西门子模块6ES7231-0HC22-0XA8产品规格
一、现状及可行性分析
门式起重机主要从事煤炭的装卸业务，卸船作业主要依赖桥吊和门机设备。装卸机械设备状态的好坏，直接影响到公司卸船作业效率。带斗门机电控设备由于起升、开闭、变幅机构采用绕线转子异步电机转子串电阻调速，这种调速方法的缺点是调速电阻发热严重，导致环境温度上升，综合性能指标差，效率低；异步电机有集电环和电刷，要求定期维护。再加上大量继电器、接触器的使用，导致故障频繁，维护量大。电气制动采用涡流电机制动，动态性能差而且耗能高。传统系统可编程控制器采用日立八十年代的产品，只能处理简单的开关量，扫描时间长，导致机械作业效率低。为此决定对该设备进行升级改造，传动上升级为变频调速，控制上升级成现在较的PLC 。采用南大傲拓NA系列 PLC在门机上应用后，与原系统相比可带来以下效益。
1）电动机机械特性变硬，定位，可以提高卸船效率。
2）运行平稳，起、制动平缓，运行中加、减速时对整机的冲击减小，性提高，延长了机械的使用寿命。
3）拆除涡流制动装置，电气制动由变频器实现，降低了能耗同时也减少了维护量。
4）机械制动在电机速度接近零速时投入，所以机械刹车的制动片寿命大大延长，维护费用下降。
5）将原来的绕线转子异步电机的调速电阻拆除；短接集电环把绕线转子异步电机当作鼠笼电机使用，节约了换电机的成本。
6）交流接触器大量减少，电机实现无级调速；避免了因接触器触头频繁动作而烧毁以及由此引起的电机损坏故障。
7）结合功能强大的PLC以及变频器自身的保护、检测、故障报警等功能，可大幅提高电控系统的稳定性。
8）原 PLC成本高昂，采用南大傲拓NA400PLC价格合理，备件充足，维护方便降低了设备风险。
二、带斗门机的运行特点
1）门机在起动时应具有大的起动转矩，通常过额定转矩的150%。
2）当抓斗下降时，电机将处于再电状态，其能量要向电源侧回馈。
3）起升、开闭机构在抓斗满载突然打开和由空载挖煤时负载会急剧变化。
4）由于机械制动的存在，电气制动与机械制动之间存在切换，切换不能平滑完成，时有坠斗现象。
5）变幅机构的变幅巴杆嘴在 35米处和9米处准确停止，在8米处紧急停止。
6）起升、开闭、变幅机构的调触点式手柄完成调速电阻切换，切换时电机电流突变，冲击较大。
三、控制原理
根据门机的运行特点，同时为了满足门机高起动转矩、低速满转矩、快速的转矩上升时间和抱闸顺序控制功能的要求，我们选择了ABB的ACS600系列直接转矩控制变频器，相应地为了与变频器匹配选择NA400 PLC及profibus-DP模块CMM401-0102，用PLC和变频器组成一个多传动控制系统。结构简单、紧凑，占用空间小、维护方便。系统结构如图一。
图1.
在变幅机构（图二）上为了保证控制精度，准确定位变幅距离，在原来凸轮限位的基础上加装了编码器和光电感应开关，保证该机构稳定运行。
图2.
四、节能环保
采用这种控制方案，由于变频器带有能量回馈功能，节能环保。在抓斗上升过程中将来自供电单元的交流电变成直流电，直流根据plc的控制指令转换成交流输出到电机。在抓斗下降过程中将电机制动产生的能量整流成交流送回电网。抓斗是位能性负载，在下降制动过程中起升开闭电机处于发电状态，实现能量回馈电网，节电效果明显。根据统计按照以上方案的用电情况将比传统系统省电
随着市场的需求，纺织生产工艺的改变，转杯纺纱在纺织工艺过程中的应用越来越广泛。纺织企业对转杯纺纱机性，易操作性提出了高的要求。由于PLC可编程控制器性高、抗干扰能力强、使用方便等优点，所以被广泛的应用于对转杯纺纱机的现场控制。传统的控制方式是采用开环控制，电机的运行频率通过变频器面板手工设置，这种方式存在控制精度差，人机交互性差等一系列问题，这就需要有一套合理的控制系统来提高机器的运行精度和改善人机交互性。我们以NA400系列PLC为改进设计了一套控制系统，实现纺纱控制性能的提高。
1．系统构成
控制系统的构成主要是NA400CPU401-0301主机，SIEMENS MM440变频器， 海泰克PWS6A00T-N触摸屏。在控制系统中主要任务是：1、通过调整变频器的频率来提高运行精度，改变纺纱工艺；2、通过人机界面来显示和设置参数。
2．程序的设计
程序设计方针是以控制程序作为主程序，PLC与变频器之间的通讯，换班，工艺计算，产量报表，号数报表，作为子程序。我们把通讯，换班，产量报表，号数报表等子程序做成标准程序模块，这样缩短了程序的开发周期，增强了程序可读性。主程序由速度信号的采集，给棉电机和引纱电机初始频率的计算，全机动作的控制，给棉电机和引纱电机频率的调整等程序组成。其中信号的采集使用PLC中的高速计数器，初始频率的计算是根据细纱号数和捻度，转杯电机的理论值进行计算，动作的控制主要是控制转杯电机、分梳辊电机、引纱电机和喂棉电机的起停顺序。给棉电机和引纱电机的转速采用闭环控制，积分调整的方式，用来满足纺纱工艺的要求。还值得一提的是在新装设备调试初始，需要进行电机转向的调整和机械调整，这就需要电机点动的控制方式，为实现这一功能，我采用通过旋钮选择点动方式，控制人机界面显示点动画面，从而进行点动控制。
系统采用RS-485进行网络通讯，RS-485是一般工业控制所经常采用的网络通讯方式。它具有能够实现多机通讯（RS-485驱动器多可接32个从站），通讯距离长，抗干扰能力强等特点。NA400CPU401-0301主机具有 RS-232通讯口，通过信号转换为RS-485的物理接口，而SIEMENS MM440变频器也都有RS-485通讯口，并且提供了自由口驱动指令。我们以PLC为主机，两个变频器为从机组成RS-485控制 网络。每个从站被赋与的本机地址。通讯采用主机轮询，从机应答的通讯方式，主机发出的信息可以被各从机接收，从机只能发出应答信息，从机间不能通信。从机接收到数据后，判断地址是否和本机地址相同，若相同则对数据进行处理后应答，若不同则不予理睬。通过通讯主要是控制给棉电机和引纱电机的起停和工作频 率的修改，工作频率初值是PLC根据设定的细纱号数和棉条号数计算得出。在机器运转中，通过速度传感器，PLC进行计算比较，微调工作频率，使机器运转精度提高。其中需要注意的是在使用通讯进行控制变频器的起停一定注意程序的逻辑顺序，不然将会引起动作的混乱而不能达到预期的效果。
大尺寸（10.4´´）触摸屏的优点是信息量大，操作简便直观。在本系统中采用海泰克PWS6A00T-N工业级人机界面，根据需要设计了各种画面，用来输入工艺参数，显示实测参数。另外提供了产量报表和号数报表，画面如下
甲、乙、丙、丁班的产量分别计入各班的今天产量，作为当前记录，每天的产量在24点的时候，利用循环语句自动填入历史记录（包括日期）。同时把同一工艺 的纱线产量计入号数表，号数作为填入的条件，也就是说只有在号数改变的时候，再重新记录。这项工作省去了产量记录员每天记录的麻烦，它可以记录35天的产 量，其中15天是停电保持的，只有管理员才可以清零。
结束语
本系统已在常州一家纺机机械厂成功试用，效果很好！该系统结构简单，操作方便，界面友好，整个系统采用NA系列PLC为控制，性能稳定，，市场开发应用前景广阔！本文可供使用南大傲拓科技有限公司的自动化产品或转杯纺纱机的相关人员参考。
1.公司介绍：
成都新筑路桥机械股份有限公司地处中国西南政治经济文化-成都市，是从事路面机械、桥梁构件及混凝士搅拌设备设计、制造的企业;历史悠久。 公司占地面积五百多亩，下属有目前国内规模大的摊铺机生产制造厂，桥梁构件伸缩缝生产制造厂，以及橡胶支座生产厂等。固定资产规模一亿九千万元。本公司生产的产品多次通过国家机构的并获得多项证书。其研制生产的摊铺机属新产品开发项目，受到众多学者的。 公司具有众多的工程技术人员，有较强的科研及开发能力;并与国内西南交大、西安公路学院等大专院校和科研设计机构有着广泛的合作关系，实现了产学研一体化。产品的科研-设计-制造水平已达到相当的高度，具备了生产一代、储备一代、研发一代的能力。本公司所生产的各种产品分布在全国各地，并已广泛应用于公路、铁路、机场、水利及**各项工程中，受到各界的。曾被中国质量管理协会、全国用户、四川省质量管理协会等授予"全国用户满意产品"和"质量管理单位"称号;获四川省产品称号。
2.设备说明：
HZS间隙式混泥土搅拌设备自动控制系统是HZS型间隙式混泥土搅拌设备的控制部件，系统是由上位控制计算机单元，可编程控制器三菱Q00CPU，以及配料，称料控制仪表CB920X组成的分布计算机控制系统。系统能够完成各个工作环节的工作状态控制;系统的启动/停止，及故障的连锁控制;物料配方的管理，上传和下载;异常工作情况下的监控，故障解除和对电动装置的保护控制。
该配料计量系统通过固定落差、动态逐次逼近、脉冲精称等控制方法来提高物料的精度。计算机控制系统可以在管理计算机操作界面上设配料生产过程中所需的各项参数，完成对各单元的初始化设置，系统启动后，测量并显示工作过程中的各项参数，对异常情况给以警告。同时配合控制柜面板上的元器件及监控仪表，可及时切换手/自动状态，修改各项工作参数，达到优化的工作环境。还可以完成工作过程数据的存储,以及生产报表的打印功能。HZS60型混泥土搅拌设备在自动控制系统的支持下可以实现灵活的操作和加直观的自动化生产。
3.系统配置图：
HZS60自动控制系统是由上位控制计算机，面板功能接口，信号适调接口，信号转换接口，功率转换接口以及可编程控制器PLC组成。单元之间利用标准RS232串行口进行通讯，使之成为一套完整的系统。控制系统采用集中方式对拌和设备的主要工作单元进行直接控制，各模拟信号通过CB920X输入控制单元，开关量信号和控制输出信均通过可编程控制器PLC与上位控制计算单元相连接。上位控制计算机还提供生产管理功能和一套屏幕操作界面。
系统组成及功能如下:（可参照系统配置图）
可编程控制器：选用三菱Q系列PLC，此类型PLC比同类型产品具有高水平的应用性和灵活的扩展性能，并且支持目前流行的开放式网络CC-bbbb、PROFIBUS-DP和DEVICENET，为以后的性能提升留下广阔的空间。
物料计量控制单元：选用CB920X-10称重仪表，支持通用的电阻应变片式传感器，内部集成算法，能达到准确的物料计量。同时支持四种物料的配比，通过累计方式自动分批称量，允许手动强制补料。CB920通过RS485/RS232与PLC通讯，进行配方的对写和存储，并且与PLC配合实现的配料方案。
上位计算机管理单元：它通过控制单元来管理各单元的工作，为用户提供可操作的人机界面，存储配料清单，与PLC用RS232串行通讯口进行数据监控，接收各单元传送的异常信号，向用户发出报警信号和处理措施，按年、月、日、时统计班次生产资料，以表格形式打印并将数据存盘。
辅助设备控制单元：采用可编程控制器PLC的DC电压输入电压作为开关量信号适调和光电隔离环节，采用继电器输出单元作为开关量输出的功率放大和隔离环节，控制单元通过通讯口来控制其工作方式。
动力配电控制单元:选用的施耐德电器元件：空气断路器，接触器，继电器，以及电机软启动软停止单元，确保精密控制仪表和电动执行装置的，对各负载之路出现的过流，短路和欠压等情况进行监控，同时各支路设置跳闸反馈保护。
4.控制模式：
该套控制系统分为控制台手动、控制台自动（REMOTE），及上位机自动（LOCAL）三种操作模式。种操作模式主要用在可编程控制器和上位机均不能正常工作的状态下，而后两种操作则依赖于配料控制器、PLC和上位计算机之间的协调工作和正常运行。
5.调试体会：
该套控制系统在调试期间因为是单机系统，基本没有遇见较大的问题。设备的运行情况良好，与其他设备之间的通讯稳定，能满足现场的生产稳定性要求。
6. 用户反馈：
经过近两年的运行，在诸多恶劣的工作环境中运行，此系统未出现任何故障，充分体现场了三菱产品的高度性，得到了用户的高度。
在木工机械中，多采用木工带锯机、木工圆锯机和木工框锯机等木工机床来锯切原木或成材。木工带锯机是环状带锯条张紧在两个锯轮上，环状带锯条由电动机通过锯轮带动，作连续切削运动。按照用途分类，带锯机可以分为锯切原木的跑车带锯机和剖分板材或方材的在剖带锯机。
在跑车带锯机中，跑车的动力设备是装配在底盘上的电动机，经过齿轮传动，带动跑车的主轴进行往复运动。跑车前进为工作行程，跑车后退为返回行程。电动机的正转和反转控制跑车工作台的前进和后退。
在木工机械中，通常采用PLC或单片机控制送料部分的运行。PLC的高抗干扰性和通用性弥单片机控制系统的不足，使得应用较为广泛。
为了保证系统的控制精度，跑车带锯机控制系统采用闭环控制。根据旋转编码器反馈回来的脉冲信号计算跑车工作台的实际距离。当跑车工作台到达设定距离后，PLC输出制动信号，停止跑车的运行，实现跑车的定位。PLC控制系统共有8个开关输入，包括1个高速脉冲信号、1个接近开关信号及启动、停止、进车、退车、点动等。2个开关量输出为制动接触器和后退继电器，分别控制跑车的停止、运动方向。
根据输入和输出的要求，我们选用和利时公司具有自主知识产权的HOLLIAS-LEC G3 小型一体化PLC。考虑到此系统需要一定的备用I/O点，CPU模块选择自带14点开关量输入，10点开关量输出的LM3107。该模块自带3路立的告诉脉冲输入，其继电器输出的电流容量大为2A，可直接控制制动接触器，中间继电器。
根据跑车工作台运行过程的要求，PLC将当前发送的脉冲值和触摸屏的设定值进行比较。如果当前值小于设定值，系统立即输出制动信号，然后等待下一次前进信号的输入。当系统需要锯路补偿时，程序会根据用户选择的补偿量进行锯路补偿。
以PLC为控制的木工带锯机利用PLC的高速计数功能实现了对跑车工作台的定位控制。PLC控制系统的抗干扰能力强，提高了木工带锯机的加工精度。基于PLC的控制系统不仅可以用于木工带锯机，还可以广泛应用于家具、门窗和木模等制造行业
1、VersaMax PLC简介
VersaMax产品是GE Fanuc新推出的新一代控制系统，其结构紧凑，经济实用。设计思想是：强大功能和通用性的统一，为控制系统提供的性能。
VersaMax是目前的一种既可以作为其它主控设备的I/O模块，又可以单构成PLC系统，还可以作为分布式控制系统（大点数为256I/O）的产品。VersaMax产品为模块化结构，构成的系统可大可小，而且使用简单。所以在应用时，不但节约了设备的安装空间，而且也节省了用户的时间和费用。
VersaMax是GE Fanuc控制产品中按照的"Six Sigma"原则进行优化设计制造。"Six Sigma"意味着应用的研究和开发技术、分析众多的用户需求、符合严格的质量控制标准。
我们的目标是：设计制造能好、质量高的产品，以满足所有用户的需要！
2、搅拌站控制系统基本要求
数字量输入DI 50点，数字量晶体管输出DO 8点，数字量继电器输出DO 64点；
2.1配置选型
2.2配置简介
VersaMax 电源模块可安装在任何 VersaMax 处理器或网络接口单元（NIU）上，或者安装到后备电源底座上。每个电源供应可以用作 I/O 站点模块的主要供给，或者作为较多 I/O 应用的供给。
VersaMax 的处理器提供了一系列通常仅由大型可编程逻辑控制器提供的特点，包括多达 64K 用于应用程序的内存， 数学浮点计算及实时时钟。 VersaMaxCPU 具有模块化和可拆卸的结构， 是具有多达 256 个本地 I/O 或多达 4096 个扩展系统 I/O 的控制应用理想选择。
离散输入模块：开关量输入模块从输入设备（如传感器、按钮和开关这些可以具有两种状态 —开/关的装置）接收信号。模块需要一个底座（IC200CHSxxx）上 。
离散输出模块：开关量输出模块提供 PLC 和诸如接触器、继电器、BCD 显示和指示灯这样的外部输出设备之间的接口。模块需要一个底座（IC200CHSxxx）上 。
离散输出模块：开关量输出模块提供 PLC 和诸如接触器、继电器、BCD 显示和指示灯这样的外部输出设备之间的接口。模块需要一个底座（IC200CHSxxx）上。
3、应用效果
VersaMax PLC此次搅拌站系统中的应用，以其灵活的组态，的性能，丰富的扩展，良好的通讯，得到了编程技术人员，维护人员的。 |
梅山热轧厂2 号加热炉是2002 年5 月热轧技改新上项目,采用了当时国内较为的技术。三电系统采用两级控制,即基础自动化级（L1 级）和过程自动化级（L2 级） 。过程自动化级为HP公司的AL PHA 机, 仪表为HONEYWELL 的DCS500 ,基础自动化级分为电气PLC 和仪表DCS 相对立的两部分,电气PLC 采用美国GE公司的9070 PLC , 加热炉PLC 与粗轧PLC 之间经以太网以UDP/ IP （ EGD） 通讯协议通讯, DCS与PLC 及过程控制级之间经以太网以TCP/ IP通讯协议通讯。梅山热轧厂加热炉PLC 系统主要为加热炉实现自动化控制及管理,具有数据采集处理、调节与控制等基本功能的计算机自动化监控系统。
1 系统硬件配置
在硬件配置过程中需注意的是PROFIBUS 网卡的配置,梅山热轧厂加热炉PLC 中选配的是SST 5136 VME 卡。作为主站,将各从站（各传动装置） 通过PROFIBUS 连结起来,以实现PLC 同传动装置的通信。SST 5136 VME 卡运行前需将配置文件由编程器通过配置口下载至卡内FLASHROM 中。卡的配置文件可由SIEMENS 公司的COMPROFIBUS 组态软件根据现场实际所带的从站个数经配置生成。EGD 参数配置见图1。
2 软件框架（见图2）
由于系统采用了EGD 通信协议,将开发人员从以往的涉及通信所需的底层繁琐的编程任务中解脱出来,开发人员只需将需交换的信号定义好即可,其余由系统自动保完成数据交换、通信,编程软件采用GE 公司的cont rol v2. 4 版。Cont rol 编程软件是在bbbbbbs 操作平台上运行的,具有操作方便、直观,界面友好等优点,可以使开发人员将精力集中在应用程序的开发上,从而缩短程序开发周期。
3 通信系统
系统采用模块化的具有多种通讯接口模式的可编程控制器（PLC） ,通过模拟量模块、数字量模块和数据接口模块连接各种设备。通过通讯模块和过程计算机控制系统连接,一级机采用两套GE 9070 PLC 分别对加热炉本体和加热炉炉前、炉后辊道进行控制。其中本体PLC 包括加热炉进炉侧和出炉侧炉门的控制,步进梁液压站的控制以及推钢机和抽钢机液压站的控制。PLC 和远程I/ O 站之间采用Genius 网络联接,另通过三方VME 卡件实现Profibus 总线和传动系统的连接。从而实现对系统的集中监测和自动化运行控制。
L1 与L2 之间通过以太网连接,用GE 公司开发的PLC 进行通讯,两套9070 PLC 之间也通过以太网连接采用EGD 通信。该方式允许一台设备作为“产出方（ PRODUCER） ”通过“交换（ EXCHAN GE） ”共享其部分内存给一个或多个“需求方（CONSUMER） ”。系统通过配置“产出方号（ PRODUCER ID）”“, 交换号（ EXCHAN GEID）”“, 需求方号（CONSUMER ID）”和执行周期来实现两台设备间的通讯。如需实现和原有设备的数据共享,需再配置“组号（ GROUP ID） ”来完成。该方式中“产出方（ PRODUCER） ”发送数据和“需求方（ CONSUMER） ”接受数据是不同步的。故该方式适用于有规律的周期性的数据传送。系统支持多255 个“ 交换（ EX2CHAN GE） ”,每个“交换（ EXCHAN GE） ”长1 400个字节。采用该方式在负荷不大的情况下通信效率要基于TCP/ IP 连接的COM2MREQ 指令方式。两套9070 PLC 与操作台上用于操作画面显示的工控机之间通过以太网连接采用TCP/ IP 协议进行通讯。
4 工艺流程
2 号加热炉上料辊道共分8 段,编号为Z1～Z8 。其中Z2 辊道完成板坯的测长及称重,Z4 、Z5为2 号加热炉的推钢定位辊道,Z7 、Z8 为1 号加热炉的推钢定位辊道,当板坯被吊到Z1 辊道上,冷金属检测器检测到有钢,即启动Z1 辊道,板坯被送至Z2 辊道上定位,在此过程中完成板坯的长度测量,当板坯在Z2 辊道上定位完毕,将进行板坯的称重,同时将板坯流水号发送至L2 ,L2 收到信号后将对加热炉进行设定,将设定数据下放,操作工将实测数据同L2 设定值进行比较,若在允许误差范围内,则手动确认,使板坯合法化,同时生成跟踪信号。在自动方式下,根据板坯的入炉号,调用相应的子程序,将板坯输送至相应的加热炉前进行定位,定位完毕,L1 将信号发送至L2 ,L2 下发推钢设定,L1 根据推钢设定将板坯推送到加热炉内加热,装料结束。步进式加热炉当板坯向前移动时,半周期停在固定梁上,半周期停在步进梁上。板坯不向前运动时,步进机构在垂直方向做踏步动作,使板坯不断地交替接触位置,当板坯由步进梁运送至出料端,出料端的激光器到板坯时,步进梁停止动作,L1 将激光检测器及步进梁动作停止信号发送给L2 ,同时计算板坯移出量,L2 下发抽钢设定,L1 根据抽钢设定,完成自动抽钢过程,将板坯抽出放炉前辊道上,由炉前辊道把板坯送往轧线进行轧制。
5 应用实例
板坯在2 号炉炉前辊道Z4 、Z5 上自动定位过程,辊道示意见图3 。
以短坯定位在Z5 上为例,板坯从Z1 上被运送到Z2 上,经过测长、称重,由操作工手动确认后,如果Z3 、Z4 、Z5 上没有其他板坯, Z3 、Z4 、Z5将以50 %的给定速度运转,把板坯往Z4 、Z5 上送。当板坯头部经过CMD12 时,PG清零同时开始计数。
当板坯根据定位速度曲线图（见图4） 到达B点时,辊道按既定的斜坡降速至12 %的给定速度,并保持此速度。当板坯行至C 点时,辊道速度按既定的斜坡降至5 %的给定速度,并根据计算好的期望停车距离将速度降为0 ,停车,发封锁命令,同时将抱闸抱住,从而完成板坯的自动定位控制。程序中梯形图见图5。
6 结语
通过生产检验,两年多来,梅山热轧板厂2 号加热炉PLC 运行稳定性好,性高,使用方便、灵活,故障率低,在以后的设备改造中,将依照2号炉的模式,陆续改造和新建1 号炉和3 号炉。
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主要经营电气相关产品。
单位注册资金单位注册资金人民币 100 万元以下。
价格战，是很多行业都有过的恶性竞争，不少厂家为了在价格战役中获胜，不惜以牺牲产品质量为代价，而我们公司坚决杜绝价格战，坚持用优质的原材料及先进的技术确保产品质量，确保消费者的合法利益。
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