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产品描述
6ES7321-1FF10-0AA0产品齐全
旋挖钻机结构复杂、外部传感装置分布较多、各机构动作逻辑性强，且作业时工况恶劣、机身振动强烈，需要设计采用、功能丰富的西门子plc控制部件以完成其控制功能。同时操作人员也需要通过清晰、直观的人机界面对设备进行的掌握与控制。通过选型对比，设计方案上采用西门子S7-200系列西门子PLC作为控制系统的实现对旋挖钻机的控制、日本PROFACEGP系列液晶触摸屏作为人机界面对话设备，与外部传感装置、液压执行机构组成机电液一体化系统。
1．显示设定单元：采用西门子触摸屏TP270-10彩色触摸屏，负责工艺参数的设置、控制命令的下达及整机工作状态的显示。显示屏操作画面分左右两部分，分别设定和显示机器左右侧的工艺参数和运转状态。
其主要菜单包括如下内容：工艺参数设定：工艺参数的设定和管理。需设置密码。工艺参数配方：各种工艺参数的配方，便于管理，需设置密码。
2．系统速度控制站：采用西门子CPU226CN西门子PLC负责系统的控制；工艺参数的传输和管理；整机的操作和运行协调；整机状态数据的管理；整机各故障信息的处理。控制框图如下。CPU226CN西门子PLC采用CAN open总线（自制通讯卡）方式与各锭位上的单片机锭控卡连接，完成各锭位的控制、数据采集。
3．锭子速度控制：由2台MM440 75KW西门子变频器分别驱动左右侧60台锭子电机。系统控制站根据设定值和锭位实际速度的平均值经过运算后用通讯方式控制变频器运转。控制精度达到0.01HZ。
4．卷绕速度控制：由2台MM440 0.75KW西门子变频器分别驱动左右侧2台卷绕减速电机。卷绕变频器与其配套的旋转编码器组成闭环反馈系统；控制精度达到0.01HZ。
5．喂速度控制：由2台MM440 4KW西门子变频器分别驱动左右侧2台喂减速电机。喂变频器与其配套的旋转编码器组成闭环反馈系统；控制精度达到0.01HZ。
6．横动速度控制：由西门子plc控制2台松下750W交流伺服驱动器和驱动电机加减速器分别控制左右侧横动移纱,卷绕和横动速度要根据设定的交叉角，防叠长度在交叉角1和交叉角2之间按0.5°步长循环递增、递减运行。
7．锭位控制：各锭位都由各自的单片机控制。
7．1锭位的起动、停止：各锭位正常单起停。主要为电锭运行、刹车、断纱信号判断，计长信号及指示灯的联锁控制。定长满管自停。
7．2断纱和失张监控：在捻线过程中产生断纱或纱线张力发生波动时，锭位站能使相应锭位按规定顺序停车，并发出故障信号。
7．3每个锭位有5种状态，正常运行、正常停车、断纱、失速、满管。
高速压印机的速度要至少达到700枚/分,而且要求保证产品的质量。要满足这些要求,需要主传动机构、拨饼机构、送饼等机构优化配合。随着电子技术飞速发展，伺服传动技术在工业中已广泛应用，通过伺服驱动器来控制电机转速、转向、转角等，可以满足特殊要求场合，从而能灵活地控制电机，为了提高高速压印机的性能，采用了S7-300西门子PLC为高速压印机主控系统，利用Profibus现场总线通信方式，实现S7-300西门子PLC与主传动伺服控制器、拨饼伺服控制器、送饼控制器A、送饼控制器B，只要能准确地控制伺服控制器，就可以使主传动机构、拨饼机构、送饼等机构配合默契，利用MPI和上位机通讯，上位机能够实时显示机床信息。2 控制内容和控制要求
（1） 运行方式。该机床有2种运行方式:手动运行方式和自动运行方式，根据选择的方式进行切换。
（2） 采用MT6100IV5上位机的实时监控的内容。内容主要包括:主电机转速和电流、拨饼电机转速和电流、送饼电机A转速和电流、送饼电机B转速和电流、高速压印机压力情况、润滑油温情况等。
（3） 故障检测与报警。严重故障内容主要包括:主电机转速和电流、拨饼电机转速和电流、送饼电机转速和电流、高速压印机压力情况、润滑油温情况异常等故障，上述故障发生后，系统自动停机，其他一般故障监控系统会自动报警。
（4） 通讯功能。利用Profibus现场总线通信方式，实现S7-300西门子PLC与主传动伺服控制器、拨饼伺服控制器、送饼控制器A、送饼控制器B和上位机通讯;利用MPI口可以实现S7-300西门子PLC与远程计算机通讯，利用CP340模块RS232可以实现S7-300西门子PLC与测压仪表通讯，来监控高速压印机压力情况。
（5） 系统的开放性。因为西门子变频器系统有很好的开放性，所以本系统属于开放性结构，只要符合西门子协议就可以挂在该系统上。
3 系统的硬件配置
本系统共需96个开关量输入，80个开关量输出，2个模拟量输入，1个RS232通信板，利用Profibus现场总线通信方式，Profibus 现场总线已经成为化开放现场总线的标准，得到许多生产厂家的支持。在本系统采用Profibus-DP总线协议，Profibus-DP是一种优化的通信模块，主要解决设备级的高速数据通信。在这一级，控制器（西门子PLC/PC）通过高速数据总线同分散的现场设备（I/O、驱动器、阀门等）进行通信，传输速率可以达12Mb/s，大距离12Mbt/s时为100m，大距离为200m（1.5Mbit/s）,用中继器可以加长传输距离,多可以挂126个从站，实现S7-300西门子PLC与主传动伺服控制器、拨饼伺服控制器、送饼伺服控制器A、送饼伺服控制器B和上位机通讯。该系统属于中型控制系统。
在本系统中，西门子S7-300西门子PLC配置需要注意以下几个问题:（1）CPU右边安装不过8个模块;（2）能够插入模块数（SM、FM、CP）受他们从S7-300西门子PLC背板总线电流数值的限制。对于本系统CPU315-2DP,装在一个机架上8个模块从S7-300西门子PLC背板总线电流数值不要过1.2A;（3）S7-300西门子PLC模块的排列次序为SM/FM/CP.
4 系统的软件编程
利用西门子plc编程软件STEP7软件对系统的软件编程。用STEP7软件对系统进行硬件组态，然后再用STEP7软件编程，允许结构化程序，也就是说可以将程序分解为单个的、自成体系的程序。本机把控制系统分解成3个部分，即3个控制功能块FB，后通过系统组织块OB1，调用3个控制功能块FB（用CALL指令调用）。采用这样的结构有如下优点:大规模程序理解;可以对单个程序进行标准化;程序组织简化;其中大优点是有利于整套控制系统的调试、维护。
在为S7-200西门子PLC及西门子模块设计布线时，提供一个同时从S7-200西门子plc电源、所有的输入、输出线路切断电源的单个断路开关。提供过电流保护，例如熔丝或断路器，以便限制供电线路上的可能遭受雷电电涌袭击的所有线路安装适当的电涌抑制设备。 尽量避免将低压信号线路和与西门子触摸屏通讯电缆与交流电线路和高能、快速切换直流电线路安装在同一个线路盒内。始终成对布线，将零线尽量使用短的线路，确保线路型号适当，可负载要求的电流。接头可接受2 mm2至0.3 mm2（14 AWG至22AWG）型号的线路。使用屏蔽线路，获得防止电气噪声的保护。在S7-200西门子plc位置将屏蔽线路接地可提供。
在为由外接电源供电的输入线路布线时，请在该线路中包括一台过电流保护设备。由来自S7-200西门子plc的24VDC传感器电源供电的线路无须安装外接保护装置，因为传感器电源已经是限制电流电源。大多数S7-200西门子plc模块有供用户布线的可移动接头。（请参阅《S7-200可编程控制器系统手册》附录A，确定您的模块是否配有可移动接头。）欲防止接头松脱，核实接头已安装稳妥。
为了帮助预防安装设备中出现不需要的电流，S7-200西门子plc在某些点提供绝缘界限。当您为系统规划布线时，应当考虑这些绝缘界限。请参阅《 S7-200可编程控制器系统手册》附录A，了解所提供的绝缘数量和绝缘界限位置。评级1500VAC的绝缘界限不能被视作
所有电气装置适当接地和布线对于帮助确保系统的操作以及为应用程序和西门子PLC的S7-200提供附加电气噪声保护十分重要。
先决条件
在您为任何电气设备接地或安装布线之前，核实该装置的电源已经关闭。此外，核实通往任何相关装置的电源已经关闭。
在为西门子PLC的S7-200和相关装置布线时，请务必遵循所有适用的电气准则。根据所有适用的国家和地方标准安装和操作所有的装置。请与您所
在地的管理部门联系，确定适用于您的具体情形的准则和标准。
警告： 在接通电源的情况下尝试安装或布线威纶触摸屏或相关装置会造成电击或装置操作发生故障。
在安装或移除程序中不禁用西门子PLC的S7-200及相关装置的所有电源会导致死亡或严重人身伤害和或装置损坏。始终遵循适当的措施，并确保在尝试安装或移除S7-200西门子plc或相关装置之前已经禁用S7-200西门子plc的电源。
在您设计S7-200西门子plc系统的接地和布线时，始终考虑因素。电子控制设备（例如S7-200）可能发生故障和引起控制或监管的设备出现意外操作状况。因此，您应当安装与S7-200西门子plc分开的装置，以便预防可能造成的人身伤害或设备损坏。
警告：当TPC1162HI昆仑通态触摸屏控制设备在不的条件下可能出现故障，导致控制装置出现意外操作状况。此类意外操作状况可请考虑使用与S7-200分开安装的紧急情况停止功能、机电越权或其他冗余设施。
绝缘指南
S7-200西门子plc的AC的交流电线路电源界限和I/O界限为1500VAC。这些绝缘界限经过检查和核准，可在交流电线路和低压线路之间提供双倍绝缘。所有与S7-200西门子plc连接的低压线路（例如24V电源）均需由经核准提供绝缘的交流电线路和其他高压线路供电。此类来源包括在电气标准中定义的双重绝缘，并配有根据不同标准评级为SELV、PELV、二类或有限电压的输出
安装西门子PLC或西门子plc模块
安装S7-200西门子plc十分简便。只需遵循以下步骤。
面板安装
1. 使用上表中的尺寸，定位、钻孔和轻敲安装孔（M4或美准8号）。
2. 用适当的螺丝将模块固定在面板上。
3. 如果您使用的是扩充模块，将扩充模块带状电缆与存取门下方的扩充端口接头连接。
DIN横杆安装
1. 每隔75毫米将横杆固定在安装面板上。
2. 咔嚓一声打开（位于模块底部的）DIN夹片，并将模块背面扣在DIN横杆上。
3. 如果您使用的是西门子plc模块，将扩充模块带状电缆与存取门下方的扩充端口接头连接。
4. 将西门子plc模块向下旋转至DIN横杆位置，咔嚓一声将夹片关闭。请仔细检查夹片是否夹紧，模块是否地固定在横杆上。为了避免损坏模块，按安装孔的标记，而不要直接按模块前侧。
提示如果MT6100IV5威纶触摸屏位于的环境带有高振荡电位或者西门子PLC沿垂直方向安装，使用DIN横杆阻块可能会有帮助。如果系统位于高振荡环境，则面板安装S7-200西门子plc会提供较高的振荡保护水平。
取出CPU或西门子plc模块欲取出S7-200西门子plc模块，请遵循以下步骤：1. 断开S7-200西门子plc的电源。2. 断开所有与模块连接的线路和电缆。大多数S7-200西门子plc和扩充模块配有可移动接头，便于完成此项工作。3. 如果扩充模块与您正在移除的装置连接，打开存取盖门，并从相临的模块上断开扩充模块带状电缆连接。4. 松开安装螺丝或咔嚓一声松开DIN夹片。5. 取出模块。
取出和重新西门子plc安装终端块接头大多数西门子模块配有可移动接头，便于安装和替换模块。请参阅《S7-200可编程控制器系统手册》附录A，确定您的S7-200西门子plc模块是否配有可移动接头。您可以为未配备可移动接头的模块订购供选用扇出接头。订购号码请参阅《 S7-200可编程控制器系统手册》附录E。
1. 打开接头门，可接触接头。2. 在接头中部的槽口中插入一把小螺丝。3. 将螺丝朝与西门子PLC外壳相反的方向旋转，取出终端接头。
欲重新安装接头
1. 打开接头门。
2. 将接头与装置上的针对齐，并将接头底座轮圈中的接头布线边缘对齐。
3. 用力向下按，旋转接头，直至咔嚓一声就位。请仔细检查，核实接头已适当对齐，并就位
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