西门子6ES7231-7PF22-0XA0常备

西门子6ES7231-7PF22-0XA0常备

  起重机的鼠笼式电机启动时冲击电流大，设备冲击严重，噪声大，影响设备的使用寿命及定位精度。采用变频控制后可以解决以上的问题。 
       在该起重系统加入了三菱PLC控制,使系统加稳定.同时还提高了设备的档次。本系统有一个操作台和两个柜体组成。其中的两个柜体由三菱PLC和两台三菱FR-A740变频器组成控制系统。由三菱可编程控制器控制三菱变频器实现电机软起动，多段速运行，以及制动等功能。使用了三菱可编程控制器，不但简化了控制电路，而且通过三菱PLC实现了逻辑控制和时间参数的调整，同时也增加了系统的，减少了故障率。 
       操作人员可通过操作台，把控制命令输入到三菱PLC 然后，用三菱PLC根据控制条件对三菱变频器进行控制，并在PLC中加入了限位，变频器上加了制动装置，实现准确定位，对刹车的控制，防止了溜钩的出现。 
       起重机采用三菱变频控制后使整机性能有较大的提高.如起升行走平滑,稳定,被吊物件定位准确.根据需要上下.前后,左右,操作都可以无级变速,适应各种实用场合,加上三菱变频器自身保护功能齐全,如过流,过载，过压等都能及时报警及停止，减少了起重机故障，提高了性能。同时三菱变频器具有限流作用，可以减少启动时对电网冲击，有利于车间内其它设备正常运行。
有如下优点：
1 速范围宽，可实现有控位要求的作业；
2、软启动、软停止的功能降低了机械传动冲击，可明显改善钢结构的承载性能，延长了起重机的使用寿命；
3、高集成度组件及高性低压电器，有效解决原电气系统接线复杂问题，不仅降低了系统故障机率，而且易维护；
4、电动机在低速时，能200%力矩输出，即使制动器松动或失灵时，也不会出现重物下滑，确保系统；
5、具有快速的动态响应，不会出现溜钩并真正实现“零速交叉”功能；
6、系统所用三菱变频器，具有自动节能操作模式，能较大提高系统的功率因数和整机工作效率，节能效果显著，平均节电率可达20%以上；
7、采用变频调速系统后，可杜绝操作人员违章操作.

一、概述
一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品质量和品质的重要因素。在电镀生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有效的减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是电镀生产线自动化控制的关键。
电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作，每台行车都根据已编制好的各自的程序运行；对于行车的自动控制，早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器，发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为控制部件，其控制为、、方便、灵活，自动化程度高。本文介绍在一条电镀自动生产线上用PLC结合变频器控制三台行车的自动控制系统，该自动控制系统在广东省中山市的一家外资风扇厂得到很好的应用。
二、硬件结构
在一条电镀自动生产线上有三台行车既各自立工作，又互相通过信号联系，每台行车上安装一台由交流接触器驱动的锥形电动机负责工件上、下，由一台变频器驱动的普通电动机负责行车前进、后退。
由于电镀自动生产线上有三台行车同时自动工作，所以系统采用了三台PLC和三台变频器，一台PLC和一台变频器控制一台行车；PLC选用的是三菱公司FX2n-48MR系列可编程控制器，变频器选用的是三垦公司ES-0.75K。行车在工作时通常都悬挂着电镀工件，如果行车在起动和停止的过程中速度太快或不够平稳，则悬挂的工件就容易掉下挂具，因此行车的速度用变频器控制使之可调，根据电镀生产线的实际情况，行车设计有快速、中速和慢速三种运行速度，频率分别设定为80Hz,40Hz和13Hz，行车作自动运行时，PLC通过检测安装在行车上的传感器的各种信号，向变频器发出指令，行车以慢速起动，运行平稳后就转人中速然后快速运行，在停止前，行车由快速转人中速，然后以慢速运行直至行车准确停在目标镀槽位置上；行车由慢速转中速转，再由快速转中速后转慢速，可以通过调整变频器的加、减速时间曲线平稳过渡。
行车动作步数显示主要是用于显示电镀工艺的执行过程，由PLC的输出口通过七段译码电路4511连接LED数码管显示，根据不同的电镀工艺要求，每台行车的动作步数从0步开始至几十步上百步不等，具体由PLC程序软件编制。
每台行车上安装有五个传感器，选用的是OMRON公司的电感式接近开关，其主要作用是负责行车上、下工件定位、镀槽定位以及行车运行过程向PLC发出变速信号等。
行车控制信号是通过外部的开关、按钮、按键等与PLC的输入端口连接，包括三台行车的联动控制和单台行车控制；单台行车控制只能控制本台的行车，不能控制另外的两台行车，单台行车控制设计有手动操作和自动运行模式选择、单周期和循环运行模式选择、紧急暂停以及行车程序动作步数的任意设定；联动控制设计有运行和复位操作按钮以及工艺选择，可以使三台行车自动、同步、循环不断地工作，可以选择不同的电镀工艺以镀出不同的工艺品种。
三、软件设计
三台行车的主程序和调用的各个功能子程序都是一样的，但调用的工艺子程序就各不相同，每台行车根据自己在生产线上不同的工作区域执行的工艺编制不同的工艺子程序，本文给出一些主要的程序框图和就一部份主要的程序进行阐述。
（一）系统初始化
初始化对于每一套系统程序都是必需的，每一次PLC上电或对PLC强制复位都要初始化，主要是对在程序中使用到的PLC各种计数器、定时器、寄存器等进行复位和设置，同时保留上次运行需要记忆的各种数据，完成运行前的各项准备工作。
（二）复位和暂停子程序
由于行车在工作过程中有时会有突发事件或行车需要暂时停一下处理其它的工作，因此在系统中设计了复位和暂停两个功能，针对行车不同的情况和需要使用，为使行车在运行过程中可以随时对系统进行复位或暂停行车工作，实现这两个功能的程序都采用中断子程序，如图3是复位中断子程序，图4是暂停中断子程序。
在任何情况下按下复位按钮，程序都将转人复位中断子程序，停止所有动作输出并清零，动作步数显示清零，计数器、定时器、辅助继电器和寄存器等全部清零，所有记忆数据，同时程序转人初始化主程序，重复PLC上电工作过程，不同的是所有的运行记忆数据都了。
同样，在任何情况下按下暂停按钮，程序将进入暂停中断子程序，暂时停止PLC的输出，在暂停的状态下，可以进行手动操作行车，可以重新设置程序步，在恢复运行时使程序从所设置的程序步开始运行，当解除暂停时，如果没有重新设置程序步，暂停中断子程序就会恢复PLC原来的运行状态和原来的步数显示，继续暂停前的工作并从中断子程序返回。

（三）工艺子程序
为了不浪费资源和提高生产效率，一条电镀自动生产线设计有三种电镀工艺，分别是镀金工艺、镀古铜工艺和镀镍工艺，每种工艺的工作流程各不相同，在实际使用时可以通过控制面板上的工艺选择开关加以选择，由于三个工艺子程序的软件编程方式基本相同，在本文中只用镀金工艺为例对工艺子程序进行阐述。
根据电镀自动生产线电镀工艺都是周期自动循环工作的特点，按照电镀工件在每一个不同的镀液槽中停留的时间，编写工艺流程曲线图，然后再由曲线图采用步进梯形图指令的形式来编制程序，每个工艺子程序的程序步各不相同，这里阐述的金工艺子程序的程序步是69步，属于较为复杂的步进控制。由于电镀自动生产线控制系统要求每种电镀工艺不但要能从0步（起点）开始运行，还要能从任意步开始运行，强调的是在实际使用过程中的方便和灵活。在进人金子程序时，程序调用置步情况检查，如果预先有置步（在操作面板上有动作步数显示），则表示本次工艺运行不是从0步（起点）开始执行，而是从所置的步数开始执行，如果没有预先置步，则表示本次工艺从0步开始由始点顺序执行，不论是从0步或是从所置的N步开始，程序都会顺序执行下去直到69步结束返回主程序。金子程序在运行当中可以随时通过暂停来设置重新开始的步数。每一个程序步里面都有行车的动作，包括电镀工件在镀槽里的提升和放下、行车走多少个镀槽、以那种速度运行、停留的时间等等。
（四）单周期运行
在工艺子程序每一周期运行完毕返回主程序时，都要询问是单周期运行还是循环运行，如果是单周期，则程序运行完一个周期返回主程序初始化后的程序入口等待，当按压运行按钮时，程序又运行一个周期在同样的位置等待。设置单周期运行的功能主要是为了调试修改电镀工艺和程序。单周期运行在电镀自动生产线上是一个非常实用的功能。
四、结束语
用PLC辅以变频器对电镀自动生产线行车进行自动控制，具有结构简单、编程方便、操作灵活、使用、工作稳定、性能和抗干扰能力强的特点，是一种很有效的自动控制方式，是电镀生产实现、、高质量自动化生产的发展方向。

三菱工控产品在各工矿企业的应用非常广泛，虽产品本身质量已，但由于工业现场的情况千变万化，规律不明，设备成套后整个系统运行中难免出现干扰现象。因干扰是相互作用的过程，任何一方对另一方的作用都会造成系统故障。因此它在原理分析和实际解决中很复杂，既要情况判断又需实践经验。据目前用户使用产品过程中较发生该问题的来源有：
1 因设备庞大、布置分散而使走线过长、路径欠合理造成接地不良、形成干扰回路、产生线噪声、与相关设备互为影响等。
2 排线时未按强弱电分路原则，即动力、控制、通讯等合为一股。动力方面较易区分，而控制信号内容较多，按不同实际要求对其分类也各异。
3 相关设备与系统的相互影响，一般为电磁干扰，大致有：
a） 变频器、伺服装置等具脉冲发生源的设备
b） 线切割机、电火花加工机等产生脉冲和电弧的设备
c） 照明器具（日光灯）开启阶段的抖动
d） 继电器、接触器释放时的反峰电压
e） 周边设备与系统的部分信号频率相近
一 控制信号的基本分类：
1 开关（数字）型输入
a）干触点---------操作按钮（开关）、行程及限位开关、继电器、接触器辅助触点等。由于PLC输入端导通电流为5-7mA，为保证信号稳定，须使输入端导通时电流维持在3.5和4.5 mA。如果由于接触不良或导线过长则易受干扰。另外较大容量的接触器辅助触点在小电流时应考虑其接触。
b） 接近开关、光电开关、集电开路型编码器等---------这类元件大都置于现场，与PLC间产生一定的距里，有受干扰的可能，应尽量选用开关性能好的产品。一般在电平的间隔/脉宽比大的情况下较易受干扰。

c） 差动型编码器---------这类形式的传感器较适合长距里、高速度的场合，受干扰机会比前者要少。而集电开路型会因导线过长衰减输出电平。
2 开关（数字）型输出：
a） 继电器-----------用于驱动接触器、电磁阀、照明灯、电子线路及其它设备。负载电源为DC30V以下和AC240V以下。若是交流负载，为方便排线，这类控制信号在通常情况下可与动力线一齐安置。直流负载下依照其电压等级及所驱动之设备性质视实情而定。
b） 晶体管输出（DC5-30V） Ⅰ 驱动继电器、指示灯、电子线路及其它设备，低电压负载时需考虑干扰因素。 Ⅱ 以电平或脉冲形式驱动变频器、定位装置、电子线路等。建议与动力线保持适当距里，至少30cm。在系统设计时考虑尽量远离可能相互产生影响的装备。
c ） 注意事项-----------PLC输出所接外部负载(接触器、电磁阀)等感性元件,应按交直流性质加接阻容吸收电路或续流二管。虽三菱PLC推广至今并未因忽略此项工作而引起干扰，但会使其内部的输出元件缩短寿命，并且很容易影响外部的电子设备，效果明显。
3 模拟型输入：
以电压或电流形式接入PLC，一般从各类检测或控制设备（传感器、仪器仪表等）中输出，如它们由于线路过长、使用不当或本身质量等问题则易受干扰进而碍系统的运作。尤其小信号时，建议采用电流型输入。
4 模拟型输出：
以电压或电流形式从PLC输出至相关设备，与模拟型输入一样，关注小信号时的性，如长距里时的干扰及衰减现象等。
5 通讯线路：
a） 光缆------------由于脱离电平传输的方式，故能进行能、低损耗的信息传递。可不受电磁干扰的影响。
b） 同轴电缆和双绞线-----------均属电气连接，具电平传输的特点。同轴电缆因介质良好、结构精制而传输距里远、速度高、链接站数多、少受干扰，但造价偏高。双绞线在此方面的性能前者，但价格经济、排线方便，可自行制作。在系统庞大、空间有限的场合下较为适合（需接终端电阻）。在布置通讯线缆时应尽力做到与动力线、控制线分开而单行走，保证全系统的通讯畅通，不受干扰。目前尚少发现三菱产品因干扰而因起的通讯异常现象。 
      由于用户在设备成套时选用三菱产品仅为系统之一部分，自行配置了一定数量的周边设备，如低压电器、电机、电磁阀、传感器、仪器仪表、电子电路、电脑、各种网络及其它工控产品。其中有些产品或网络并非都具有工业标准或者未经历考验，系统集成后相互间均可能产生影响。因此在系统设计、元件选用、设备就位、安装、接排线、调试、维护等方面都有合理与否的问题，有先天条件限制也有后天人为因素，或刚运行时正常以后随着诸多原因致使环境变化而引起异常本文介绍了三菱FX系列PLC与正弦变频器之间RS-485通讯控制及数据格式，详细分析了通讯控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性。并给出了应用实例及其PLC程序设计的思路。

一、 引言 
      在现代工业控制系统中，PLC和变频器的综合应用为普遍。比较传统的应用一般是使用PLC的输出接点驱动中间继电器来控制变频器的启动、停止或是多段速，采用PLC加D/A 扩展模块控制变频器的频率。采用D/A扩展模块控制变频器的频率时，容易受到模拟量信号的波动和因距离不一致而造成的模拟量信号衰减不一致的影响，使整个系统的工作稳定性和性降低。从经济的角度来考虑，当需要控制多台变频器时，如果采用D/A扩展模块，成本将是使用RS-485通讯的多倍，例如：一块FX2N-2DA（两路模拟量输出模块）价格在100以上，而一块FX2N-485BD（FX系列的485通讯板）价格在20左右。而使用RS-485通讯控制，很容易实现多变频器之间的同步和比例联动运行。该系统具有、信号精度高（可达变频器分辨率）、传输距离远、抗干扰性强等特点。

二、系统配置
胶辊机械控制系统共使用3台变频器，分别控制行走小车，主轴，挤出机的速度。要求分为自动/手动控制，触摸屏界面为开机界面手动、自动和手动/自动选择四个界面；自动　状态时通过在触摸屏上选择不同的比例来控制3台变频器的频率和起停；手动状态时可以单操作三台变频器的正反转和频率。

三、系统硬件组成和连接

根据该系统的控制要求，选用以下器件：
   　1． PLC选用日本三菱公司FX1N-14MR；
   　2． PLC485通讯扩展板FX1N-485-BD（同变频器作通讯用）；
   　3． 触摸屏为WEINVIEW MT500 5.7寸256色触摸屏；
   　4． 触摸屏同的PLC连接电缆；
      5． 变频器采用我公司的正弦SINE003系列变频器，具有低频转距大，带载

能力强，保护功能完善等特点；

四、通讯协议

正弦变频器内置标准RS-485通讯接口，其通讯协议格式如下表：

表1 发送、接收数据包格式

协议格式解释：

数据包头：02H（数据包头的起始字节）
从机地址：变频器为从机，变频器的本机地址即为PLC通讯的从机地址，由变频器的参数设定（主机为工控计算机或PLC可编程序控制器等）。
状态代码：从机变频器的状态代码。即参数设定状态、运行状态、停车状态、故障状态和 工厂测试状态。
状态代码：主机发送的命令代码，对从机进行相应的操作，如点动、启动、停车、读数据、写数据、故障等。。
数据地址：即变频器功能代码的地址（通讯）编号。
数据信息：数据信息的定义，范围： 0-32000。无小数点，如：若功能代码内容为10.00，发送的数据为1000，若为50.0则为500。发送方式：先发高字节，再发低字节，将数据信息双字节的高 4位和低4位拆分并转换为ASCII码，先高后低发送。
异或校验：数据含义：数据帧从机地址至数据信息的异或结果。既 2字节3字节异或的结果与，再与4字节异或，以此类推至13字节。处理结果：当校验结果小于等于1FH，则校验结果加20H。
数据包尾：03H（数据包的结束字节）
（从机地址、状态代码、状态代码、异或校验的发送方式：将命令代码的高 4位和低4位拆分并转换为ASCII码，先高后低发送）