的170t/h循环流化床锅炉使用的链斗提升机采用变频控制。变频器为ACS800-01单传动变频器，功率为7.5KW，分为远程控制和就地控制，就地控制为ACS800配套的控制盘，远程控制为DCS系统控制。在运行过程中，锅炉一般在80－－-120%负荷下运行，链斗提升机运行在40－－-50HZ之间。经过多年运行，变频控制回路发生过多次问题，在处理问题时只能是停运设备，此设备停运致使锅炉负荷大幅减少，影响机组的运行效率，给公司的经济效益带来较大影响。在此情况下，我对此设备的控制进行改动，实现变频和工频双路控制，以此增加设备运行的可靠性，两路控制完全分开，互不影响，一路出现问题，另一路投入，出问题的回路可进行修理。

具体的方案如下：
1. 重新设计控制回路，原来的变频控制回路复杂，变频器自身具有较多保护，应充分利用，外部控制回路保护部分多余，且增加危险点，此次设计也一并取消，重新设计，设计本着简单、安全的原则进行。
变频器还使用原变频器ACS800-01单传动变频器，接触器、热继电器、小型断路器使用西门子低压产品，按钮、指示灯等使用质量较好的国产品牌，中间继电器采用OMRON的产品。采用质量较好的电器元件，可使整个控制回路的工作较为稳定，且使用寿命也较长。
电气控制回路图如下:

       左图为变频单路控制时的组态图纸，右图为变频和工频双路控制时的组态图纸。
       把原来的控制柜拆除，按照新设计的图纸进行安装，变频和工频动力输出线路分开接，以实现变频和工频完全分开。

简述控制回路工作过程：
1. 变频控制回路工作过程：合QF1、QF4，给变频器和远控控制回路送电，转换开关QK置变频位，启动和停止由DCS系统控制，变频器加转和减转由DCS系统控制。变频器故障由变频器输出接点，在控制柜上显示（一红色指示灯）。变频就地控制可用变频器配套控制盘进行控制，并且变频器远程/就地控制可由控制盘进行切换。
2. 工频控制回路工作过程：合QF2、QF3、QF4，给工频远控和就地控制回路送电，转换开关QK置工频位，工频远控启动和停止由DCS系统控制，工频就地启动和停止由控制柜上的按钮控制，工频控制回路故障由热继电器输出接点，在控制柜上显示（一红色指示灯）。
3. 远控变频和工频运行显示在DCS系统操作站画面上显示。