6ES7223-1BF22-0XA8型号大全

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一、前言
随着计算机技术、网络技术和数据库技术的发展，在企业激烈竞争的条件下，要实现企业利益、员工利益和社会利益大化，那么改造或抛弃传统的控制系统模式、设计新的高速和稳定的控制系统结构已成为必然趋势，或在原有系统中增加新的控制功能、新的控制方式及其它信息化渠道也已成当务之急。一言以蔽之，企业自动化及信息化建设是紧迫的,同时也是发展的必然趋势。
纵观计算机技术的发展历程，从20世纪50年代至今，从以计算机技术为基础的各种企业信息技术应用系统到今天的企业技术信息系统、制造自动化系统、计算机控制系统、生产数据采集系统、计算机监测及控制系统、管理信息系统、质量信息系统、管理信息化系统，企业资源计划以及利用内、外联网的客户关系管理（CRM）、供应链管理（SCM）等等。从这个发展趋势来看，也就决定了企业自动化和信息化系统建设的必然性。生产数据采集系统是实现企业自动化和信息化建设的一部分，是建设中的关键。

二、系统描述及结构
生产数据采集系统，主要工业现场各生产设备的数据并存储，绘制分析曲线和制作生产报表。数据采集系统是综合了设备接口技术、技术、数据处理技术、数据库技术、网络通讯技术和信息管理技术等的成果，是数据采集系统建立的坚实的理论基础。
系统的组成主要包括：上位机系统、下位机系统和系统通讯网络，下面分别做详细介绍。
上位机系统：上位机主机采用工业PC机，根据需要可以配备打印机和大屏幕监视器，数据库服务器及WEB服务器，根据系统需要还可以配置专门的采集站、操作员站、管理员站即将采集、操作和管理分离开来。上位机系统软件安装的主要是软件，它的主要功能是通过通信网络实现上位机与下位机间的，以及将下位机实时采集的数据进行各种处理，包括存入数据库、进行流图显示、历史趋势图和棒形图还有数据表的显示及各种要求的报表打印输出，用户还可以查看实时数据、查询历史数据、下发控制操作命令、查看及查询报警信息。通常上位机系统中含有系统管理员站、操作员站和工程师站等多种方式，某些要求比较高的系统常采用双网络系统、冗余系统和双机备用系统。
下位机系统：下位机指远方终端RT U和现场测控智能装置，也可以是的RTU、智能仪表和智能控制器以及PLC系统等统称下位控制单元。系统建设形成了不少模式，如PC+PLC模式，PC+单片机模式，全部进口的PC+RTU模式及混合模式等。下位机系统也包含了而复杂的通讯技术、数据处理技术，同时包含了多种不同的性能指标和标准。
系统通讯网络主要有无线通讯、有线通讯、载波通讯和光纤通讯。
无线通讯：如微波、扩频通讯、卫星通讯、铱星通讯、短波通讯、短波通讯、GSM、CDMA、双向无线寻呼等。
有线通讯：如公共数据网的PSDNISDN和BISDN，和采用双绞线作为介质的自建有线网。
光纤通讯：光纤通信以其高带宽，高抗干扰性在信息通讯中得到广泛应用。在数据采集系统中也已具备了应用条件。
多数系统可采用如下结构设计：

系统结构图

三、系统功能及特点
本系统结构简单，是以上系统结构的一部分，主要功能有：工业现场实时数据采集，数据历史保存，实时数据显示、历史数据查询、报表查询、报警信息查询、报警处理、故障排除、曲线和棒图绘制。与企业EMS系统连接。
系统上位机采用研华工控机和力控组态软件，软件主要功能详细描述如下：
1.可视化易操作的用户界面以及美观的图形化系统设计，易操作、易管理的HMI界面，主要完成数据浏览和其他运行画面的切换。


2.完善的用户管理和方便实用的性设置
用户可以建立不同级别多个用户，级别和用户名分别对应于系统中的变量，利用这两个变量的值可以自由设置操作权限。


3.实时和历史趋势曲线显示
可以很形象地反映当前时间段中各变量的变化趋势，及同画面下不同变量的趋势比较。


4.系统数据棒图描述
好地形象地描述实时数据的大小，同类数据之间可以进行比较，以及判断当前数据是否越限。


5.系统数据报表处理、查询
可以归类地将同类型或有某种关系的变量形成一张报表，可以很方便地浏览实时数据的变化和比较不同变量数据的大小，以及历史数据的查询。


6.数据库定时、定量存储
根据需要和企业或行业标准实现对数据的分析、处理及存储，方便以后查询，为以后查询分析提供依据。
7．与企业MIS系统的链接
力控提供了很多与外部应用程序的控件和接口，其中有数据库接口、运行画面接口和外部关系型数据库接口。系统提供丰富的与关系型数据库通讯的函数和多种组件，例如ODBC GATE、历史转储和事件记录等。

系统下位机是正运行的采集系统，通过DDE和OPC方式与上位机的通讯，力控支持DDE和OPC的客户端务器端，本系统均采用客户端的方式，力控中不需要另外安装其他的组件和驱动程序，只要安装了通用版本，开发环境中就已经安装上了DDE和OPC驱动，和下位机很容易地建立数据通讯，效果非常好。

四、总结
力控软件是从实践中来，服务于实践的工业自动化软件，软件功能强大，通讯能力强，稳定性好，公开的外部接口多，图形丰富和功能组件多。
基于PC机的数据采集系统已被人们熟悉和接受，并已大量应用于工业现场。DDE和OPC技术大大方便了软硬件间的通讯。本系统正是利用了这一点，使系统快速地运转起来，使企业快速地跨入自动化时代。中国造纸工业有效生产能力自1990年以来，特别是自1995年以来一直在持续增长。到2002年底为止，我国有4000多个造纸厂，其中规模以上的有2600多家。2002年的总产量达到了3780万吨。在今后的l-2年中，还将会有近1000万吨的新增生产能力。目前的新增纸机的传动设备已经有80%以上采用交流传动变频器。
目前在纸机分部传动上使用的变频器能同时具备以下特点
（1）调速范围宽，在全速度范围内，效率在以上；
（2）功率因数0.9以上；
（3）输入谐波电流总失真小于3%；
（4）采用性高、技术成熟的标准器件IGBT；
（5）能减少输出谐波分量并有效降低dv/dt噪音和转矩脉动的效果

（一）、造纸机变频改造的前景和分析。
据有关方面统计，我国拥有3780多万吨生产能力，单机生产能力在5万吨以上以及纸板机生产能力在10万吨以上的不足三分之一，尚有三分之二以上的生产能力需要投入巨资改造，其中至少三分之一的纸机需要部分或全部换原来的传动部分（包括机械齿轮箱和电机传动），以提高车速或降低能耗。
我国造纸机分部传动设备，以前采用SCR直流调速方式，由于存在滑环和炭刷造成性和精度不高，从而导致纸机的机械落后，车速也只有200m/min左右，很难同国外的1000m/min的高速纸机相比。造纸是一个连续生产的过程，因此生产线的连续和有序控制成为了制约成品纸质量和产量的瓶颈。直流调速系统在纸机的发展史上占有重要的地位，但由于直流电机存在维护难、抗环境能力差，主要表现如下：
（1）整流子磨损严重,烧毁整流子的故障,导致停机时间长；
（2）直流电机维修困难多,要求高,修理费用也高；
（3）测速发电机易磨损，造成传动系统精度低；
（4）直流调速控制系统复杂,调试困难,一般技工很难调出好的机器。
交流变频调速技术以其的调速性能,显著的节电以及在国民经济领域的广泛适用性，而被公认为是一种有前途的交流调速方式。它不但具有直流电机优良的调速性能，同时具有交流电机简单、，因而逐渐被广泛应用由此看来，造纸机分部传动机械的变频化已是。
造纸机传动的变频改造有非常好的效果，如从工艺上改善纸品、增加产能、降低能耗、延长停机检修周期。
以某厂改造一台长网纸机为例，它有两个分部：一个是烘缸（干部），一个是网部（湿部）。根据工艺要求抄纸速度为20－100m/min，纸页定量为9－30g/m2。一般纸机的传动精度要求达到1－3‰，由于速度变化范围大，定量为9g/m2,要求纸机的传动精度高。因此，选择纸机的传动控制方案闭环系统。

（二）、节能效益分析
根据该厂改造前和改造后纸机能耗对比，如下：
改造前的电功率：90米的车速P90=74A×180V＋3×220=13980W=13.98kW（直流传动）
按一年生产300天计：整机用电=300×24×13.98=100656（kWh）
改造后的电功率：90米的车速P90=1.732×16A×380V=10530W=10.53（kW）（变频传动）
整机用电=300×24×10.53=75816（kWh）
全年可节电=100656－75816=24840（kWh）
由此可以得出应用变频器后实际节能为：25%

（三）、工艺效益分析
①纸机的运转率提高：27%以上（由月平均产量得到，已排除其他因素）可增产值：
②成品率提高：1.6%
综上所述，采用变频器后提高纸机的运转性能，进一步提高了经济效率。

（四）造纸附属设备的变频器应用分析
造纸机的辅助设施包括以下几个系统：供浆系统、白水系统、真空系统、压缩空气系统、化学品制备及传送系统、供水系统、蒸汽系统等。为了使造纸机能够连续均衡地运转，它的辅助设施能力，一般应过造纸机的大生产能力的15%-30%，这将存在具大的能量损耗。
供浆系统的变频应用
供浆系统满足下列几个条件：
（1）向造纸机输送的浆料要稳定，误差不能过±5%；
（2）浆料的配比和浓度要稳定均匀；
（3）贮备一定的浆料量，使供浆能力可以调节，以适应造纸机车速和品种的改变；
（4）对浆料进行净化精选
（5）处理造纸机各部分损纸。
通常情况下，供浆系统由供浆管路的浆泵、冲浆泵和净化设施的压力筛、除渣器组成，要达成以上五点目的，主要就是要对浆泵和冲浆泵从全速运行变为可速度调节变频运行，终满足供浆自动化。
以冲浆泵为例来说明变频器的速度控制流程：该变频控制宜采用双闭环系统的速度控制方式，外环是速度闭环，内环是电流或转矩闭环。冲浆泵速度的设定值一方面是由浆速和网速比变化而获得，另一方面是来自于流浆箱的压力控制器。前者是主调，后者是微调。纸机的浆速和网速比基本上是恒定的，因此纸机的网速一旦变化，冲浆泵的转速也跟随变化；为了提高速度调节器的性和反映流浆箱的实际工艺过程，通常还需取流浆箱的压力PID控制输出值的±５％的变化来作为冲浆泵附加的速度设定值。速度的实际值取自传动电机的实际速度采样，可通过旋转测速电机或光电旋转编码器等装置。电流的设定值取自速度环的输出信号，电流的实际值取自各个传动点的交流变频器输出端电流互感器的测量值。因此对于冲浆泵的变频调速而言，需对其进行PID控制，可达到理想节能效果。

（五）、压缩空气系统的变频应用
压缩空气常用于造纸机网部与压榨部的气动加压升降装置、网毯的校正装置、气垫式流浆箱、引纸设备、涂布气以及各种气动仪表和调节装置等处。
压缩空气系统中，主要设备有空气压缩机、储气罐、减压阀、空气过滤器、汽水分离器及阀等，造纸机上通常压力需要为5-6BAR左右。在大多数纸厂中，都通过2台以上的空压机并列运行，然后通过储气罐来保持压力恒定。
由于压缩机功率较大且控制压力一般都通过加载或卸载来调节，电动机始终处于全速运行状态。实践表明该控制方式耗能，浪费严重。所以目前都已趋向产用一台变频多台工频的方式来控制压缩机组，并组成压力闭环。

（六）、化学品制备及传送系统的变频应用
由于在脱墨、制浆、涂布、施胶等部位要用到大量的化学品，其使用量与纸机多传动的速度成正比，所以在化学品的传送系统（如泵）采用无级交流调速系统。在化学品制备中要用到大量的研磨设备，如球磨、胶体磨、砂磨、高切变分散搅拌器等，他们大的特点就是高功率、高耗能、使用环境恶劣。目前已经有许多厂家在研磨设备上采用变频器了良好的效果。
以磨浆机为例，其工作原理是将待研磨的涂料经送料泵输入筒体后，在高速旋转的分散盘带动下，遭到研磨介质的强烈撞击、研磨而被分散混合到溶剂中，制成合格的涂料，然后经筛过滤流出。该设备的主电机为110KW，在未使用变频器之前，通常是在启动前期，采用点动方式多次（三次以上）重复以使涂料与研磨介质混合均匀；针对不同的涂料，有时需要不同的工艺转速，但实际上只能满速运行；无法掌握进料量，来保证主电机不过载；耗能非常严重。而使用110KW变频器就很好地解决了以上问题，可以方便地设置点动速度和慢速运行时间，确保涂料与介质混合达到均匀；可以在线无级调速，不同品种使用不同的研磨速度；进料量只要从电机的实际运行电流就可以来控制进料量，且有过载预报警功能和免跳闸功能；节能率，一般可达20%以上；降低了齿轮箱的损耗，避免了工频启动对齿轮箱的冲击；由于启动时，电流平缓，避免了对电网的冲击，提高了电网的运行。目前在山东、黑龙江、海南等地的造纸企业已经有了批量应用。

（七）、烘干部通风系统的变频应用
在烘干部，纸页中蒸发出来的所有水汽被空气吸收后，通过强制通风不断地从造纸车间排除。烘干部通风良好与否，直接影响到纸页中水分的蒸发速度和整个烘干过程的经济性；通风良好，可降低空气中的蒸汽饱和度，从而减低烘缸蒸汽的消耗量，提高烘干速度。
排除烘干部蒸发水量所必需的空气量，与进入以及排出的空气温度和湿度有关，也与采用的通风系统、气候条件和季节有关。通常，在现代纸机中采用强制的空气循环以求，用进气鼓风机将加热到80度左右的干燥空气送进烘干部下层，使在烘缸之间吸附热汽形成向上的气流，然后通过排气抽风机将汇集在气罩中的湿热空气抽出室外（后回收余热）。在高速纸机中，由于烘缸数量的增多，通常都分成几段的鼓风机和排风机组。采用变频器之后，可以根据通风空气量的计算公式，随时调节进气量（鼓风机的转速）和排气量（排风机的转速），而无须采用传统的风门控制，进一步降低能耗，降低风机的噪音，提高机械寿命。

（八）、水系统的变频应用
纸机是个耗水大户，包括白水系统、污水系统、密封水系统、喷淋系统、清水系统等，通常情况下都需要用到管网恒压力供水，但传统的控压都是通过旁路和调节阀来进行，很少用到变频器。但是由于中国国内水资源的普遍缺乏，而变频器的应用将可以节水10%和节能30%，必然会降低纸厂的日常运行成本。
变频器使用在水系统上通常有二种模式：即变频固定方式、变频循环方式。
变频固定方式：变频器变频输出固定控制一台泵而其余各泵由工频电网直接供电，它们的启停信号由PLC进行逻辑控制；
变频循环方式：变频器按照一定顺序轮流驱动各泵运行。变频器能根据压力闭环控制要求自动确定运行泵台数（在设定范围内），同一时刻只有一台泵由变频驱动。当变频器驱动的泵运行到设定的上限频率而需要增加泵时，变频器将该泵切换到工频运行，同时驱动另一台泵变频运行。

一、前言

随着我国经济建设的发展，市场对大吨位轮式起重机的需求日益增大。目前国内大吨位轮式起重机，基本依赖进口。为尽快抢占市场，发展民族工业，研究、开发大吨位轮式起重机已刻不容缓。

伸缩臂作为轮式起重机的主要受力构件，其重量一般占整机的１３～２０％，而大型起重机占的比例则大。因此，伸缩臂技术对大吨位轮式起重机在大幅度、高起升高度情况下的性能起到至关重要的影响，而伸缩臂的关键技术在于伸缩机构的型式。目前我国生产的汽车起重机以中、小吨位为主，普遍采用伸缩油缸加绳排的伸缩机构的型式，只是在细节上各具特点。该伸缩机构的特点是末一、二节伸缩臂采用钢丝绳伸缩，其它伸缩臂用油缸伸缩，因而末伸缩臂的截面变化较大，大大降低了起重机在大幅度下的起重性能。同时该型式在五节臂以上伸缩臂应用时难度较大。西方发达国家则主要生产５０吨以上的中、大吨位轮式起重机，伸缩机构普遍采用单缸插销型式。该型式伸缩机构的采用大幅提高了起重机的起重性能。从Ｂａｕｍａ Ｃｈｉｎａ２００４博览会上可以看出，椭圆型伸缩臂、单缸插销式伸缩机构、自动伸缩臂系统构成了以德国利勃海尔（ＩＥＢＨＥＲＲ）代表的西方伸缩臂技术的，代表当前世界水平，是轮式起重机伸缩臂技术的发展方向。目前国内仅徐工集团徐州重型机械厂一家推出ＱＡＹ１３０、ＱＡＹ１６０、ＱＡＹ２００三种吨位单缸插销式伸缩臂技术的全地面起重机，并获得成功。

二．几点关键技术

单缸插销式伸缩臂技术是典型的机、电、液一体化系统，根据我们的一些粗浅认识和实践经验，现对伸缩臂中的几点关键技术浅述如下：

１、单缸伸缩机构。

以较典型的德国利勃海尔为例，作为伸缩臂伸缩的执行机构，主要由（见图一）１．伸缩缸、２．拔销机构、３．缸销等组成，为保证伸缩臂伸缩过程的性、性，该机构采用内置式互锁系统即在伸缩油缸上装的弹簧驱动缸销销定伸缩臂后，才机械释放该节臂和其他节臂的连接。该方式确保某一节伸缩臂和伸缩油缸互相锁定后才能释放该节臂和其它节臂的联接。利勃海尔将拔销装置置于伸缩机构上方，其优点是结构简单，自锁性强，便于实现；格鲁夫（ＧＲＯＶＥ）、德马格（ＤＥＭＡＧ）、多田野（ＴＡＤＡＮＯＦＡＵＮ）将拔销装置置于伸缩机构两侧，结构布置上比较困难，对加工、装配精度要求高，插拔销难度相对较大。缸销则都布置在伸缩机构的侧方。单缸伸缩机构要求动作灵活、性高、响应速度快、互锁性好，否则，很难实现吊臂的伸缩。

２、自动伸缩的ＰＬＣ控制系统。

该系统主要由控制器、显示器、操作手柄、长度传感器、位置检测开关等电子元气件组成。之所以选用ＰＬＣ控制技术，是因为传统的继电器控制已无法实现单缸伸缩机构复杂的逻辑控制要求，ＰＬＣ控制较易实现复杂的逻辑控制、抗干扰能力强、适合移动式起重机恶劣的工作环境。当前国内对总线技术尤其是ＣＡＮ总线的研究、应用较为关注，笔者根据实践经验认为能否实现吊臂的自动伸缩，关键在于能否吊臂在伸缩过程中震动和冲击的影响，实现长度和位置信号的检测和传输。除控制器和显示器之间的通讯外，ＣＡＮ总线技术不应是目前我们迫切需要采用的技术。此外自动伸缩技术的实现建立在大量实验的基础上，任何细节的忽略都将导致功败垂成。

３、自动伸缩的液压系统。

系统主要由控制伸缩油缸的液压回路和控制缸、臂销插拔的液压回路组成。控制伸缩油缸的液压回路既要有一定的速度又要有良好的微动性，这样才能保证吊臂的伸缩在较短的时间内完成，同时在插拔销时具有较好的平顺性和较小的冲击。根据伸缩油缸伸缩时载荷的不同可将回路压力设置为不同的级别，以便好利用变量泵的功率。缸、臂销液压控制回路要有较快的响应速度和的动作切换，控制回路压力设置恰当，在插、拔销的速度上寻求一个恰当的平衡点。这样ＰＬＣ控制器输出的控制信号才能通过液压回路对伸缩机构进行、、快速的自动控制。考虑到整个吊臂伸缩的性和性，另外设计了一套应急操作系统，在自动伸缩系统出现故障时，利用应急操作系统可将吊臂缩回。

三、小结

我们对上述关键技术进行了历时一年多的科研攻关，终全部掌握并应用在我厂全地面系列起重机上，了良好的效果。下一步我们将进行加深入的研究、探讨，进一步提高系统的性、性、舒适性。