西门子模块6ES7340-1BH02-0AE0型号介绍

西门子模块6ES7340-1BH02-0AE0型号介绍

一.前言

大连安迪数控技术有限公司针对国内热封切制袋机现状推出了伺服控制解决方案，在国内某公司制袋机设备成功应用并得到了广泛推广，该方案采用了ADSD-S交流同步伺服驱动器、A*-S交流永磁同步伺服电机、触摸屏、PLC、变频器、变频电机等主要元器件；根据设备工艺要求选择了低惯量高转速的A*-S伺服电机作为主要运动机构，保证了封切制袋机在频繁启动负载下自身运动的平稳性与快速响应性，使伺服电机的一次送料转速能够满足切上下运行的时间要求。同时简化了机械机构，解决了原机械设备效率低、精度低、能耗大、自动化水平低、浪费材料等缺点。

二.控制原理

整个设备生产工艺过程主要分为抬、定位、封切三个部分。热封与切的上下往复运动由变频器驱动变频电机控制，袋长定位由伺服驱动器控制伺服电机带动送料辊控制，另外光电传感器（又称光电眼）、温控器、接近开关，做为测控元器件，负责时间的判断与控制信号的发出，使执行器件之间确立时序关系。PLC做为程序的载体，负责脉冲信号的发送及各种控制信号的转化与传递，终控制各执行机构的运转与协调。触摸屏作为人机界面，用于参数设置及整台机器运行状况监控，通过触摸屏可以调整袋长、清零、复位、点动等操作；还可以显示袋长数值和被加工袋的累计数量等。



三.工作流程

１.系统上电

程序初始化，输入袋长数值，调整温度仪，使封的温度达到热封的需要（封的温度，应根据主电机的转速高低进行设定，以胶袋封口处结实耐拉为准。封温度偏低，会导致胶袋封口处不牢。若封温度偏高，会导致胶袋封口处烫穿，因此，应根据主电机转速及封口时间长短进行调节）；进入手动调节模式，检查机械部分，伺服系统，变频器等是否可以正常工作，调节色标光电眼，使其能够感应色标变化。

２.制作袋子

点击触摸屏自动运行按钮，主变频电机(1.5KW)工作，通过机械连杆带动封和切上下往复运动，切每向上运动一次，伺服信号就导通一次，由PLC发送脉冲控制伺服电机(1kw)运转，脉冲的个数决定了伺服电机转动的圈数，脉冲的频率决定了伺服电机的转速，伺服电机通过同步带带动送料辊送料，伺服电机在切下降到承切皮辊之前完成定位，当切和封下切后，胶袋形成，当切袋个数到达预设个数或按下急停按钮时，在生产完当前胶袋后停机，切和封停在高位停车处。

制袋机一般具有两种封切方式：空白袋定长封切和寻标封切，当选择空白袋定长封切时色标光电眼不起作用，PLC程序根据切袋长度、机械传动比、伺服驱动器的电子齿轮比、伺服电机编码器的线数以及送料辊的周长，计算出伺服系统定位所需要的脉冲数，然后由驱动器驱动伺服电机带动送料辊转动送出一定长度的胶袋，从而实现白袋定长封切；当选择寻标封切时，其过程如下，伺服启动信号导通，伺服电机按照PLC程序预先设定的运动曲线进行加速运动、恒速运动、减速运动、低速追色，如图3所示，PLC接收到追色信号时，通过中断方式立即停止伺服电机。一般追色长度为10mm，并且要求追色信号只能在追色范围内起作用，其它范围内需屏蔽掉其干扰信号。追色封切调试时，在人机界面上设定好伺服电机的恒速速度，先将加速时间、减速时间设长，再调低速追色速度，尽可能提高低速追色速度，以追色平稳、准确为准。调整好追色速度后，再调加速时间、减速时间，尽可能调短加减速时间，以胶袋与出料辊不发生相对滑动及追色平稳为准。PLC程序在追色封切时，对追色信号记数，连续三次检测不到时，PLC停止各电机运转，并驱动报警器报警。同时PLC程序对批量记数，当批量达到预警值时，PLC驱动报警器报警提示。



四.伺服系统简介

本机采用的伺服系统为大连安迪数控技术有限公司的ADSD-S系列，驱动单元采用美国TI公司新数字信号处理器DSP为，选用三菱公司工业级智能功率模块（IPM），而且所选IPM的容量比标定相同功率的其它国内伺服产品要大一个等级，因而具有过载能力强、抗负载扰动能力强、起动力矩大、动态相应速度高等特点；支持多种通讯方式，标准全隔离RS485通讯模块,RS422/RS485,CAN bus或Profibus可选；驱动器将位置控制、速度控制、转矩控制这三种控制方式合为一体，并且可以进行各控制模式的动态切换，使用加灵活柔性；具备过速保护、过流、过载、过热、主电源过压欠压、编码器异常、通讯错误、PID反馈信号异常等duoz保护及异常显示，使控制过程一目了然。电机为三相永磁同步伺服电机，具有三倍过载能力，3000RPM的额定转速，2500线的编码器分辨率。

机械参数：

机械传动减速比1：3

胶辊直径66mm

精度要求：袋长精度小于0.5mm，伺服电机编码器脉冲数为2500P/R，通过四倍频转换后，分辨精度达到10000p/r,即v伺=360°/10000=0.036°，电机输出到送料辊有3:1的减速比，实际精度达到：

v辊=360°/(10000×3)=0.012°

对应的袋子长度分辩精度为：

vl辊=πD×(0.012°/360°)=207.24×0.000033=0.006839mm

故其本身误差远远小于0.5mm，引起定位误差较大的真正原因是由于伺服电机起停不够平滑，停车时抖动，故要根据伺服电机的起停速度调整合适的速度环、位置环增益与加减速时间，调试过程如下：

a）将位置环增益即先设在较低值，然后在不产生异常响声和振动的前提下，逐渐增加速度环的增益至大值。

b）逐渐降低速度环增益值，同时加大位置环增益。在整个响应无调、无振动的前提下，将位置环增益设至大。

c）速度环积分时间常数取决于定位时间的长短，在机械系统不振动的前提下，尽量减小此值。

d）随后对位置环增益、速度环增益及积分时间常数进行微调，找到值。

e）适当调整位置指令一次滤波时间常数。

调试参数如下：



五. 总结
该热封切制袋机是在传统老式设备的基础上运用安迪伺服控制系统改造而成，具有提率；降低能耗；提成品率；提高封切精度；调试方便快捷；运行过程平稳；简化机械结构等特点，具有高的技术含量和优良的性价比，为企业创造多的效益

随着微机保护装置的应用普及，继电保护二次系统的自动化水平得到不断提高。许多当前由人工处理的模拟信息转化为大量的数字信息，而技术管理人员也有许多用计算机实现的资料和试验记录文档。信息的数字化使得我们可以将不同的数据源地结合起来，形成一个化的计算机应用系统。通过综合分析数据，对设备实际运行状况加强了解，消灭故障隐患，进一步系统运行。

1　继电保护信息管理系统的实现

1.1　信息数据源的分布

二次系统所具备的信息来源可大致分为3部分：

a）由变电站微机保护装置经 RTU 发送至调度端的实时运行数据；

b）继电保护管理端（生技部门和继电保护班组）所存放的设备管理资料、各类试验记录和运行制度等；

c）其他系统中需要了解继电保护数据或可以提供继电保护有关数据和参考资料的数据源接口。

1.2　系统结构

怎样有效地将信息数据源联系起来，而对于各级用户都能予以充分利用呢?我们可以考虑以调度监控计算机网络系统的数据源为，建立图1系统。

通过数据仓库技术集成各类数据源，使用方法库来支持各个不同等级客户的分别应用，利用网络功能实施数据交换，并且开放 MIS 的数据接口，基本实现对二次保护数据资源的充分利用。

1.3　系统方法与功能

1.3.1　数据仓库和方法库

a）数据仓库是比传统的关系数据库高一级的数据组织形式，它不仅支持数据的处理，而且对于动态存储、应用程序接口、非结构化数据等方面都具有强的性能。

b）方法库是封装了一系列分析处理方法的规则库，也是应用程序软件功能的集中表现，可通过设置各用户权限来限制其对数据仓库的查询和读、写操作，维护数据的完整性，同时也限定了客户的应用范围。
1.3.2　软件应用功能

a）“三遥”数据的实时分析处理：各类二次信息的查询，和以前定检、定试记录的比较，动作时间和次数的统计，故障、事故等报警事件的指示和响应等。

b）二次设备试验的记录管理、定试预告、定值单管理、材料管理等。主要由继电保护班组人员填写，其他部门共享查询。

c）二次设备图形管理系统具备 GIS 功能，支持图形和数据库相连，直接在图形上查询参数。

d）二次设备事故、缺陷记录分析，各保护装置运行状况分析。主要是继电保护技术专责完成，其他部门共享查询。

e）设立一次设备参数接口。如电流、电压、功率因素和高压设备试验记录等，配合一次主接线图查询，可作为二次系统的辅助分析数据来源。

f）可使用电子函件和新闻公告板方便各部门间的信息交流。

1.3.3　软件开发工具

采用 Microsoft（微软）公司系列工具软件进行开发，在实用性和兼容性上都可以体现应用的性及广泛性。

1.3.4　系统建立模式

随着 Internet 的广泛应用，信息资源的利用已成为企业发展的动力。我们在建设继电保护信息管理系统时，也充分考虑这一点，要向大的外部空间提供可用的信息数据，也要从外部世界汲取各种综息，故考虑采用 intranet 模式。

2　系统特点

2.1　实用性强

针对生产运行中的实际问题，解决了二次部分各类数据源的共享和使用，特别对于继电保护技术工作人员，可以有效地进行系统分析和数据统计工作，提高保护运行水平。

2.2　性高

易于维护和升级。由于采用数据仓库和方法库。整个信息管理系统运行性不再分散于各级用户之间，而集中于网络数据库和规则库，任一客户工作站的突然损坏，也不影响整个系统其他部分的工作性能，而且恢复非常简单。对于软件开发而言，升级换代只限于方法库的改变，快捷方便。

2.3　开放性和性

数据仓库技术使得数据源的来源加广泛，使用加方便，易于和 MIS 等系统接口。系统的构造结合了 Internet/intranet 模式，具有良好的应用前景。

3　结束语

现在各个发供电企业的 MIS 系统建设已普遍考虑采用 Internet/intranet 模式，因此在建设企业内各个子信息系统时也应采用这种模式，以统一系统的规划及数据的流动，使企业能充分利用各种信息资源推动自身的发展