西门子6ES7214-2BD23-0XB8型号规格

西门子6ES7214-2BD23-0XB8型号规格

 双伺服自动切台的控制系统设计
3.1 工艺主体分析
双伺服自动切台由两台变频器驱动。一台驱动主轴马达；另外一台驱动圆（切）。两台伺服同轴与丝杆相连，一台控制切台的定位，即定长。另外一台控制进和退。变频器通过RS485通讯的方式控制，给定主轴和圆的转速。伺服用Pt模式定位。根据客户的要求为其提供了单段和连续两种控制方式和10种操作模式。如果有特殊需要，可以将操作模式扩展到几十种模式。每种操作模式包含：宽度设定、数设定两个参数。
3.2 工艺控制设计
客户根据生产的要求，将需要生产的胶带的宽度和该宽度需要切割的数在参数表中预先设定好，这两个参数关联PLC中的掉电保持寄存器。如果操作人员选择单段控制方式，在人机上输入模式号后，系统自动把对应该模式的参数（宽度和数）调用出来。启动后，切台通过伺服开始定长横向移动，当到达设定的宽度后，切台横向移动停止，通过另外一台伺服控制切台纵向移动。当切台移动至前限位处，定时开始，保证将胶带完全切断，定时时间一到，自动退回至后限位开关处停止。如果该模式设定的数不为零，则重复以上动作，直到切割的次数等于该模式设定的数后，自动停止。如果该模式设定的数为零则系统不动作。而如果操作人员选择连续控制方式，在人机上输入模式号，则启动后系统自动按照模式1设定的宽度和数切割，当模式1切割完毕后，自动按照下一模式设定的宽度和数切割，如果该模式的设定数为零，则系统自动跳过该模式，执行下一模式，直到将设定的模式全部切完后自动停机。例如：在连续模式下：选择模式１０，启动后系统按照模式１设定的参数切割，模式１切割完毕，如果模式２中设定的数不为零，则按照模式２设定的宽度和数自动切割；如果模式２中设定的数为零，则系统自动跳过模式２，按照模式３中设定的参数切割。以此类推，直到将模式１０设定的宽度和数切割完毕后，系统自动停机。切台横向移动的速度可以在人机上进行设定，横向移动的速度分为两段速：移动的初速、正常运行速度。两段速度的切换通过定时完成。两段速切换的时间在人机上进行设定。系统在正常生产前要进行对，以保证圆能够将所需要切割的材料切断，同时要求快速地进/退，当圆即将与材料接触时，圆满速切割。切割完毕，快速退。在这一要求下，我为客户设计了非常人性化的操作。启动前，在人机上设定好进速度、切割速度，然后手动进。手动进开始时进速度较快，送开手动进，圆快速退回。此时，系统自动记忆手动进运行的时间，并且将该段时间在人机上显示。当系统处于正常运行状态时，每次切割，圆都以设定的进速度快速接近被切割的材料，运行对前自动记忆的时间，时间一到遍以设定的切割速度进行慢速切割。操作简洁便利，更性化。
3.3 工艺控制流程
系统控制流程的顺序如下所述：首先夹头动作，夹头动作前，摇臂气缸首先要向上动作，上到限位后，夹头和顶针动作，将主轴**紧并且夹住。然后主轴和圆才能启动进行切割。在自动运行过程中如果按全部停止，则主轴和圆停止运转，然后顶针退回，夹头送开，顶针退到位后，摇臂气缸向下，下到限位后停止。在连续运行完毕后，系统自动停止，并且自动将顶针退回，夹头松开。摇臂气缸向下到位。然后当重新换卷后，如果启动夹头，则切台自动复位到原点，并且摇臂向上到位，顶针**到位，夹头夹紧主轴，便于整卷胶带切割完毕后，进行换卷时，方便使用人员的操作。
3.4 自动记忆功能
在整个自动切卷的过程中，如果出现任何故障或者操作人员手动停车，则系统记录当前执行到的模式号和已经完成了几次切割，如果故障处理完毕后再次启动，则按照停车前的模式继续切割。以上所述的是自动切割状态。
3.5 自动对功能
在手动状态下，为客户提供了自动对的功能。即在出现故障或**次切割质量不高时，在停机的状态下，可以通过人机或操作面板上，按间接归位或间接前进按钮，切台自动以当前模式设定的宽度向后或向前移动一个宽度，达到自动对的功能。同时也提供手动对的功能。
3.6 关键技术设计
1 模式参数的设定及调用
利用PLC中连续的掉电保持区的数据记忆所有的模式参数（宽
度设定、数设定），且在PLC中对应的地址都是双字。如模式1中宽度设定对应PLC中的D500，则数设定对应PLC中的D502，则模式2中两个参数在PLC中对应的地址为D504、D506。所以可以利用变址来寻址。模式号的输入对应D570，则通过以下程序即可实现参数的调用之功能。
SUB D570 K1 D90
MUL D90 K4 D92
MOV D92 F2
ADD D92 K2 D160
MOV D160 F1
DMOV D500F2 D192 //设定宽度
MOV D500F1 D190 //设定数
2 长度计算
丝杆的导程10mm,电子齿轮比为2，伺服每10000脉冲/圈，伺服与丝杆同轴连接。宽度设定2位小数。因此可以推出设定的宽度与所需发送脉冲之间的关系如下：
所需脉冲=10000*设定宽度/100*电子齿轮比*导程=设定宽度*5
3 模式转换
当前已切割数以退到位为基准，每次加一。当已切割数与设定数相等时， 将模式自动加一。从而将运行参数自动转换成下一模式设定的参数。
4 通讯
主轴速度和圆的速度通过RS-485通讯，由PLC给定变频器。
4 系统调试
4.1系统调试
1通过调试完成整个控制的逻辑部分。保证基本的逻辑动作无误。
2将主轴和圆的频率部分的通讯程序调试成功。
3用手动模式，使伺服以JOG的方式运行。
4伺服参数设定：1-00：2；1-01：0；1-44：2；2-08：12；2-10：1；2-15：0；2-16：0；2-17：0；根据伺服具体的运行效果调整2-00；2-02；2-04；2-25；2-26；同时相应的调整1-08参数，以保证伺服在告诉运行时平缓一些，根据具体情况设定该参数。
5判断伺服的运转方向，与要求一致。
6将伺服驱动上的接地按要求接好，同时将变频器上的接地线与可靠大地连接。否则有可能因为变频器运行起来的干扰使伺服误动作。如果现场没有可靠的大地，相应的降低变频器的载波频率。如果电柜内有24V电源，可以考虑将变频器的接地线与开关电源的24V-相连，以降低干扰。

1、引言
ＵＨＴ**高温瞬时（１３５℃以上数秒）工艺技术是流态食品较重要的加工技术。
UHT技术广泛用于低酸无菌含颗粒的产品:　牛奶、酸奶、奶油、乳酪、蛋液、巧克 力、糖
浆、 冰淇淋、果汁、含果粒汁、果酱、果冻、番茄酱、豆浆、色拉酱、糊状食品、脂肪及
油脂、麦芽汁、啤酒、葡萄酒、米酒、茶汁、咖啡饮料等。 管式UHT机广泛用于液态
食品（无菌）热处理的全自动系统，产品的粘度范围很大，并能适应纤维和颗粒。本项目的UHT机系列生产能力1-10t/h，典型的温度为90-140℃，控制系统基于台达品牌
产品，包括PLC程控器及工控屏。蒸汽减压阀及调节阀、分流阀、稳压阀、物料泵、热水泵。其他阀门及管接件等所有流体配件都选用高质量标准的元件。
2、工艺原理及特点
2.1工艺原理
物料在连续流动的状态下通过套管式热交换器加热至138～150℃，并在这一温度下保持一定的时间(2～4秒)以达到商业无菌水平，然后在无菌状态下无菌环境中灌装于无菌包装容器中。整个过程在高温状态下瞬时内完成，将能引起物料和变质的微生物和芽孢彻底杀灭，同时，较大的保存了食品原有的风味和营养成分。这种严格的加工工艺和设备精确的处理方法有效地防止了食品的二次污染，大大延长了产品的保质期。UHT工艺*采用直列套管式换热器系统，因其在较高蒸汽压力及**高温状态下所具备的可靠工作性能，尤其连续工作时间可长达十多个小时，从而获得了比板式系统更为广泛的应用。管式UHT设备设计用于牛奶、果汁饮料或类似产品进行连续工艺。配备无菌灌装设备可用于3-6个月保质期的产品生产。可连接分离机、脱气、闪蒸等设备。该设备的产量主要由进料系统中的流量控制加以调节，在采用全流量均质方式时，利用均质机来控制流量。由于对产品的加热和冷却均在板式换热器中热回收部分进行，因而热回收率较高可达以上。工厂产量监控查询系统的设计主要在于软件系统的设计，以下问题是考虑的重点。
1）两个车间共26条生产线，每分钟要有26条记录生成，每分钟向数据库插入26条记录。该系统全天24小时工作，不允许停，所以一天的数据量为37440条记录。每月的数据量为1160640条记录。如果要存储4个月，则数据量为4642260条记录。数据量是相当庞大的，硬盘的数据存储接近2-3G，不仅会造成在查询时，系统资源严重被占用，同时普通的数据库如ACCESS的表格没有能力管理如此庞大的数据系统。ACCESS在管理如此庞大的数据时，不仅系统会造成不稳定，同时会出现不可预料的情形。所以只能寻找能够管理大型数据系统的数据库，因此可以选择SQLSERVER或Oracle。
2）组态软件（组态王）支持对标准的数据库进行数据的插入、选择、删除等基本的操作，同时支持标准的SQL语言。灵活的运用该组态软件提供的SQL函数使监控系统通过ODBC（开放性的数据源）配合标准的SQL语言对数据库进行各种简单和复杂的操作。
3）即使使用大型的数据库，SQL Server或Oracle，由于每天的数据量多达37440条记录，如果将1个月，甚至是4个月的记录全部写入同一个数据库的同一个表格，则所有的数据量大的将使表格崩溃，即使数据库能够管理，查询的速度也是可想而知的，将会非常的慢。解决问题的思路是以系统的日期作为当天的表格名称。当系统时间为00：00：00时刻时，新建一个表格，通过SQLCreateTable（ DeviceID, "TableName", "TemplateName" ）函数建立不同的表格，因为组态软件支持字符串函数。
4）查询条件比较复杂。为了完成如此复杂的查询，使用了Active控件，因为组态软件支持第三方控件，将所有的条件罗列出来进行排列组合，将每一种情况都考虑在内。然后通过程序来实现选择条件转换成SQLSELECT（）函数工作的条件。因为工艺要求能够任意查询任意生产线在任意时段的产量，为了能够实现该功能，可以新建站点及站点变量（\\本站点\CX_Hour，\\本站点\CX_Minute，\\本站点\CX_Hour1，\\本站点\CX_Minute1）。在以时间段进行查询时，先将以前两个变量输入的时间做为条件进行查询，将查询出的数据赋给在过程中自定义的中间变量。然后再以后两个变量输入的时间作为条件进行查询，将查询出的同样赋给自定义的中间变量。将两次查询的结果求差，然后将日期、时间、车间生产线产量通过报表的组态添到表格当中。
5）对于月产量的查询。需要判断输入的月份有几天，然后从该月的**天开始到最后一天进行查询，查询的时刻为每一天的23:59分时各生产线的产量。然后对查询出的数据进行累加，直到该月的最后一天。具体程序实现是按照特定的格式将数据填写到报表当中。
6）当查询的条件比较复杂时，有些条件不可能同时成立，因此，在选择条件时，要互相限制，以避免出现混乱现象。
7）工艺要求能够查询任意生产线每分钟的产量，可以通过事件发生命令实现，即每当系统时间的秒等于59时，触发执行相应程序。
8）在系统时间等于00：00：00时刻时，用事件命令建立相应程序，以得到需要新建表格的名称，并同时将PLC中累计产量的寄存器清零，重新开始对该日的产量进行累计。
4 系统调试考虑
针对本文讨论的特定工厂产量监控查询系统，在系统安装调试过程中有些问题是不能被忽略的。
1）因为两个车间之间的距离在300m左右，而从**个车间到监控室的距离有500m左右，距离比较远，为了遏制信号的衰减，将信号线用网线代替，同时加中继器将信号放大。保证的安全性。
2）要求现场布线时严格按照电气规范施工，保证安装的合格。
3）正确的设置操作系统中数据源ODBC的选项，以保证监控系统能通过ODBC与数据库SQL Server连接。在运行监控系统执行任何操作时，观察运行反馈信息，以得到相关的错误信息，可根据提示的错误信息检查程序。
4）报表组态非常灵活，可以通过While｛｝循环语句，将查询结果按照顺序填写到报表中。灵活的运用While｛｝语句可将程序简化，减少监控系统后台运行程序的时间。
5）灵活运用应用程序命令、数据改变命令、事件命令、热键命令、按钮的弹起、按住、按下命令进行编程。
6）在程序量大的项目中应养成良好的编程习惯，定义变量时较好使用英文对程序进行标注，以增加程序的可读性

（2）在RS232的规范中，电压域值在+3V——-+15V（一般使用+6V）之间称为“0”或“ON”；电压在-3V————15V（一般使用-6V）之间称为“1”或“OFF”；计算机上的RS-232“高电位”约9V，而“低电位”则约-9V。
（3）RS-232为全双工工作模式，其讯号准位是参考地线而得，分别作为数据的传送和接收；实际应用中其传输距离可以达到15米。只具有单站功能，即一对一通讯。
2.2RS485接口
（1）采用正负两根信号线作为传输线路。
（2）RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。
（3）RS485为半双工工作模式，其讯号是正负两条线路讯号准位相减而得，是差动式输入方式，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好；实际应用中其传输距离可达1200米。具有多站能力，即一对多的主从通讯。

3台达PLC的串行通讯功能
台达DVP系列PLC各型主机均内建2个通讯口的标准配置，即一个RS232和一个RS485通讯口，其RS232口主要用于上下载程序或作为与上位机、触摸屏通讯，而RS485口主要用于组建485网络，实现通讯控制。尤其值得一提的是EH机型可通过通讯功能卡扩充一个RS232或RS485通讯口，使得在组建多重通讯网络更加方便。
相对于通讯口的硬件配置，台达PLC在软件指令上对通讯的支持也是相当丰富和便利，主要通过以下三种方式完成485通讯功能：
3.1自由通讯方式
该方式通过串行指令RS来完成主站与从站之间的数据交换，可以实现无协议的自由通讯。许多接口设备如变频器、仪表等…若配备RS-485串行通讯，且该设备之通讯格式也有公开即可由PLC使用者以RS指令设计程序来传输PLC与接口设备之间数据。
3.2MODBUS通讯方式（GB/Z 19582）
MODBUS协议是目前国际上公开的标准串行通迅协议，也是人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 19582：基于Modbus协议的工业自动化网络规范。台达PLC通讯符合MODBUS协议，并且台达其它产品如变频器、温控仪、司服控制器等485通讯均符合MODBUS协议，对于符合MODBUS之通讯格式的产品，台达PLC提供了更加便利的通讯指令MODRD 、MODWR、MODRW来实现数据的读写，程序编写中不需关注传送的字符，校验码的转换等等，只需要确定通讯及写入读出的数据即可，不过在多指令读写时需要考虑通讯时序问题，避免通讯冲突。
3.3台达PLC较有特色的通讯命令EASY bbbb
基于MODBUS通讯协议，台达EP/EH系列PLC机型提供了更为方便快捷的通讯方式——EASYbbbb。EASY bbbb通讯是台达PLC较有特色的通讯命令，可以提供主站与32个从站通讯，每个从站读写各100项数据的能力，且不需要复杂编程即可高速快捷的完成通讯控制，节省大量的编程时间。
综合比较上述三种通讯方式，自由通讯方式的编程较为复杂，但它可以与非MODBUS协议的设备通讯，设备选择自由灵活不受限制；MODBUS通讯方式的编程则简单的多，且也具有一定的编程灵活性，如可**与某个从站通讯；而EASY bbbb通讯方式是针对符合MODBUS协议互连设备较简单的通讯方式，几乎不需要编程即可完成，不需要考虑半双工通讯方式中通讯时序问题，只需要*读出写入数据的寄存器和数据项数，启动bbbb连接即可完成设备之间的数据通讯。因此对于符合MODBUS协议的设备建议采用bbbb通讯方式。
3.4串行通讯工程要点问题
在工业自动化控制中，有许多数据信号需要采集、处理，特别对于远距离的设备，一般的传感器电压讯号如果传输距离过远的话，会造成讯号的衰减，如此一来，将得不到正确的结果，因此，采用传感器讯号就地处理，而通过数字通讯方式能够有效的解决这一问题，保证数据的正确性与准确性；但通讯同样也会受到外界的干扰，使得通讯质量下降，甚至根本无法建立通讯。要保证通讯正常，在组建通讯网络时应该注意以下几点：
（1）保证通讯协议一致，所有联机之从站接口设备波特率及通讯格式需与主站相同，合理分配各从站的站，避免冲突。
（2）合理布线，减少外界干扰对通讯的影响。走线走得好，可以很大程度减少干扰的影响，提高通讯的可靠性，走线应遵循两个原则：远离电源线，变频器等干扰源；当网线不能与电源线等干扰源避开时应与电源线垂直，不能平行，并采用质量高的双绞线走线
（3）通讯速率的选择，一般来说提高通讯波特率能够提高通讯效率，但并非一味的提高就肯定好，传输速率的提高同时加大了传输错码率，使传输质量下降，特别是在工业控制场合外界干扰比较大的情况下，有时适当降低传输速率会得到更好的传输效率。
（4）正确编制通讯程序。PLC通讯程序的编制在实现串行通讯中也是非常关键的一步，一个合理的通讯程序能够提高通讯效率，而不完善的通讯程序则会导致通讯效率下降，甚至通讯失败，使PLC出现运行错误。由于RS485通讯采用半双工的工作模式，因此通讯程序的编写主要是对通讯指令的分时处理程序，在此用以下两个通讯程序来描述如何合理编制PLC通讯程序，程序主要是PLC通过485通讯方式读写三台变频器的频率，均实际测试运行过：
3.5 台达PLC通讯程序要点
（1）“固定时序通讯程序”是台达PLC通讯技术工程处理通讯常用方法，利用固定计时的方法来实现分时通讯，这样的写法比较容易造成通讯时序上的问题。Modbus 通讯规格是采用主/从模式，也就是主站发通讯命令给从站，从站收到之后再回应主站，这一收一回才算完成一个完整的通讯资料交换，该程序有使用到M1127来判断，但是决定下一个通讯指令是否运行的接点开关却不是由通讯旗标来决定，而是由100ms 的 timer来决定，这样很容易有问题生成，因为通讯的整个时间包含通讯资料在线上传输的时间加上通讯资料在主/从站处理的时间，若这时间**过100ms，那就很容易造成从站回传，而主站送资料出去，造成资料在线上碰撞，因而影响传输的正确性，如果把timer时间延长，还是会碰到有问题，因为这种写法，通讯旗标的动作与决定传送的旗标本身并未同步，因而会有时间差，造成资料不正确。该程序在EH机型上测试，发现通讯速度比较慢，且读回来的数据有时会发生交叉的现象，即从站2的频率读到从站4的寄存器上，错误读写的情况可见图一。使用这种编程方法在通讯正常时没有问题，一旦当通讯数据错乱时，就会造成数据传送错误，严重时甚至导致PLC死机，