西门子模块6ES7222-1HF22-0XA8一级代理

西门子模块6ES7222-1HF22-0XA8一级代理

桥接模块作为中间转接模块，一方面将Profibus协议转化成 RS232/485协议，使主站的信息下发给FX2N从站，另一方面将RS232/485协议转化成Profibus协议，使FX2N从站的信息上传给主站，以确保 FX2N通过PROFIBUS-DP总线和主站进行数据交换。
具体实现方法可采用以下三种：
1、直接连接FX2N编程口，采用三菱内置的FX2N编程口协议，此方法不需要在FX2N上作任何设置和编程，只需在Profibus主站上依此协议编程不断读写从站数据即可，FX2N从站会自己响应主站回应数据。
2、通过FX2N通讯模块（FX2N232BD/ FX2N485BD或FX0N232ADP/ FX0N48DP），采用三菱协议格式一或协议格式四（具体协议内容在三菱FX通讯用户手册上有详细说明），除了在Profibus主站上需要依此协议编程不断读写从站数据外，FX2N从站需要基本的通讯格式设置，但不需编写通讯回应程序，FX2N会自动回应。
3、通过FX2N通讯模块（FX2N232BD/ FX2N485BD或FX0N232ADP/ FX0N48DP），自己编写通讯协议，该方法既需要在Profibus主站上依协议编程不断读写从站数据，还需要在FX2N从站上编写通讯程序不断响应主站的呼叫。该方法尽管编程较麻烦，但协议灵活，适应性很广。其实该方法不光可应用在FX2N系列PLC上，也可应用在别的PLC或智能仪表上，只要两边协议设置一致，都可用此方法，通过创捷公司的 Profibus通用型RS232/RS485桥接模块CZP1-PQ20-T10ZL2-1A，来实现把设备联上Profibus网络的功能。

三、应用举例
 在创捷公司总承的某电子设备厂纯水工程自动控制项目上，由于要把前期的用FX2NPLC控制的三套设备纳入Profibus网络来统一监控，所以我们使用了创捷公司的 Profibus通用型RS232/RS485桥接模块，考虑到尽量少修改原程序，而FX2N上的编程口已用于与触摸屏的连接，所以我们采用了二种方法，在原FX2N程序中只是加入了短短的几句通讯设置，而在Siemens S7-300主PLC上，用三菱的通讯协议格式四组态编程来不断读写信息，成功地把FX2N连接到Profibus总线上.

1  引言
     在电容器等分立式电子元器件生产过程中，套管烫印切断机是实现元器件外壳套管连续自动传送、热烫印商标、切断的设备。由于本公司在国内**业中起步较早，国内无法找到这种设备。考虑进口设备太高，而且不一定能适合本司要求，公司与南通大学联合开发了这套套管自动烫印和切断设备。它能够适应各种规格批次，具有定长控制准确、生产等特点。

2  工艺参数及调节范围及控制精度要求
2.1  工艺参数
(1) 套管折径宽度:30~170mm;
(2) 套管厚度:0.1~0.5mm;
(3) 烫金纸宽度:60±1mm。
2.2  调节范围及控制精度要求
(1) 进给长度:1~500mm连续可调，误差范围±0.5%;
(2) 进给速度:40~450mm/s连续可调;
(3) 烫金头温度:10℃~300℃连续可调;
(4) 烫金时间:0.00~2.00s连续可调;
(5) 进给长度:1~300mm连续可调，误差范围±2%;
(6) 进给速度:120~300mm/s连续可调。

3  系统硬件构成
    系统主控制采用FX1N PLC，它是三菱公司推出的小型可编程序控制器。它具有紧凑的机身设计，电源、CPU、存储器、输出输入组成一个单元的可编程序控制器，同时在AC电源DC输入型中内置传感器用的DC24V供应电源。具有一定的扩展单元，可使用FX0N系列和FX2N系列的扩展模块和扩展单元，输入输出扩展设备大可扩展至128点。强大的指令功能，支持输入输出高速处理，如高速计数、脉冲输出功能。可进行各种链接，便于与人机介面链接以及较高的性价比。无疑能够满足我们控制的需要。
    烫金加热温控采用FX2N-2LC温控扩展模块，省去老式温控器，无须模拟量模块就可轻松将温度值传至人机介面，达到温度的控制。
套管定长输送由三菱公司的MR-J2S-40A交流伺服放大器与HC-KFS43伺服电机构成。
烫金纸定长输送系统采用日本东方电机出品的UPK569AJW步进机构。
三菱公司的F940GOT-SWD-C触摸屏构成人机的交换窗口。F940GOT-SWD-C为5.7英寸8彩色人机介面，具有许多特点:与外界链接方便，通过自带RS-422接口、RS-232C接口实现编程与PLC通信;阔视角的液晶显示，具有LCD背光照明功能，即使无光照也能看清显示内容;内置FX-10P功能使PLC顺序程序的调试及保养变得方便，在F940GOT轻松完成PLC程序的读出、写入、插入、删除、监控;通过菜单设定可以显示日文、英文、韩文、及中文汉字，提供丰富的图形编辑功能;通过定义触摸键替代普通控制按钮作为控制键;为保护PLC程序，可以设定密码，禁止读出与写入。

4  工作原理与控制方案
    整机工作原理示意图如图1所示。套管定长传送过程实现:PLC的Y1发出伺服脉冲，通过MR-J2S-40A交流伺服放大器驱动HC-KFS43伺服电机，再经过减速机带动主动辊1，带动套管定长传送。套管长度、传送速度、产品数量的检查、设定全部在人机介面完成。并且可以预设目标数量，到达自动停机。对于套管有无、位置偏移的检测全部有传感器接受，传至PLC与人机介面，完成准确报警内容。

1 引言
(1) 三菱F系列变频器外部端子调速可分为模拟量调速和多段速调速
模拟量调速可用电压0~10VDC或电流4~20mADC，进行无级调速。本公司货架组件(横梁)冷弯设备机组便采用多段速闭环变频器调速控制系统;一般采用外部输入端子SD、STF、STR、RL、RM、RH，进行三段速调速。RL、RM、RH是低﹑中﹑高三段速速度选择端子，SD是输入公共端，STF是启动正转信号，STR是启动反转信号。当Y10，Y11有输出时，变频器为低速运行;当Y10，Y12有输出时，为中速运行;当Y10，Y13有输出时为高速运行。三段速分别设置为20Hz、30Hz、45Hz。在模拟量调速时，通过编程，三菱FX2N系列可编程控制器根据操作台发出的信号，选择控制方式:模拟量调速或多段速调速。其控制系统还可以通过DOS操作系统开发编程的微机作为上位机实现控制功能或结合触摸屏技术实现随机动态适时控制或结合触摸屏控制技术来操作控制实现有关功能。
(2) 三菱FX2N系列可编程控制器是小型化，高速度，的产品，是FX系列中档次的小型程序装置。
本文探讨MELSEC FX2N-32MR在货架组件(横梁)冷弯机组中的应用特点。

2 系统构成
2.1 工艺流程
工艺流程如图1所示:

图1 货架冷弯成型工艺简图

根据货架组件(横梁)的冷弯成型孔型设计及冷弯成型工艺要求，货架组件(横梁)冷弯机组共有12站牌楼构成，钢卷料由站牌楼前的带料导引装置将钢带穿入冷弯机组进行冷弯成型加工，该冷弯机组主动力由22kW的三菱多功能矢量控制变频器和异步变频电机驱动系统构成，各牌楼间的动力传递可采用链传动或齿轮组来实现;主控系统选用MELSEC FX2N-32MR可编程控制器，闭环控制反馈信号由1200p/r的旋转编码器被动测量提供信号开关量并测长，根据所选的编码器的线数以及要走的位置量，确定好对应的计测脉冲数，然后设置PLC，使其在计测到相应的脉冲数时产生相应的动作以实现产品定长切断的控制，其基本长度控制精度可达±0.5mm以上，可重复长度控制误差分布范围大不过1mm。
2.2 系统硬件结构的主要配置
(1) PLC选用是FX2N-32MR，外加FX2N-232-BD通信模块。各1只;
(2) 触摸屏选用型号为:GP37W2-BG41-24V，或采用微机控制上位机系统;
(3) KOYO旋转编码器TRD-NH1200-RZ及测量辊、24V开关电源，各1台;
(4) 三菱多功能矢量控制变频器:FR-A540-22K-CH变频器，1台;
(5) 三相笼型交流异步电动机:Y系列，4，22kW，1台;
(6) 其它电气选配件。

3 电气闭环控制系统原理
3.1 无闭环系统的控制原理
要实架组件(横梁)的冷弯成型机组的闭环无级控制，根据变频器和变频电机的特性，即:在一定载荷下变频器所存在的理想加速和减速特性曲线，或根据不同的和规格的变频器的特性参考资料、冷弯机组加工件的负荷特性、电机的负荷特性等进行适时调整。基本控制原理如图2所示:

图2 系统闭环控制原理图

3.2 基本控制思想
(1) 据旋转编码器测量反馈的当前速度信号适时调整变频器的输出驱动频率值，从而保证变频电机能以要求的速度平稳运行;其还表现在根据具体冷弯产品的成型工艺要求、负荷波动规律等选择相应的速度控制模式，即初时运动加速度与加速控制时间、平稳运行速度与距离、减速运动加速度与控制时间等进行变频器的适时调整，确保主机运行及控制反馈运行过程的平稳，不稳定形成的系统差故障;
(2) 据旋转编码器的脉冲测量数反馈当前冷弯机组主电机的位移信号及预先设定的控制方案适时调整变频器的输出驱动频率值，使变频电机先以较高的速度运行到接近冷弯产品控制切断长度的位置后将速度平稳降到较低的速度下工作，并在切断控制处准确制动停准，必要时可采取机械抱闸系统来辅助快速定位，再通过输出控制点发出切断控制信号实现液压停剪;PLC控制系统在工作过程中实时采集运行数据，并不断地与存放在软件控制数据块里的标准位置参数进行比较和控制决策，从而达到快速准确定位、提高作业效率的目的，并与监控系统交换工作信息以实现生产管理系统的动态管理。

4 负载机械特性和变频器的选型
该系统的电气拖动主要是驱动冷弯轧辊运动，其阻力矩TL取决于冷弯轧辊与钢卷料之间的摩擦力FL与冷弯轧辊半径r的乘积，即TL=FL×r。在这里，冷弯轧辊的半径r是恒定不变的，摩擦力FL的大小与相应的冷弯产品的孔型设计工艺水平、机组的传动效率和相关材料与轧辊间的摩擦系数等有关，与转速高低关系不大。这是典型的恒转矩负载机械特性。可初步选用三菱FR-A540系列变频器。
4.1 三菱FR-A540系列变频器具有的特性
(1) 采用的磁通矢量控制。由于采用了精简指令集计算机RISC微处理芯片，使之具有全新的在线自动调整功能，使电机在不影响启动速度的情况下得到调整。
(2) 具有多段速度选择功能:它有高速RH、中速RM、低速RL、二加/减速时间选择RT、漏型公共输入端SD等端子，可以通过PLC的输出点直接控制输入端子的ON/OFF状态来实现变频器速度的上升、下降和停车。每档速度的大小可由变频器功能预置来设定。
(3) 运用了三菱“柔性脉宽调制”(Soft-PWM)开关方式，实现低噪音运行，并能减少对外射频干扰，有利于邻近的PLC、旋转编码器的运行。
(4) 调速范围:1:120(0.5Hz~60Hz运行时)，且低频运行性能稳定，采用自动调整后，可以在不同的的电机上实现运行。
4.2 变频器的选型
货架组件(横梁)冷弯机组的主要功耗包括:用于货架组件(横梁)弯曲变形功率、克服辊子与工件之间的摩擦阻力及辊子轴承摩擦阻力、克服机组传动阻力及功率损耗，一般采用经验测算方法与简单公式计算后放大倍数的方法共同核算，通常还根据冷弯成型的成功案例进行类比测算，并依此确定具体型号变频器的实际功率。
综合多种因素，笔者选定了三菱FR-A540-22kW-CH变频器。经试验证明:针对货架组件(横梁)的冷弯成型机组采用PGL板反而会出现较大的定位误差，故取消了PGL板设计，仅利用变频器的多段速选择和FR-A540的来实架组件(横梁)的冷弯成型的定位控制。

5 外部接口设计
三菱FX2N型PLC内置多个高速计数器。经过测量测试，选择采用两相两计数输入、应答频率为30kHz的C251计数器，将旋转编码器的A、B输出端与PLC的X0、X1输入点相连，可以稳定地捕捉货架组件(横梁)冷弯机组上加工产品所需要的闭环控制反馈信号，实现冷弯产品的加工长度、位置定位后的程序比较及控制信号的输出，实现冷弯产品的定长液压停剪动作。机组大运行速度限制计算为:测量辊周长与应答频率为30kHz的乘积再除旋转编码器的每转脉冲数，如我司选用的测量辊直径为Φ60mm，周长为188.5mm，则每秒大运动位移为:
188.5mm×30000÷1200=4.1725m
远远满足货架组件(横梁)冷弯机组的大运行速度在20m/min的要求。
FX2N-32MR的输出点的外部接线方式为分组式，有COM0~COM3共4个COM点与16个输出点对应，可以灵活地选择输出点的电源形式。
用PLC编写一条32位的高速计数器区间比较复位指令DHSZ，用触摸屏对PLC数据寄存器D赋值，数值以理论脉冲数为基准增减，再与C251记录的编码器脉冲数进行比较，当两个数据相等时，PLC指令变频器和电机停机。经反复赋值试验，可以找到的编码器脉冲总数。然后按照速度控制规律 的各段分配脉冲数，以指导PLC适时向变频器发出速度切换指令。试验时电机采用低速运行，脉冲数或实际长度换算数以实际记录为准。
加速/减速时间的设置是变频器参数设置的关键。冷弯机组遵循加速-运行-减速-低速运行正反转调整-停止为一个运行周期，每一周期中的间隔是冷弯产品的切断过程及系统动作复位。合理设置这些参数，可以调整定位运行的切断控制精度及机组生产效率，使它适合负荷的要求。

6 结束语
PLC+变频器控制实现的多段速系统控制确保了货架冷弯机组的自动化控制要求，具有运行稳定，定位精度高等特点。实践也证明FR-A540-22kW变频器满足货架冷弯机组的调速和基本定位控制要求，提高了生产效率。此种PLC+变频器控制方式也可用于其他需要速度配合及定位控制的电机变频调速系统。
根据今后货架冷弯机组的自动化发展方向，将成型速度的设定与控制理论的发展与应用、成型辊辊型设定与实时调节、具体机械设备的故障诊断的处理与显示等与具体的PLC控制功能和发展相结合，必然能促进货架冷弯机组的自动化发展水平。

  上图即为顺序功能图：图中双框S0表示为初始步，单框中的S20、S21、S22、S23依次根据工艺顺序要求而设置的各活动步。我们来看S0初始步上方垂线上设有M8002其为初始步的条件（该步的意思不妨可以理解为自动合上空开？），在S0步与S20步之间有X1、X3，它说明只有符合这二条件要求后，步才能从S0步转移到S20步，而当S20步处于活动状态时Y002、T0处于动作状态。而S20步与S21步之间的T0，它受时间控制，只要时间一到，S21步被投入，使Y001处于工作，同时S20步则处于关闭（其控制的Y002、T0则停止）以下各步中的X2、T1、X1含意均同（均为转换条件），但要注意下一步被，其相应控制元件则动作，意味着上一步被停止。而各步之间均插入了X4其头均指向初始步S0，即恢复处于初始状态，X4在这地方的作用是急停。而步S23下的X1条件一符合，可转入步S20，即处于循环状态。根据顺序功能图就可很方便地将它转换成梯形图。

     梯形图如上图所示，其工作过程如下：

     梯级中的0、LD   M8002：M8002为特殊辅助继电器的常开触点，其作用仅在PLC通电瞬间接通。1、SET  S0： SET为置位指令，功能是驱动线圈，并使其具有自保功能。也就是说在PLC通电的瞬间M8002产生一脉冲，将状态元件S0（并自保持）。

    二梯级中左侧的3、STL   S0：STL为步进触点指令，功能为步进触点驱动，当上一步（1、SET  S0）为置位时该接点闭合，4、LD   X001为小车停止位置的必要条件，也就是说小车开始时停在X1位置（该接点才能闭合），此时按外部的按钮（SB1）从而驱动（5、AND   X003） 的闭合，程序才能执行，这就是所说的条件。当这二条件满足后才能状态元件S20（6、SET  S20），从而转入三梯级。

    三梯级中左侧的S20（8、STL   S20)，因状态元件S20的而导通，输出继电器Y002（9、OUT   Y002）接通（带动外部的接触器开始工作），开始装料。而同时T0（10、OUT   T0   K80）则开始计时（其整定值为8S），时间一到，时间继电器的常开触点接通（16、LD  T0）并状态元件S21（17、SET   S21），当S21一旦，程序自动转入四梯级，同时三梯级停止运行。此时在装料的过程一旦出现故障，可按外部按钮（SB2）使X4（13、LD  X004）导通从而S0，使程序回归于二梯级，由于二梯级有X3的把持，使程序不能再运行下去，故起了急停的作用。

    四梯级中左侧的S21（19、STL  S21），因状态元件S21的而导通，输出继电器Y001（20、OUT   Y001）接通（带动外部的反转接触器开始工作）小车左行，至X2处，限位开关使X2（21、LD  X002）闭合并状态元件S22（22、SET  S22）程序自动转入五梯级，同时四梯级停止运行。而X4的作用与三梯级中的作用相同。

    五梯级中左侧的开始卸料, 而T1（29、OUT   T1  K100）同时开始计时（其整定值为10S），时间一到，时间继电器的常开触点T1（35、LD  T1）接通并状态元件S23（36、SET   S23），当S23一旦，程序自动转入六梯级，同时五梯级停止运行。而X4的作用与三梯级中的作用相同。

六梯级中左侧的S23（38、STL   S23），因状态元件S23的而导通，输出继电器Y000（39、OUT   Y000）接通（带动外部的正转接触器开始工作）小车开始右行，此时若一切正常小车自动返回于X1处，又重新由三梯级处循环运行。若不正常则按下X4回归S0处。而46、RET是步进结束指令，表示状态流程结束，用于返回主程序的指令。

    这是十字路通信号灯的控制题，我已做过了，以前用的编程方法是启保停的方式。如果说采用启停方法设计出梯形图，用时好象不太过份。而采用步进顺控方式来编程，其用时若过2小时好象就感到笨了（下面的梯形图只用了一个小时）。时间短，指令长点，好象没什么大关系？加上我还没看到用顺控指令编的，于是进行了偿试，结果很成功