产品描述
西门子模块6ES7231-7PD22-0XA8技据
现代塑料注塑成型机是一个集机、电、液于一体的典型系统,由于这种设备具有成型复杂制品、后加工量少、加工的塑料种类多等 特点,自问世以来发展为,目前全世界80%以上的工程塑料制品均采用注塑成型机进行加工。
传统的注塑机一般采用简单的开环控制,即按照预先设定值进行控制。在设备制造过程中,预先设定好参数值,例如锁模力、 循环时间、温度等,由机器在生产过程中加以保持。例如模具温度可以通过控制加热流体的温度加以保持,塑化温度可以通 过控制外加热装置的功率保持。这种控制方式结构简单,然而抗干扰能力差,控制温度也比较低。
目前,多的注塑机采用的是闭环控制,即按照在线测量值与设定值的偏差进行控制。闭环控制系统采用了负反馈回路, 抗干扰能力强,当速度、压力、模腔温度、模腔压力、熔体温度和油压等在生产过程中因干扰出现偏差,机器则通过 控制系统对干扰进行自动修正。这一控制方法抗干扰能力强,控制精度高。的控制方法是应用计算机进行控制,即构筑 闭环实时计算机控制系统。
中国注塑机行业至今还没有一家企业拥有自己的注塑机控制系统, 都是直接从三方购买注塑机控制系统安装在自己的注塑机上。 这一策略直接限制了中国注塑机的技术含量,即使注塑机企业有自己的注塑过程控制工艺, 也很难在三方的控制系统上实现, 因为三方控制系统不可能开放其所有的控制窗口供企业技术人员来设置和改变。而国外主要的注塑机企业(例如 HUSKY、BATTENFELD、DEMAG、ENGEL、ARBURG、NETSTAL、DR.BOY等)都拥有自己的注塑机控制系统 (PLC & HMI)。
除了有利于提高注塑机的性能和保护知识产权、增强竞争优势外外,还能大大提高企业的能力,尤其是在机械上。要在机械结构等方面获得,有一个自主、灵活性强、开放性好的控制系统来进行配合。
我们拥有很丰富的注塑机控制系统的开发经验,从底层的速度、位置、压力、吨位、温度等控制回路的设计到上面的人机界面设计,我们都可以帮客户带来技术革新。 我们的团队有在HUSKY的控制开发组(Control Development Group)工作了十多年的研发人员,HUSKY的POLARIS控制平台的许多功能都是我们引入的。我们对注塑机控制系统的设计与改进有深厚的理论基础和丰富的实际研发经验。从控制系统的概念设计、功能设计、系统构架设计、算法设计、程序与数据结构设计、代码设计、功能测试、系统升级、特殊功能添加、生产系统设计、售后服务、远程诊断、机器调试等等我们都可以提供帮助与服务。
注塑机控制系统的性能主要取决与过程控制的算法,这是整个控制系统的部分。
--- 速度控制环的设计
--- 位置控制环的设计(开环或闭环)
--- 锁模吨位控制环的设计
--- 温度控制环的设计(若是液压系统,油温控制也为关键)
--- 压力控制环的设计
--- 速度控制与压力控制的有效平稳切换
--- 关模压力保护控制的设计
--- 多段平滑控制曲线产生器的设计
--- 控制输出线性化设计
--- 其他系统优化设计
通过以上的设计使注塑机生产周期缩短,运行稳定,效率得到提高。
一个的注塑机控制系统,它还应具有如下特点,
A. 高质量的产品 (Superior part quality)
I. 通过调节系统控制参数和SPC分析来保证控制过程的一致性、抗干扰性,从而优化产品的质量。
II. 开放性的软件结构,可以方便改控制算法来提高产品质量
B. 快速的生产周期 (Fast Cycle Time)
I. 快速的PLC程序执行周期;
II. 的PC和快速的I/O;
III.各控制部件的快速通讯能力;
IV. 自校正和自适应的控制方法;
V. 的各种速度、压力、温度等的控制算法和节能的控制策略。
C. 友好的用户设计与界面
I. 广泛使用有意义的逼标以便直观操作;
II. 少按钮操作步数来达到快的信息;
III.单一按钮操作;
IV. 用户可编程功能;
V. 明了的报警功能和在线帮助;
VI. 详细的操作事件记录;
人际界面(HMI)是一个控制系统面向客户的部分, 其好坏直接影响客户对整个控制系统的评价。HMI就是控制系统的衣裳。作为一个好的HMI, 应具有以下特点,
--- 灵活的导航设计
--- 用户级别管理
--- 自由的语言切换
--- 自由的单位切换
--- 灵活的操作按钮设计
--- 报警/事件显示与存储
--- 历史数据的记录与管理
--- 报表的产生与打印
--- SPC 功能
--- 实时过程数据的曲线显示
--- 生产周期的分解分析
--- 控制参数的上载/下载/拷贝
--- 操作者个人数据的记忆存储
--- 在线帮助
我们愿意为中国各注塑机企业提供注塑机控制系统开发与改进的咨询服务,
A. 改进其注塑机的控制算法,提高工作效率;
B. 控制系统PLC和HMI的“面向对象”的软件结构和程序开发;
C. 人性化、用户友好、操作简单、界面直观的HMI设计与咨询;
D. 基于DRAGON的DHMI的人机界面开发;
细纱机是目前国内纺织机械厂大量生产的一种设备,适用于纯棉或化纤的纯纺或混纺的细纱工序,以单根粗纱喂入,纺制织造、针织等用细纱。目前许多生产厂商依然采用单片机甚至继电器进行设备控制,其结果是效率低下、操作麻烦、故障、不便管理。
1. 概述
某纺织机械厂生产的某型号细纱机采用继电逻辑控制,曾经因其结构特、机架稳定、适应高速等优点而获得省级科技进步奖,并成为该厂的拳头产品。但随着市场竞争的日趋激烈和自动化水平的不断提高,该机型逐渐失去了优势,订单数量日趋减少。
该厂在认真分析总结成败经验教训的基础上,决定一方面改进机械构造,另一方面提高自动化水平,从而达到降、提率、夺回市场的目的。织机的自控系统终选用浙大中自公司生产的SunyPLC200可编程逻辑控制器和SunyHMI200可编程人机界面实现对织机的检测和控制,2004年11月成功地完成了调试并投放市场。
2. 系统简介
SunyPLC200的I/O点数为DI:20,DO:11,实现对织机的检测并根据组态算法对织机进行控制和保护。SunyHMI200作为人机界面,用于显示织机运行状态、设备操作和设置有关生产参数。SunyPLC200与SunyHMI200之间采用Modbus RTU协议进行通讯。
3. 系统功能
3.1 联锁控制
按照细纱机的工艺要求实现自动控制,包括低速运行、高速运行、吹吸风、落纱等过程。落纱分为自动落纱和中途落纱两种方式。中途落纱是为了方便操作工中途休息、吃饭等而设置的,是一项“暂停工作”的功能;自动落纱分为定长落纱和定时落纱,定长落纱就是当纺纱长度达到预设值的时候自动进行落纱,定时落纱就是当纺纱的时间达到预设值的时候自动进行落纱。自动落纱的方式以及落纱时间或者长度均可以在SunyHMI200上进行设置,而在设备掉电时SunyPLC200也能够将这些数据保持。
根据实际情况,控制程序中增加了各个过程、设备之间的联锁保护功能,使生产过程加。控制程序逻辑合理性强、性高、柔性好、功能完备。可自动完成纺纱、锭子运转曲线和集体落纱的控制。
3.2 生产管理
在生产过程中对各种工艺参数自动进行计算,包括锭子转速、牵伸倍数、细纱号数、细纱捻度、千锭小时产量等。计算得到的参数都实时在SunyHMI200上得到显示,以便于对生产情况进行监控。
为了适应轮班生产,在SunyPLC200内预设了A、B、C、D四个班组。工人在生产之前并选定班组。能进行纺纱过程中人机对话,具有故障报警系统。各班组的累计产量以及所有班组的累计总产量均由SunyPLC200自动进行实时计算并在SunyHMI200上显示。
4. 总结
SunyPLC200和SunyHMI200电源范围宽,即使在电力紧张供电电压波动严重时也能够正常工作;特别是SunyPLC200自身支持14个DI和10个DO,使厂方不仅节省了DIO模块,还使得控制箱结构加紧凑、整齐,增加了织机的灵活性和可操作性。
该织机三路升降采用积式、预备粗纱自动上循环系统、将紧密纺技术应用于传统细纱机,而SunyPLC200和SunyHMI200的使用让织机如虎添翼,大地提高了纺纱质量。经在试验基地运转验,机械状态正常,成纱质量稳定,性能指标均达到或过了标准要求,电气检测、控制、显示功能正常,设备稳定,具有高的性能价格比。在北京纺织机械展览会上获得了,并当即与几个客户签订了供货合同。厂方为此尝到了SunyPLC200和SunyHMI200给他们带来的甜头,与浙大中自签订了长期合作协议。
SunyPLC200及SunyHMI200在织机中的大批量应用既源于用户对其性能指标、性等的认可,重要的是它为织机提供了较大的增值空间,而且能够为用户带来较高的利润。
一 引言
检品机是一种具有、高灵敏度的复卷、检品设备。适用于卷筒状的印刷薄膜、复合薄膜及卷筒纸制品的印刷、涂布、复合后的全自动品质检验,也可用于上述材料的复卷,是印刷、涂布、复合等工序的检验设备。
二 系统选型设计
2.1 触摸屏选型设计
本系统选用的是艾默生EZ600-TT06P型 5.7 寸触摸屏, 显示色彩为64K色,解析度为 320×240像素。 按键包括 1 个清单键和 5 个使用者定义的功能键。 此外还有三个 RS232、RS422 和 RS485 的通讯接口, 以及 2个 USB连接口。 内建的 CF 卡插槽可以让您扩充历史记录和配方,以及进行数据备份。 前盖为 IP65 等级,这样对于任何方向的低压水流冲洗,它都能提供保护效果。
2.2 PLC选型设计
系统选用了艾默生EC20-1614BRA可编程控制器,作为主控单元,主要用于实现的逻辑控制功能;外加一个EC20-4DA模拟量输出模块作为扩展模块,主要用于实现系统的线速度设定和张力给定功能。
EC20是艾默生推出的小型PLC,具有快的运算速度,和12K步的大程序容量,并且自带两个通信口,一个通信口用于与触摸屏通信,实现系统的参数设定与状态显示功能,另一个通信口用于与变频器通信,实现变频器运行状态的读取,以及参数设定功能,这样大大降低了用户成本。
2.3 变频器选型设计
系统选用了艾默生EV6000变频器,用于系统的驱动及张力控制功能。
EV6000是艾默生新推出的一款型平台产品,集的无速度传感器矢量控制的算法技术、伺服定位控制技术、EMC技术和性技术的优势与一身,使之在性能上有了质的飞跃。
EV6000矢量控制变频器拥有大功率范围,可以从0.4到250kW之间进行选择,而它的输出频率也可高达1000Hz。EV6000可以实现无PG矢量控制和有PG矢量控制驱动永磁同步电机,而且在无PG矢量控制时,能在0.25Hz下可以满足200%额定负载突变时转矩能快速地响应和稳定运行,能满足众多低速大转矩应用要求,在变频低频脉动技术难题上迈出了一大步,处于水平。
三 系统介绍
3.1 系统原理介绍
图一 系统原理图
(1)触摸屏:通过触摸屏,用户可以对工作速度、运行张力、料卷直径等参数进行设置;并且,通过触摸屏,可以显示设备的当前运行状态,并对当前的故障信息进行显示,以便用户作进一步处理。
(2)EC20控制器:该控制器是艾默生公司的控制器,它是整个系统的控制,协调外围设备的动作,并按用户设定的工艺控制设备的运作。通过EC20-4DA模块对变频器作张力给定和频率设定。
(3)变频器:本系统采用EV6000变频器做收放卷控制,通过该变频器可保证检品机械的张力恒定、速度稳定,是整套系统的控制部分。
3.2 控制流程图
3.2.1 系统正常启停流程:
图二 系统正常启停流程图
正常启停流程主要是用于用户查找产品缺陷,当发现缺陷时,用户通过按钮记录当前位置,以备查找;难点主要是在于加减速,以及零频时张力的控制。
3.2.2 检查点启停流程:
图三 检查点启停流程图
检查点流程主要是用于缺陷的查找,这也是该设备的重要的功能之一,本系统是通过硬件中断的方法记录缺陷的位置的,所以,可以比较准确的发现缺陷的位置。由于本过程涉及到多次启停,而且在任何速度下都要保持张力稳定,所以对变频的张力控制性能要求很高。
3.3 电气原理图
图四 张力控制示意图
图四是整个系统的张力控制示意图,EV6000作为主驱动,控制整个系统的运行,EV6000张力控制用变频,驱动收/放卷电机,通过张力传感器反馈回来的张力的大小,做闭环控制,以保证整个系统的张力恒定、速度稳定。利用编码器与变频器作闭环控制,使变频器可以在高速度精度和恒张力下运行,同时PG3把信号送给EC20,由PLC计算当前的运行速度、距离等数据。
PLC实现传动点的协调控制,逻辑控制处理。PLC实现线速度,运行命令传递到变频器,并收集变频器的运行状态。同时传递变频器参数信息。
选用EV6000张力控制变频器实现放卷和收卷控制,选用EV6000矢量控制变频器实现主牵引控制。变频器以闭环矢量控制运行,安装脉冲编码器(PG),编码器信号类型:集电开路输出型;
收、放卷变频器工作于张力闭环速度模式,EV6000自带卷径计算功能和断带检测功能。
为了保证系统的起停要求,尤其是急停的技术指标。变频器都需外接制动电阻。
3.4 电气配线图
3.4.1 主驱动变频器接线图
图五 主牵引变频器接线图
变频器通过端子进行起停运行控制,运行方向设定,运行速度设定,故障停机和复位处理。
3.4.2 收、放卷变频器接线图
图六 收、放卷变频接线图
变频器通过端子进行起停运行控制,运行方向设定,张力给定设置,张力方向设定,运行线速度设定,收、放卷模式设定,初始卷径复位,故障停机和复位处理。
四 参数设置
1 牵引变频器参数设置
牵引电机选用的是艾默生变频器EV6000-4T0220G,以下是该变频的主要功能码设置。
2 收、放卷变频器参数设置
收放卷电机选用的是艾默生张力型变频器EV6000-T-4T0370G,以下是该变频的主要功能码设置。
五 调试步骤及注意事项
查电气接线;
脱开负载,进行电机参数调谐;
某一确定速度下,用测速器对电机和卷取辊进行速度测试,根据测试结果计算各传动点的传动比并设置;
设置基本参数,试运转,观察电机运行方向,调整到正确的方向;
穿料,带料调试,根据效果合理调整各参数设置,直到符合控制要求;
在机台规格所规定的线速度范围内,从线速度到线速度进行试车运行,观察控制效果,根据需要调整参数;
在空芯卷径和大卷径之间试车运行,观察控制效果,根据需要调整参数;
参数备份,上传到操作面板,并记录
六 结束语
检品机控制系统是一种对张力要求较为严格的电气控制系统,无论是在零频,还是在高速运行状态下,EV6000张力变频器均表现出为优良的张力控制性能,小张力可以控制到1.0kg,而保持张力的恒定,该方案对其它类似的张力控制系统具要重要的参考
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