6ES7340-1BH02-0AE0技术参数

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1背景

    φ3500立式机床是一种自动化程度要求较高的机电设备，一般应用于冶金行业，车制各种大型工件；它通常采用继电器逻辑控制方式，设备的电控系统故障，检修周期长。随着技术的进步，这类控制系统已显示出越来越多的弊端。近年来PLC机在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势，是其它工控产品难以比拟的。如果用PLC控制技术对这些系统实施改造，则具有普遍的技术及经济意义。

2 方案选择

    原设备为手动操作，根据使用部门的建议，在改造方案上维持改造前设备人一机界面的原始性，这样可以有效减少设备使用人员的误操作，不至于使设备的事故率在技术改造后有所增加。

    系统的工作台变速单元依靠液压电磁阀来实现，并由机械传动部件不断地改变传输比，达到改变工作台转速目的。其变速操作相当繁琐，必须先让主机停车，选好速度后，微动使齿轮重新啃合再挂挡，最后重新启动。根据现场负载计算与理论分析，保留主拖动方式，用一台FRN15G95-4JE电压型通用变频器，对工作台电机进行速度换向控制。FRN15G954JE电压型通用变频器具有转矩矢量控制、转差补偿、电AVR自整定、负载转矩自适应等一系列先进功能，在无速度传感器的开环运行条件下，采用磁通矢量控制和电机参数自动测试等功能后，其调速性能达到甚**于传统晶闸管供电的双闭环直流调速系统。原系统还有左右两个架，可纵向横向移动，通过电磁离合器与左右驱动电机连接。左右驱动电机有Y/△变换，因此有两级工作进给速度：I级0.29- 45.6m/min，II级0.58-91.2m/min。改造时，仍维持原方式。

3 PLC机型选择

3．1 输入输出点数

    PLC控制系统的输入信号包括操作台控制输入、工作台和架各速度信号、分布在机床上各部分行程开关及变频器投入信号。共有64个输入点。

    PLC的控制负载主要分成三类：一是10台交流电机正反转主接触器；二是用于左右架调速的离合器线圈（电磁离合器直接由PLC驱动）；三是显示、报警负载（包括显示灯、声光报警器等）；四是工作台调速输出（到变频器）。共56个输出点。

3．2 PLC选型

    确定输入输出点后，还要进行PLC选型，本系统除了与变频器连接需模拟量外，全部为开关量，再考虑到性能价格比及输入输出点数，选用德维森公司ATCS系列PPC31型机, PPC31为模块化结构，系统配置灵活，编程功能强，性能价格比高。

4 系统设计

4．1 变频器设计

    系统所有动作都有PLC控制。当PLC输出继电器out1=ON时，工作台正转；输出继电器out2=ON时，工作台反转。工作台共有16级速度。操作时，首先将二进制值存储在PLC数据区，当正反转时，操作台输入速度值，而PLC输出一路二进制值，经D/A转换到变频器的12号输入端，满足工作台调速要求。当out1 and out3=O N时，工作台点动正转；当out2 and out 3=ON时，工作台点动反转。点动速度用变频器提供的多段速指令选择。当电机过载缺相时，热继电器FR动作，使变频器THR端子OFF，可在瞬间封锁 U.V.W输出，同时闭合故障继电器30A-30C触点，经PLC输入继电器产生系统故障报警。

    在快速制动过程中，一但电机反馈“泵升”电压使变频器母线电压达到800V时，制动单动BU功率模块立即导通，接入电阻R迅速释放电机储能，实现安全快速的制动。

4．2 软件设计

    PLC通过编程器输入程序，达到控制目的。由于PLC工作过程是循环，程序执行速度快，在架进给双速电机时，需要通过Y/△变换实现变速，因此为了避免Y/△变换中电源短路，除了用互锁外，还必须设置切换延时，定为1S。同样，在横梁下降（反转）时，还需要回升（正转），因此也需要设置切换延时，以防电源短路。

5 结束语

    实践证明，用PLC改造传统继电器控制系统是很好的方法。它可以充分发挥PLC高可靠性、高抗干扰的特点，寿命长、维修量少、查找外部线路简单。同时采用变频器改善了原系统工作台启动调速性能，有利于节能（原系统机械变速，低速时电机功率损耗大），提高了效率，为企业创造较好的经济效益。

1．不准

[故障现象]

一台表面声波触摸屏，用手指触摸显示器屏幕的部位不能正常地完成对应的操作。

[故障分析处理]

这种现象可能是声波触摸屏在使用一段时间后，屏四周的反射条纹上面被灰尘覆盖，可用一块干的软布进行擦拭，然后断电、重新启动计算机并重新校准。还有可能是声波屏的反射条纹受到轻微破坏，如果遇到这种情况则将无法完全修复。

如果是触摸屏在下列情况下可运行屏幕校准程序:（开始--程序--microtouch touchware）

1）**次完成驱动软件的安装。

2）每次改变显示器的分辨率或显示模式后。

3）每次改变了显示的显示区域后。

4）每次调整了控制器的频率后。

5）每次光标与触摸点不能对应时。

校准后,校准后的数据被存放在控制器的寄存器内,所以每次启动系统后*再校准屏幕。

2．触摸屏无响应

[故障现象]

一台触摸屏不能工作，触摸任何部位都无响应。

[故障分析处理]

首先检查各接线接口是否出现松动，然后检查串口及中断号是否有冲突，若有冲突，应调整资源，避开冲突。再检查触摸屏表面是否出现裂缝，如有裂缝应及时更换。还需要检查触摸屏表面是否有尘垢，若有，用软布进行。观察检查控制盒上的指示灯是否工作正常，正常时，指示灯为绿色，并且闪烁。

如果上面的部分均正常，可用替换法检查触摸屏，先替换控制盒，再替换触摸屏，最后替换主机。

如果是表面声波触摸屏可进行如下检修：

1）可能是触摸屏的连线中,其中一个连接主机键盘口的连线(从键盘口取5伏触摸屏工作电压)没有连接,请检查连线。

2）可能是触摸屏的驱动程序安装过程中所选择的串口号和触摸屏实际连接的的串口号没有对应起来,请卸载驱动重新安装。

3）可能是主机为国产原装机,所装的操作系统为oem版本,被厂家调整过,造成串口通讯的非标准性,与触摸屏驱动不兼容,如果可行 请格式化硬盘,安装系统后驱动触摸屏。

4）有可能是触摸屏驱动程序版本过低,请安装较新的驱动程序 。

5）主机中是否有设备与串口资源冲突检查各硬件设备并调整.例如某些网卡安装后默认的irq为3,与com2的irq冲突,此时应将网卡的irq改用空闲未用的irq。

1、与硬件相关的问题

触摸屏一般用串口进行信号的传输，从ps/2端口取信号，而tps屏幕是从主机直接取电。如果指示灯不亮，说明没有取到信号，控制盒上的ps/2线可能坏了。如果灯亮着，但依旧不闪，说明控制盒坏了，因此我们必须更换控制盒。如果更换控制盒还是不行，有可能是屏幕被压得太紧，需要将四周的螺丝稍微松一下，因为触摸屏是由特殊材料组成，它本身不太容易损坏。

如果串口是坏的或被禁用，将导致驱动程序无法安装，因为安装驱动时，会自动寻找串口。即使能够安装，也会出现鼠标不动或无法定位。较好不要用串口鼠标来判断串口的好坏，可能串口9根针对它们来说各自用的方式不一样。如果屏幕被压着，或者地线没有接好，会导致无法定位。如果出现有些区域无法点击或反应迟缓，有可能是灰尘影响，需拆开外壳来除去灰尘。

2、与软件相关的问题

软件问题主要是指驱动程序的安装，一台主机上不要安装两种或两种以上的触摸屏驱动程序，否则将导致无法使用。

3、其他相关问题

更换显示分辨率、调整屏幕大小和**次安装时都有会出现单击不准或漂移，需启动应用程序中自带的定位程序重新定位，定位尽量用比较细的笔或指尖进行定位，这样比较准。应用程序中还包括调出鼠标右键、设置拖、拉式以及触摸屏硬件信息等。

界面是否符合人机工程学原理？你的操作员接口终端是否会给你带来痛楚？我不是指只是由于不能正确发挥功能而引起的失望和沮丧。我指的是真实的感同身受的痛楚，如同任何真正的计算机终端，一个会遭遇到健康以及与安全有关的使用问题等。当结合hmi工作时，一般说来，正确的符合人机工程学不是工程师们内心首先考虑的事情，然而，不关心人机工程学原理会导致作业成本上升的后果，这还没有提到眼睛的过度疲劳，腕关节综合症及扭伤等。

什么是人机工程学？有许多的定义，但本质上这是一门严谨的科学。microsoft的encarta网上百科全书定义人机工程学为：这是一门科学，它涉及机器产品和系统的设计，其目的是使用它们的人能较大化地感到安全，舒适和有效。专职的人机工程学认证部门（the board of certification in professional at ergonomics, bcpe）称之为“关于人类能力、人类局限性和人类特点等一系列设计时要考虑的知识”。不管你如何定义，人机工程学在每一个hmi应用中扮演着重要的角色，影响操作员如何有效地使用产品。更重要的是因不遵守人机工程学而引起的伤害，此外，与工作场所有关的人机工程学伤害可能是代价昂贵的员工索赔要求以及工作时间损失的根源。

人机工程学，各有各的不同

能以各种方式向hmi产品提出有关人机工程学方面的挑战。包括，但不**于，肌肉—骨架和视力困难等。bill martin, rockwell automation公司panelview plus 700/1500产品经理说：“对于hmi设备，有两个有关人机工程学的问题应考虑：抗强光屏幕和容易操作的按钮。如抗强光外罩等器件降低对眼睛的压力，当它积满尘埃或被脏污时很容易卸除或更换，操作员使用抗强光外罩不仅保护视力，也由于其方便和易于维护的优点。”他继续说：“很多操作员使用是因为触摸屏更容易得心应手，然而，对那些**选择按钮的人们是因为当压下按钮时，他们能听到和感受到反馈信息从而减少对身心的压力，操作者不需要反复地压下按钮和担心按钮是否已接触。”

dave kaley, rockwell automation公司mobile view产品经理观察手持式hmi并评论：“因为终端就在你的手中，重要的是终端应易于手持和能否操作自如。例如，便携式终端必须使人感到舒服，并且对左手操作还是右手操作的人都是人机工程学友好的。”kaley建议：“握住终端的手需在自然放松状态，不能处于会导致手腕扭伤的笨拙的弯曲或令人不舒服的位置。”

norma dorst , national instruments的labview平台经理指出：“一个经常会被忽略的人机工程学领域即如何设置报警，这是人机工程学的一个部分，人们应给予足够的注意。相同的报警不能用于每一个故障事件，声音必需引起操作人员的警觉，但不能到达干扰人们反应能力的程度。不少hmi给出太多的脉冲和闪烁信号，这都不是符合人机工程学的设计。”

可逆循的诀窍

当选择和设计任何的hmi系统时，可考虑以下的人机工程学因素：

■ 在决定选择时，评估所选hmi产品的人机工程学特性及其功能。屏幕是否抗强光？是否容易操作？是否人机工程学友好？

■ 当使用hmi产品，其功效如同任何计算机时，应对相同的警告和制约进行检验。需将重复的动作压缩到较小。hmi对任何的修改是开放的从而能适应不同的需要。

■ 当安装任何新系统时，应花费一定的时间去了解人机工程学的概念和原理。符合人机工程学的智能化运行能增加工作效率和减少丧失工时的人身伤害以及因此而带来员工的索赔要求。