6ES7331-7KF02-0AB0参数详细

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一、引言

    随着包装行业的迅猛发展，瓦楞纸板生产线的生产效率逐年提高，主要体现在瓦楞纸板生产线后端的电脑横切机速度的大幅提高。电脑横切机的控制部分需满足精准的裁切长度的同时还要满足很高的裁切速度。其难点在于纸板处于高速运动状态，切的动态控制需较高的运算速度和较高的跟踪性能。变频器的控制无法达到高的裁切速度（40M/min—80M/min），裁切误差也随速度的提高而越来越大，PLC对脉冲的反馈速度也无法满足裁切精度的要求。运动控制卡加进口伺服系统的控制方式是完全可以满足精度和速度的双向要求，速度可达到200M/min—300M/min，还是有价格昂贵，供货时间长等不足之处。本文着重介绍的将运动控制卡集成在伺服驱动器之内的VEC品牌伺服驱动器在横切系统中的应用。

    二、系统组成

    下图为电脑螺旋横切机控制简图。此系统实现旋转式同步动态裁切，上下两组裁切轮同时被伺服马达带动，各依头所示方向相对旋转。轮之上的刃必须作精密的调整，当上轮之刃旋转至正下方时，下刃恰好转至正上方，才能执行正确的裁切。每次裁切轮旋转一圈，便自动将材料切断一次；马达只要在相同方向连续运转，轮便能连续裁切。

    系统组成及其功能介绍：

    1、旋转式同步飞剪控制驱动系统（VEC-VBR）：接受PLC及HMI输入的运转命令及长度设定侦测量测轮编码器传回之脉冲，得知进料速度及进料长度。控制伺服马达之运转速度及同步定位动作.

    2、人机界面（HMI）：接受设定资料及显示运转状态.

    3、PLC：处理基本之接口、互锁、连动信号.

    4、永磁同步伺服马达或感应式伺服马达:将马达动力传送至上下裁切轮.

    5、轮：上下镜射、各带刃的一组回转机构.

    6、送料检测编码器：直接紧密的接触待切材料，靠材料之横移而带动编码器产生脉冲信号.

    三、工作原理

    电脑横切机切纸板时，切运行的速度曲线因裁切长度的不同而不同，大体分三种情况：裁切长度大于两倍切圆周长、裁切长度大于切圆周长且小于两倍切圆周长、裁切长度小于切圆周长。

    **种情况：裁切长度大于两倍切圆周长如果裁切长度大于两倍切圆周长，运行速度曲线如图2所示；整个裁切循环从**个裁切点开始到*二个裁切点结束，重点分段说明如下：

    1.VEC-VBR控制系统随时监控进料长度与进料速度并控制伺服马达带动裁切轮，掌握正确的裁速度曲线。

    2.从**个裁切点开始（裁方位角等于180度），当时仍然在同步区域内，因此裁速度必须与进料速度维持同步运转。

    3.当裁切」离开同步区域后，裁速度曲线经过控制系统精确的计算、控制，在降低到零速的同时，裁方位角也必须刚好等于0度。4.当进料长度累计到适当长度时，裁切轮开始朝进料速度目标加速；而且裁速度曲线经过控制系统精确的计算、控制，务求在裁速度上升到与进料速度同步的同时，裁切轮也恰好进入同步区域。

    6.进入同步区域之后，裁速度必须随时与进料速度维持同步运转，直到*二个裁切点出现，乃完成一次裁切循环。

    如果裁切长度大于切圆周长且小于两倍切圆周长，则运行速度曲线如图3所示。基本运行速度曲线类似图2。差异如下：

    1.在整个裁切循环中，当裁切轮离开同步区域后，裁速度虽然也会下降，但不会降速至零速停止，不存在零速区域。

    2.经过VEC-VBR控制系统精确的计算、控制，在裁速度降低到一定值之后，立刻开始再加速；务求在裁速度上升到与进料速度同步的同时，裁切轮也恰好进入同步区域；并维持同步直到*二个裁切点出现，乃完成一次裁切循环。

    3.裁切长度越趋近切圆周长，则速度下降越少；当裁切长度等于切圆周长时，裁速度在整个裁切循环中都维持与进料速度完全同步

    如果裁切长度小于切圆周长，则运行速度曲线如图4所示；基本运行速度曲线类似图3。差异如下：

    1.在整个裁切循环中，当裁切轮离开同步区域后，裁速度不降速，反而开始加速。

    2.经过VEC-VBR控制系统精确的计算、控制，在裁速度上升到一定值之后，立刻开始减速；务求在裁速度下降到与进料速度同步的同时，裁切轮也恰好进入同步区域；并维持同步直到*二个裁切点出现，乃完成一次裁切循环。

    3.裁切长度越小，则裁速度上升越高，将造成马达剧烈的加减速。

    四、器件选型的注意事项

    VEC-VBR轮切系统基本架构中所需的主要组件是：

    1.同步伺服或感应伺服电机必须依据系统扭力的需要，包括伺服电机、机械系统自身的惯量、效率、摩擦损耗等因素来选定适当的形式及功率。

    一般选择电机时需注意：

    1）低惯量惯量愈低愈好，否则会损耗许多扭力去克服自身的惯量。

    2）适当的额定转速及减速比选定电机规格时应配合减速机构一起考虑，较佳的匹配是当电机运行于较高转速时，即是机台切的较高合理运转速度（考虑机械的承受力，及实际应用上的要求）。尤其是当选用的是感应式异步电机加装编码器的方式搭配时，更是要考虑适当的减速比及电机的转速配置。因为一般的异步电机的扭力输出效率较大的区间是在额定转速区附近，在较低的转速区扭力输出效率相对较差；所以若选择1500rpm的电机，实际上仅运转于约500～600rpm的速度区间，那么就必须改变减速比，使电机运转于1100～1400rpm，或改用750rpm的电机来使用，如此才能发挥电机应有的扭力输出效率。 3）若能采用标准伺服电机则将比使用一般感应式异步电机有更好的效果。

    2.VEC-VBR驱动器必须依据系统可能的较大扭力需要和选定的伺服电机较大额定电流来选定。驱动器必须有回升放电功能，可以外接放电电阻（内含放电回路的机型）或外加煞车制动器再接放电电阻（无放电回路的机型）；详细内容请咨询本公司技术服务咨询人员。

    3.主线速度测量编码器依据精度要求及机械参数来选定。编码器的选定规格需注意：

    1）工作电压5V

    2）输出部分是线驱动（LineDrive），差动式信号，增量型。

    3）有A，/A，B，/B的信号。

    4）配合测量轮的外径及减速比，测量精度需能合乎裁切精度的要求。若采用1024ppr的编码器，配合圆周为400mm的测量轮，如果减速比是1，其测量精度是400/1024＊2=0.78mm，可应用于±1mm精度要求的测量，但不适用于±0.8mm以下精度要求的测量。要提高测量精度，则必须提高编码器精度，或增加减速比，以提高单位长度中的脉波输出量。

    4.人机界面可规划适合的操作画面，以便于资料输入，动作切换，系统监视。

    5.切点近接开关切点近接开关信号的精确度直接影响裁切的精度。切点信号必须能有精确的重复性和稳定性，其重点在于能确保在高速运转中，精确的重复标示出切切断时的角度位置；信号输出的延迟时间、感应位置的误差量，都会造成控制上的误差。

    选择的考虑点：

    1）工作电压24V。

    2）输出信号电压24V。

    3）切断信号必须是脉冲式的信号。

    4）输出迟延时间愈小愈好。如果延迟时间小于3usec，表示较大可能的误差在进料线速度为100米/分时为：100,000mm/60,000,000us＊3us＊2=0.01mm

    5）感应位置的重复性愈精准愈好。

    6）感应角度愈窄愈好。

    7）若要更高的精度，则必须采用编码器的Z点信号取代一般的近接型开关。

    五、结束语

    上述电脑螺旋横切系统切纸速度可达200M/min切纸速度控制在0.5MM.。全自动高速螺旋横切系统率、高精度、高可靠性；可选择定长横切、色标跟踪横切，可自动换单、选择换单。大大提高了生产效率。

    12年前，我采用数据采集卡，在IPC上用C语言实现了唐山热河82米辊道窑全计算机控制。做了几十条窑炉计算机控制系统后，我发现走入了系统控制的误区。在IPC上运行实时控制算法，风险太大；用C、VC、组态软件编程的辛苦无人认可。尽管硬盘、键盘、接口花去了大量的售后服务费用，用户较终还是抛弃了工控机系统。

    而PLC以其高可靠性，十几年来市场不断扩大，在解决好了逻辑控制的同时，加强过程控制的功能，并增加了大量的扩展**模块，其应用范围向上挤占DCS的市场，向下覆盖了部分嵌入式单片机应用的市场。PLC的现场总线功能、支持人机界面及易学易用的梯形图语言，让工厂电工都易于接受。

    如果PLC能满足用户的工艺要求，谁还愿用需要昂贵的一次开发费用的嵌入板或不稳定的计算机系统呢？幸好是设，PLC也有的短处。由于控制对象千差万别，工艺要求五花八门，即使有大量的扩展模块供选择，也难以满足特定对象的工艺要求。否则谁还会要工控嵌入板？

    今天工厂自动化人员能进行二次开发的软件一是组态，二是梯形图语言。这二者如果能解决的问题还用VB、VC去开发，那一定是在做傻事！借助工具软件开发各类应用系统，既提高了开发速度，降低开发风险，又能节约开发费用。但组态软件只能在PC机（或**PC）上运行，梯形图语言只在PLC可编程逻辑控制器中运行。制LC不能满足用户工艺要求的，不是梯形图语言，而是PLC的硬件不够灵活。

    嵌入式PLC软件正是在这种困惑中开始开发的，它以PLC梯形图语言为内核，强化过程控制的运算能力，提供开放式扩展结构，增加网络互连功能。它融合嵌入板的特殊要求，发扬PLC梯形图语言优势，为特定对象控制问题的解决提供了一个通用开发平台。

    嵌入式PLC软件是面向单片机嵌入板的软件设计而开发的（当然做标准PLC很容易），解决PLC不好解决的问题（如成本、硬件支持、工艺保密等）。在开发初期，试图在Uclinux、Uxwoek环境下开发，但深入进去发现，要实现片级嵌入（8位单片机），运行Uclinux、/D的芯片都大了。较终开发选择了汇编（针对51系列单片机）语言，难的是自己，但为保证应用的稳定性、实时性，值得！

    嵌入式PLC软件的扩展能力体现在扩展接口及协议的开放性上。世界上各家的PLC生产商都有现场总线接口，如三菱的CC—bbbb，西门子的Profibus等。但我选择了CANbus，一是中国的现场总线标准是DeviceNet（CANbus是其底层协议），二是CANbus在中国工控市场上已形成事实标准。

    嵌入式PLC软件的网络互连能力体现在嵌入式Web服务器上，其深度裁剪TCP/IP协议（仅运行TCP/IP、ICMPARP），在远程端加载**浏览器后，即可实现远程监控。

    嵌入式PLC软件提供的硬实时体现在用户定制中断系统干预内核任务调度机制，实现高速实时控制系统要求（如步进驱动，可控硅移相触发等）上。

    当我写完EASY-V1.00嵌入式PLC软件时，它已具备以下功能：

    1、支持三菱、台达等多家人机界面

    2、支持梯形图编程（86条指令）

    3、支持CANbus互连（多机并联运行或扩展单元连接）

    4、支持第三方开发扩展单元的接线

    5、提供硬实时，用户嵌入接口

    EASY-V1.00嵌入式PLC软件，为单片机嵌入设计提供了一个全新的设计方法，设计人员更多地关注接口及可靠性，而将用户工艺交给梯形图语言，仅需数数I/O口数量，画画PCB板，就可快速推出产品。

    EASY-V1.00嵌入式PLC软件，将变国产PLC设计格局，使PLC生产厂家能快速设计出贴近终端市场的PLC，即嵌入式PLC，也可更形象地称为客制式PLC（为客户定制的PLC）。

 什么是RFID技术，基本工作原理和组成部分是什么，是什么让零售商如此推崇RFID，什么是RFID的典型应用，RFID中国论坛，提供无线射频识别技术应用解决方案及电子标签原理的相关信息。
什么是RFID？自2004年以来，与RFID技术相关的文章在各个媒体上不断涌现，相关的报道让这个历史其实并不短的技术在短时间内成为国际追逐的焦点。从**巨型商业沃尔玛，到国际IT成员IBM、HP、微软等等，从美国部到中国委，全都在RFID魔棒的指挥下舞蹈起来。
RFID是什么？RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。
什么是RFID技术？
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签， 操作快捷方便。 
埃森哲实验室**科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术："**，可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；*二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；*三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。"
什么是RFID的基本组成部分？

  较基本的RFID系统由三部分组成：

1. 标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；

2.  阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；

3.  天线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。

RFID技术的基本工作原理是什么？
RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至*信息系统进行有关数据处理。
是什么让零售商如此推崇RFID？
据Sanford C. Bernstein公司的零售业分析师估计，通过采用RFID，沃尔玛每年可以节省83.5亿美元，其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。尽管另外一些分析师认为80亿美元这个数字过于乐观，但毫无疑问，RFID有助于解决零售业两个较大的难题：商品断货和损耗（因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品），而现在单是盗窃一项，沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元，如果一家合法企业的营业额能达到这个数字，就可以在美国1000家较大企业的排行榜中***694位。研究机构估计，这种RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。

RFID技术的典型应用是什么？
物流和供应管理
生产制造和装配
航空行李处理
   邮件/快运包裹处理
文档追踪/图书馆管理
动物身份标识
运动计时
门禁控制/电子门票
道路自动收费