西门子模块6ES7331-7PF11-0AB0支持验货
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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

西门子模块6ES7331-7PF11-0AB0支持验货


1. 引言

    可编程控制器(PLC)由于其结构紧凑、性高、编程简单、指令强大、灵活性强、能适用于比较恶劣环境等诸多优点,现已在工业控制领域得到广泛应用。现普遍采用触摸屏加plc的方法来监控设备,但触摸屏视角窄,不适应恶劣环境,且数据存储容量有限,不易实现大规模网络互联。因此我们采用plc与计算机通讯的方式实现实时监控,克服了触摸屏的缺点。

2. s7-200cpu自由口通讯方式的应用

    世界的plc很多,如西门子、欧姆龙、松下、三菱等等,本人仅以西门子s7-200小型可编程控制器的cpu22×系列为例,介绍plc在计算机网络中与计算机通讯的功能。

    s7-200cpu支持多样的通讯功能,根据所使用的s7-200cpu,其网络可以支持一个或多个以下协议:

    点到点(point-to-point)接口(ppi)

    多点接口(multi-point)(mpi)

    profibus

    用户定义协议(自由口)

    自由口通讯是通过用户程序可以控制s7-200cpu通讯口的操作模式。利用自由口模式,可以实现用户定义的通讯协议连接多种智能设备。通过使用接收中断、发送中断、发送指令和接收指令,用户程序控制通讯口操作。在自由口通讯模式下,通讯协议由用户程序控制。通过smb30(口0)允许自由口模式,而且只有在cpu处于run模式时才能允许。当cpu出于stop模式时,自由口通讯停止,通讯口转换成正常的ppi协议操作。

    近年来,随着我国铁路运输环境的改善,列车速度越来越高,势必对铁道车辆提出较高的要求,其表现在对列车的舒适性和运行性、性的要求提高,因此车辆上设备的自动化程度越来越高。自动化程度的提高,带动了网络技术在列车控制和监控上的应用。车辆网络控制、监控简图如图1所示。

 

    整列车设有车辆级计算机,每个车厢设有本车计算机,车辆级计算机与各个本车计算机组成车辆的主网,本车计算机与本车厢内的各个设备间组成子网。plc由于其自身的优点,作为控制在车辆上的多种设备中得以应用,例如列车自动门的控制、列车空调机的控制等,使其可以作为整个列车网络系统中的一个节点。

3. 通讯协议

    siemenss7-200系列plc可以采用用户定义通讯协议(自由口)模式实现计算机与plc、plc与plc的通讯。笔者所描述的例子中,虽然车辆计算机系统和车辆上的其它设备分别是多个设备供应商的产品,但是只要好通讯协议,就能满足相互通讯的要求。s7-200系列的plc正是由于其自由口通讯是通过用户程序控制cpu串行通讯口的操作模式,所以可以方便地与车辆计算机通讯。

    计算机(主站)每隔100ms查询plc(从站)一次,主站发出从站动作控制命令给从站,从站收到命令后发给主站应答帧,从站接收到主站发送来的一帧数据,计算出其校验码fcs,与接收到的一帧数据中的fcs比较,检查是否有数据错误。如果有数据有误,从站发送信息给主站,请求重发。
l字符结构:每个字符由11位构成,奇偶校验位采用奇校验方式。

    起始位 数据             奇偶校验位 停止位

    1位      8位d7…d0    1位             1位

    l传输数据帧格式

    byte(0)…byte(n)fcs

    byte(0)…byte(n)为字符串;

    fcs为异或校验码,是发送的所有数据字节和地址字节之异或值。

    l主站命令帧结构

    从站地址从站地址补码控制字节命令字节fcs

    l从站应答帧结构

    从站地址从站地址补码控制字节应答字节fcs

4. 通讯口初始化

    plc内部特殊存储器位smb30和smb130分别配置通讯端口0和1,为自由端口通讯选择波特率、奇偶校验和数据位数。自由端口的控制字节描述如表1所示。

    例如:在通讯协议中规定奇偶校验为奇校验、每个字符的数据为8位、波特率为19200、自由口协议,采用通讯端口0,则在plc初始化程序中将smb30赋值为0c5h。


  对于由伺服电机带动的旋转物体进行位置控制,通常采用套轴式的电磁旋转变压器加复杂的处理电路来实现角度的编码,再由角度编码进行位置的闭环控制。上述的位置控制多用于测角精度要求高的场合中,设备构成复杂、成本较高。在某些实际应用中,需要进行较为简单的位置定位。比如在一个由伺服电机带动的机械机构需要在360°的旋转范围内进行4个或多个档位的定位,实际应用中像建筑行业中控制阀门的大小来对给水量、水泥量、沙石量进行控制或工程控制,这样的定位控制精度要求不高,采用上述的方法进行位置控制显然不够经济,成本过高。

    PLC(Programmable Logic Controller)在工业控制中应用广泛。其高性、高稳定性、友好的编程环境以及辅以触摸式人机界面,使得各种工业控制方便直观、经济。这里主要阐述了基于S7-200PLC实现位置控制方法。

1 系统硬件设计

    该系统是以PLC控制器为的位置控制系统,包含伺服电机、光电编码器、操作及显示屏、上位计算机、伺服电机控制电路和状态返回电路。其硬件总体结构框图如图1所示。


图1  系统硬件总体结构框图

    1.1 S7-200 PLC

    该系统设计部件采用西门子S7-200系列的PLC,该系列PLC功能丰富,具有多种功能模块,可方便通过人机界面对设备进行操作和监视其状态,高版本的PLC主机拥有2个通讯端口,在使用人机界面对设备进行操作的同时还可通过RS-485接口和计算机实现逻辑运算及状态管理,对设备进行远程控制和监视。该系统使用S7-200 PLC的一个重要的功能:高速可逆计数。光电编码器和伺服电机同轴连接,伺服电机旋转带动光电编码器产生连续的脉冲串,PLC通过输入点读取光电编码器产生的脉冲,实现高速可逆计数。例如设置高、中、低3个给水量档位并进行控制。在调试阶段应动伺服电机进行3个给水量的位置标定,也就是说,高、中、低3个档位分别对应的脉冲数。应该注意的是,由于采用的是增量式光电编码器,也就是说,当编码器掉电后并不能将当前的脉冲数保存。所以在旋转机构上还要设置2个限位开关,一来保护机械结构;二来把逆向的限位开关的位置定为零位,这样相对于这个零位的高、中、低3个给水档位从光电编码器读到的脉冲数即为这3个档位的位置。这3个位置可通过PLC编程对其控制。图2给出S7-200 PLC高速可逆计数器的时序图。


图2  S7-200PLC高速计数器时序表

    1.2 光电编码器

    光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用多的传感器,光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二管等电子元件组成的装置输出若干脉冲信号,此外,为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差90°的两路脉冲信号。图3为在实际项目中采用光电编码器的时序图,从图中可以看出此光电编码器的相位判断角度为90°±45°;另外图中标识的CW(顺时针)和CCW(逆时针)可以根据实际应用在PLC程序中自行定义。图4为在实际项目中采用光电编码器的内部电路和外部引线图。


  1 概述

    在石油加工工业中,大型旋转机组是装置设备的重要组成部分,如催化裂化装置的主风机、气压机组、烟气轮机及汽轮机组等。这些机组功率大,运行条件苛刻,控制系统复杂,是化工生产中的关键设备。因此,对这些设备在突发事故中的保护是至关重要的。现在各大石油化工企业普遍采用的是ESD紧急停车系统,系统结构复杂,成本高(上百万元)。针对上述情况,沈阳石蜡化工有限公司80x104 t/a 重油催化裂化气压机组的联锁-自保系统采用了PLC 进行系统构建,其在随后的生产过程中表现稳定,动作,多次在事故状态下对机组及生产装置实行了自我保护,杜绝了恶性事故的扩大和蔓延,了显著的效果。

    2 工艺设备及主要联锁参数

    在催化裂化装置中,从沉降器出来的油气经分馏塔分馏后得到粗汽油、柴油和富气,富气从分馏塔出来经气压机压缩后送到稳定塔,与粗汽油在稳定塔内充分互溶,得到稳定汽油。在这部分流程中,气压机是关键的设备,它的运行是否平稳直接影响着整个流程。如果气压机受到损坏,会对单位的经济效益产生大的影响。因此,对气压机组的保护是至关重要的。该厂80x104 t/a重油催化裂化气压机组采用的是电机-气压机-汽轮机三机组,在装置开工时采用汽轮机启动机组,达到额定转速(6000转)后开启电动机,采用双动力三机组的形式,主要是为了增加机组运行的性。机组的主要联锁参数包括气压机轴位移标停车、汽轮机轴位移标停车、润滑油压力低停车、密封油压力低停车、汽轮机入口蒸汽流量低停车、汽轮机背压低停车、机组转速标停车、手动紧急停车、供电跳闸停车等,这些量都是开关量输入,其中任意一项或多项出现,都要求PLC能切断汽轮机入口蒸汽速关阀和电机电源,同时关闭气压机入口阀,打开放阀,以保证气压机及装置的。

    3 方案的确定

    自保-联锁系统是指将影响装置和设备的重要参数,如温度、压力、流量、温度等引入ESD(紧急停车系统)系统,由ESD监测,并以显著的声光形式进行报警,达到联锁条件时自动实行联锁保护,设备和装置的,并打印出故障原因及时间,以利于事故分析。随着微电子技术的发展,PLC产品在功能和性能指标上都得到了大地丰富和完善,并以受到用户的欢迎。因此,从满足工艺生产需求出发,考虑到性、性、经济性、可扩展性等因素,采用了OMRON公司生产的CPM2AH ?0CDR-A型PLC,并选用了OMRON公司的CX-Programmer软件。

    4 系统构成

    4.1 硬件构成(如图1所示)

    其中CPM2AH自带I/O接口,可以接36点输入,24点输出,输出形式是继电器,并且通过RS232C串口与PC机1通讯。PC机1位于气压机控制室内,使用的是bbbbbbs2000操作系统,通过CX-Programmer软件与PLC通讯,实现组态、监控及事故记录功能。由于我厂采用分散控制、集中管理,因此要求在主控室也可以直接看到气压机的自保联锁状态。因此,利用微软的bbbbbbs2000的终端服务功能,在主控室设置了PC机2,将气压机控制室内的PC机1作为终端服务端,主控室内的PC机2作为终端客户端,两台PC机因为距离较远,采取光纤以太网连接,在主控室内的PC机2上,可通过终端服务功能运行位于气压机控制室内PC机1上的CX-Programmer软件,对PLC进行监控及各种操作。输入、输出定义见下表:

    4.2 软件设计

    根据工艺要求,自保联锁的逻辑图如下:

    其中,润滑油压力及密封油压力低停车采取三取二逻辑,汽轮机入口蒸汽流量及汽轮机背压采取二取二逻辑,以减少由于现场仪表失灵造成的自保误动情况。为满足不同的工况需要,特别设置了手动紧急停车按钮,放在操作台的隐蔽位置,供工艺人员使用。每一项自保条件动作,PC机都会按时间顺序记录下来,供事后分析。PLC系统的软件设计是依据上述逻辑关系,以梯形图方式编写后写入PLC中。在PC机中,可实现在线组态、监控,对输入、输出点可以强制状态,以满足调试、维护需要。

    5 结语

    本系统投入生产后,运行良好,性高,而且程序简洁,维护方便,保证了装置的长周期运行,为工厂了可观的经济效益,将在今后的生产实践中,逐步考虑采用双PLC或三PLC冗余的方案,以达到高的性。

 1 系统简介
    为改善生产环境,沱牌公司清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统,分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点,从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门,一部分则需通过加压泵输送到高位水池,而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里,高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。
   
    鉴于以上特点,从技术和经济实用角度综合考虑,我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统,同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。

    2 系统方案
    系统主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的变频器、施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成(见图1)。



    2.1 抽水泵系统
    整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台,90KW深井泵电机两台,采用变频器循环工作方式,六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作在50HZ,管网压力仍然系统设定的下,软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行,当压力达到高,自动停掉工频运行电机。一次主电路接线示意图见图2所示。

    系统为每台电机配备电机保护器,是因为电机功率较大,在过载、欠压、过压、过流、相序不平衡、缺相、电机空转等情况下为确保电机的良好使用条件,达到延长电机的使用寿命的目的。

    系统配备水位显示仪表,可进行高低位报警,同时通过PLC可确保取水在合理水位的水质监控,同时也保护电机制正常运转工况。

    系统配备流量计,既能显示一段时间的累积流量,又能显示瞬时流量,可进行出水量的统计和每台泵的出水流量监控。

    2.2 公司内不同压力供水需求的解决
    为稳定地满足公司内部分区域供水太力(0.4~0.45Mpa)主管网水压力(0.8~0.9Mpa)的要求,配备稳压减压阀来调节,可调范围为0.1~0.8Mpa。

    2.3 加压泵系统
    由于抽水泵房距离高位水池较远,直接供水到高位水池抽水泵的扬程不足,为此在距离高位水池落差为36米处设计有一加压泵房,配备立式离心泵两台(一用一备)电机功率为75KW,扬程36米。该加压泵的控制系统需考虑以下条件:
    (1)若高位水池水位低和主管有水,则打开进水电动蝶阀和起动加压泵向高位水池供水;
    (2)若高位水池水位满且主管有水,则给出报警信号并关闭加压泵和进水电动蝶阀;
    (3)若主管无水表明用水量增大或抽水泵房停止供水,开启出水电动蝶阀由高位水池向主管不。
   
    像抽水泵一样,我们为加压泵配备了软起动器和电机保护器,确保加压泵长期地运转,同时配备了高位水池的水位传感器和数显仪和缺水传感器。
   
    为保证整个主水管网的恒压供不,当高位水池满且主水管有水时,加压泵停止,此时主管压力将“憋压”,终导致主管压力上升,并将此压力传递到抽水泵房,抽水泵的控制系统检测到此压力进行恒压变频控制,进而达到整个主管网的恒压供水,这是整个控制系统设计的关键。

    3 系统实现功能
    3.1 全自动平稳切换,恒压控制
    主水管网压力传感器的压力信号4~20mA送给数字PID控制器,控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算,并给出信号直接控制变频器的转速以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时,一台泵在变频器的控制下稳定运行;当用水量大到变频器全速运行也不能保管网的压和稳定时,控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被 PLC检测到,PLC自动将原工作在变频状态下泵投入到工频运行,以保持压力的连续性,同时将一台备用的泵用变频器起动后投入运行,以加大管网的供水量保证压力稳定。若两台泵运转仍,则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行,而将另一台备用泵投入变频运行。
   
    当用水量减少时,表现为变频器已工作在速信号有效,这时压力上限信号如仍出现,PLC将工频运行的泵停掉,以减少供水量。当上述两个信号仍存在时,PLC再停掉一台工频运行的电机,直到后一台泵用主频器恒压供水。另外,控制系统设计六台泵为两组,每台泵的电机累计运行时间可显示,24小时轮换一次,既保证供水系统有备用泵,又保证系统的泵有相同的运行时间,确保了泵的寿命。控制系统图见图3。

    3.2 半自动运行
    当PLC系统出现问题时,自动控制系统失灵,这时候系统工作处于半自动状态,即一台泵具有变频自动恒压控制功能,当用水量不够时,可手动投入另外一台或几台工频泵运行。

    3.3 手动
    当压力传感器故障或变频器故障时,为确保用水,六台泵可分别以手动工频方式运行。

    4 实施效果
    实际运行证明本控制系统构成了多台深井泵的自动控制的经济结构,在软件设计中充分考虎变频与工频在切换时的瞬间压力与电流冲击,每台泵均采用软起动是解决该问题关键。变频器工作的上下限频率及数字PID控制的上下限控制点的设定对系统的误差范围也有不可忽视的作用。
    ①采用变频恒压供水,了主管网压力波动,保证了供水质量,而且节能效果明显,并延长了主管网及其阀门的使用寿命。
    ②用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力的问题。
    ③拓宽运用变频恒压控制原理,较好地解决了加压泵房与抽水泵房的远程通讯总是并达到异地连锁控制的目的。
    ④在抽水泵房设置连续液位显示,并将信号传与PLC,防止泵缺水烧坏电机,设定的取水位置,确保水的质量。
    ⑤电机既有电机保护器,又有软起动器,克服了起动时的大电流冲击,相对延长了电机制使用寿命。

   汽车制造厂的输送线和装配线的控制系统非常复杂,它需要控制道岔、停止器、捕捉器、隔离开关、急停开关、接近开关、光电开关、传送机、张紧器、提升机、举升台等许多执行机构。在奇瑞公司二期工程总装车间里,采用两条装配线实现了四种车型的混线生产。整个控制系统由控制室和四个远程控制站组成了一个全厂工业局域网,远程控制柜PLC通过以太网将自己所控制区域内的生产情况传送至控制室的计算机系统。

一、系统选型及特点

    在认真分析控制系统公司的产品基础上,奇瑞公司根据自动化控制技术人员在产品实际应用上的经验,鉴于一期工程采用罗克韦尔A-B PLC产品的良好运行状况,决定在二期工程中仍采用A-B PLC用来控制整个生产车间。

    A-B PLC在工业界享有,其PLC-5系列作为A-B家族中旗舰产品拥有许多功能模块,可以实现多种复杂的控制系统。此外,罗克韦尔的软件众多,功能强大,能够给予A-B的产品广泛的支持。

    终,奇瑞公司确定选用罗克韦尔的PLC-5可编程序控制器、RSLogix 5编程软件、RSNetWork控制网组态软件以及RSView软件组成的自控系统来实现对总装车间的整个生产装配线的控制。除此之外,奇瑞公司二期工程的焊装输送线和涂装输送线也采用了罗克韦尔的A-B PLC。

    PLC-5/40E CPU的特点是内存容量大、数据处理能力强、网络功能强大,带有以太网网口,不需要额外的以太网通讯模块。PLC-5/40E CPU使用钥匙开关改变处理器的操作模式:在运行模式下,用户不能创建或删除程序文件、创建或删除数据文件、或通过编程软件变操作模式;在编程模式时,用软件编程不能变操作模式;通过编程软件,在远程编程、远程测试、远程运行模式之间改变。

    RSLogix 5编程软件具有的通讯能力、强大的编程功能以及的诊断能力、监控能力、运行控制功能。运用RSLogix 5梯形逻辑编程软件可以优化系统性能,节省项目开发时间,提高生产率。

    上位机软件RSView32是罗克韦尔自动化公司推出的组态软件平台,其特点是使用方便,可以构造灵活的界面和强大的功能,能够开发出较强的组合画面。利用上位机软件RSView32,坐在控制室就可对现场的生产情况一目了然,实现监控生产。

二、系统结构与配置

    罗克韦尔的通讯网络分为信息层、控制层和设备层。信息层应用以太网进行全厂的数据采集和程序维修;控制层应用控制网、DH+、DH485、远程I/O网络;设备层应用DeviceNet网络进行底层设备的、率信息集成。

    罗克韦尔采用基于生产者/客户模式的通讯技术控制网,即传送对时间有苛刻要求的控制信息也可同时传送其他的信息,但对时间无苛求的信息不会影响对时间苛求信息的传送。

    该控制网具有以下特点:


连续性;

传送与梯形逻辑程序的扫描异步;

以一个与用户在I/O映象表中所设定的通讯速率相等或快的速率传送,充分保证了控制网中的数据准确、、快速的发送、传递、接受和处理。


    总装车间控制系统是一个基于DeviceNet网络的现场总线控制系统。控制系统由一个控制柜和四个远程控制柜组成,并与上位机和企业的以太网相连接。系统的层是设备控制层,主要实现对生产设备的现场控制与监控;控制网主要是通过上位机完成对全车间生产线的在线监测,并向设备控制层下达控制指令;上层是EtherNet网络通过EtherNet网络与公司的企业资源管理(ERP)系统连接,向ERP系统提供整个车间的生产数据。

    1、控制室

    控制室采用RSView32组态软件。RSView32是高度集成、基于组件并用于监视和控制自动化设备和过程的人机界面软件,通过开放的技术扩展用户的视野,能够实现与罗克韦尔其他软件产品、微软产品以及三方应用程序的高度兼容。RSView32除了具备高质量人机界面软件的功能外,还能够提供特的系列工具以大限度地提升生产效率。

    控制室承担了数据管理、车间数据采集、报警、趋势、数据记录及中文报表等工作。在控制室设有操作员工作站,操作员通过操作终端详细了解整个车间的生产运行情况,下达操作控制指令指挥整个车间的生产,以实现车间自动化控制。

    控制室主要实现以下功能:

    (1) 控制操作:在控制室对整个系统的被控设备进行在线实时控制。

    (2) 显示功能:用图形实时显示各PLC站被控设备的运行工况;动态显示生产线工艺流程图,并能在流程图上选择弹出多级细部详图;动态显示各种信号的数值和范围清单。

    (3) 数据管理:建立生产数据库、操作信息库、故障信息库。

    (4) 数据处理:利用实时数据和历史数据计算主要生产指标。

    (5) 报警功能:当装配线出现故障时,工人按下呼人开关和急停开关,装配线停止运行,并把故障信息输入到报,屏幕显示报警信息,打印机输出报警信息,声光报警,并可依据报警信息推出相应的动态画面。

    (6) 报表功能:包括即时报表、日报表、月报表、年报表。

    (7) 功能:按不同操作级别分级加密,并记录操作人的员工号和所有操作信息。

    (8) 打印功能:可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警的实时打印。

  1、引言

    细纱工序是成纱的后一道工序,是将粗纱进一步牵伸30~50倍并加捻,纺成具有一定特数、符合相关质量标准的细纱,供捻线、机织或针织使用。纺织厂生产规模的大小是以细纱机总锭数表示的;细纱产量是决定各工序数量的依据;细纱的质量水平、原料物料耗电量等指标、劳动生产率等是技术和管理水平的体现,因此,细纱工序在纺织厂中占有重要的地位。

    传统细纱机的牵伸原理与粗纱机基本相同,而卷绕和加捻则是由钢领和钢丝圈来完成的,所以称为环锭细纱机。环锭细纱机和传统粗纱机一样由一台电机传动,通过齿轮箱变换各机构需要的速度。在环锭细纱机各组成部分中,牵伸系统是反映细纱机性能和影响纱线质量的关键因素,而新型的紧密纺纱技术通过对牵伸部分进行创造性改造,将牵伸区和集合区分离,在环锭纺罗拉牵伸与加捻之间叠加对纤维须条的气动凝聚或集聚技术,增加了须条的紧密度,毛羽减少约20%,强力则提高约10%,同时,条干均匀度、机器效率等也有不同程度的提高,不仅可以降低加工成本,同时可以减少后加工工序。紧密纺的另一优点是与原细纱机一致,只多出一对集聚罗拉,在原环锭细纱机上也可进行改装,具有广阔的市场前景。

    紧密纺细纱机的控制系统较环锭细纱机复杂许多,是前后罗拉的严格同步,实现牵伸倍数和捻度的精密控制,保证高支数纱线的成纱质量;其次是通过取消钢领板的传动齿轮,采用的伺服控制技术实现卷装的电子成形技术,从而实现了机械机构的简化、生产速度的提高、以及纱线支数和管纱成形的自动调节。

    2、控制系统方案

    在紧密纺细纱机的控制系统,我们采用了三套施耐德电气公司的Twin Line系列伺服驱动系统和无刷伺服电机,分别控制前、后罗拉以及钢领板;采用两台ATV31系列变频器,分别控制主传动电机和风机;整个系统采用Micro PLC控制,同时采用XBT-G 5.7”黑白触摸屏进行系统操作和监控。

    3、控制系统简介

    Micro系列PLC是施耐德电气公司推出的具有强大处理能力和较大的存储空间的中小型PLC(I/O点多256点),采用灵活的模块化设计,结构紧凑,为要求精密功能(PID调节、高速计数、定位、人机对话等)的复杂机器提供经济型的解决方案。Micro PLC内置人机界面接口和多种通讯扩展接口,易于实现与其它设备的连接;高密度的应用(64点I/O模块等)使Micro PLC成为紧凑的控制器。

    Micro PLC编程软件与Premium PLC兼容,具有中型PLC同样的通讯语句、PID调节语句、各种运算语句等精心设计的功能函数,和在线修改等的调试诊断工具,大地丰富了Micro PLC的应用范围,减少了系统设计的时间。

    Twin Line系列是施耐德电气公司推出的宽范围的伺服驱动器和无刷伺服电机产品,集成了和优化的无刷电机控制技术,并具备IEC 61131-3标准的编程功能和各种开放的接口,通过脉冲/方向、I/O或现场总线等方式控制,电机功率范围为0.3~13.8 Nm,速度范围为4500~12000 rpm,可以灵活满足各种实时应用要求,实现经济化、智能化的应用解决方案。

    通过Micro PLC准确的运算和的模拟量输出,控制Twin Line系列伺服系统,可以实现紧密纺细纱机所要求的前、后罗拉精密同步、以及钢领板电子成形;Micro PLC的内存扩展功能也为紧密纺细纱机控制所需的大容量数据存储区提供了有力的。

    ATV31系列变频器是新推出的、ATV28系列变频器的升级产品,功率范围从0.18~15 kW,有6个逻辑输入口、3个模拟输入口、1个逻辑/模拟输出口和2个继电器输出口。ATV31系列变频器具有性高、结构紧凑、便于使用等特点,内置A级EMC滤波器,集成了Modbus和CANopen两种工业现场总线,提供电机和变频器保护、加/减速斜波、16段预置速度、双(±10V)信号给定、PI调节器、制动顺序、以及横动控制(Traverse Function)等众多功能,可以很好地满足各种机械的应用要求。

    4、细纱的电子成形控制

    细纱的管纱如右图所示,分管、管身和管底三个部分,卷绕形式采用圆锥形交叉卷绕形式(又称短动程升降卷绕),同一层纱各处的卷绕直径不同,以实现退绕时纱可从管抽出而管体不转动,适应高速退绕的目的。

    卷绕成形运动由两个运动组合而成:

    · 圆周运动:电动机通过锭带拖动筒管恒速转动
    · 轴向移动:钢领板短动程升降运动引导纱在卷绕面上均匀分布

    其中:

    · 卷绕转速(nW)=锭子转速 - 钢丝圈转速 ? v/(pdx) (v:前罗拉线速度,dx:筒管的卷绕直径)
    · 钢领板升降速度(vR)== D * nW (D:卷绕节距)

    因此,在细纱的电子成形控制中,采用伺服系统控制钢领板短动程升降运动,根据前罗拉的出线速度和纱线的粗细度设定卷绕节距和成形高度,计算出纱线在管身和管底卷绕所须的钢领板升降速度;通过编码器钢领板的位置,由PLC输出相应的速度信号给伺服系统,实现细纱的电子成形。

    5、结束语

    本系统采用施耐德全套解决方案,具有以下几大优点:

    (1) 人性化的编程软件,减少了客户工作量。
    (2) 优化的闭环控制系统,降,提高了质量。
    (3) 由于成形时,要求纲领板的速度始终在变化,要求PLC具有快速运算能力及输出,Micro PLC运算指令丰富,支持浮点数运算,能够快速及时地控制纲领板的速度,以保成形精度。
    (4) Micro 高速计数可达500KHZ,能够满足测速的要求。




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