武汉西门子中国授权代理商DP电缆供应商

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一、概述
拉丝机是机械行业主要的加工设备之一，主要是将铜(钢)线加工成各种规格细线，一般由放线、水冷、收线及排线等部分组成，其中电气传动部份主要由放线电机和收线电机及排线电机实现。随着控制技术的成熟发展，PLC与变频器广泛被用于拉丝机设备。
客户拉丝机控制系统项目主要采用Emerson公司EC20-PLC、EV1000变频器与TD3000变频器（见图1）产品来实现。该产品无论从控制算法的性，可实现性，还是从硬件平台的简易性，稳定性和实用性都具有明显的优越性。

二、系统控制组成及工艺要求
1、拉丝机的主要电气构成
一般拉丝机主要由放线电机与收线电机及排线电机构成驱动部分，随着收线卷径不断扩大收线电机的转速应相应的减小，以保线速恒定，我们可利用转矩变化来调节收线电机的速度。排线电机由于功率较小，直接由EV1000来控制。收线电机由TD3000控制，控制系统由EC20-PLC来实现。
放线电机与收线电机分别由两台变频器控制（见图1），放线变频器通过外部电位器调节转速，收线变频器先读电机实际需要转矩（可由人工电位器调整变频器参数F.E），再用相应转矩（变频器参数Ｆ3.07控制转矩限制 ）来控制收线变频器（见图2）。随着收筒卷径的变化转矩的大小信号也随着变化，我们根据运行规律及卷径的变化给予一定的补偿，使丝线保持一定的线速度。工艺示意图如下：

2、生产工艺
拉丝机有大、中、小与微拉机之分。对于不同要求，不同精度规则的产品，不同的金属物料，可选择不同规格的拉丝机械。对大部分钢丝生产企业，针对其材料特性，其精度要求和拉拔稳定度要求也高，其工作过程如下：
(1) 放线:金属或钢丝的放线速度，对于整个拉丝机环节来说，其控制没有过要求，对大部分拉丝机械，放线的控制是通过变频器驱动放线机实现的，可调节其频率速度。
(2) 拉丝:拉丝环节是拉丝机为重要的环节。不同金属物料，不同的产品精度和要求，拉丝环节有很大的不同，拉丝部分与放线部分共用一台电机，金属丝通过内部塔轮的导引，经过模具而逐步拉伸。
(3)收线:收线环节的工作速度决定了整个拉丝机械的生产效率，也是整个拉丝机工作的重要工序。由PLC根据放线速度等条件，经过相应算法和补偿后，通过控制收线电机的转矩来实现。
(4)换轮：后一道工序，工字轮卷满钢丝后，由人工停止系统并把其拿走，放置一个空工字轮，拉丝工序重新开始。

三、控制原理
操作面板和PLC负责设定和监控各个环节的参数，通过变频器的各个设定端子，直接进行各个拉丝控制变频器状态。收线电机的运行转矩通过主操控PLC输出给定。PLC根据上一级电机的运行速度来决定收线电机的运行转矩，为了保线速基本恒定以保金属产品的品质，拉丝环节电机的主控速度通过PLC综合上一级电机的运行频率给定，单主给定信号控制产品生产精度有限，刚开始生产时拉丝会较紧，后面阶段则可能较松。丝线每绕工字轮从左到右（或从右到左）转一趟，都会有个脉冲信号送给PLC，PLC根据此信号来检测卷径的变化。为达到生产要求，需要根据转径的变化来不断调整控制转矩。其余电器的逻辑控制部分可根据生产工艺来编写PLC程序。
主控制信号控制变频器时，考虑机械惯性，按一定的斜率输出，即通过一频率斜坡发生器产生变频器主控制信号。发生器的斜率可针对不同机械的特性而设定。它决定了当前拉丝机的动态特性，在整个信号给定中，当辅助信号所占比例较大时，转速将出现大的振荡而较难稳定，当辅助信号占比例较小时，其控制跟随速度较慢。因此须在主控PLC或变频器内部对辅助转矩补偿进行限幅，通过简单的比例关系，设定主给定信号和拉丝机本身给定信号的相应关系即可实现。

四、控制系统简介
该拉丝机系统全部采用的PLC+变频器控制方式。PLC部分为Emerson公司EC20系列32点PLC，其实时性强、性高、体积小且坚固。可设定控制参数，处理复杂的数据运算、存储及查询等功能，PLC内运行设定的逻辑控制程序。
主模块CPU自带2个异步串行通讯端口，其中COM0口主要用于编程调试,COM1口提供了RS232 和RS485 电平，可与PC机、HMI、其它工控设备之间通讯和控制，内置通用的Modbus 协议，组成1:N网络。可提供Profibus 总线的从站扩展模块，组成Profibus 总线网络。本次EC20-32与TD3000通信采用的是485口，自由口通信协议。PLC根据一定的算法发出命令给变频器。变频器再以转矩方式来的控制拉丝机平稳地收线。
系统其余部分例如汽缸的夹紧、拉丝排线、运行指示灯、报警、启动停止、变频器控制与紧急停车等逻辑控制功能，可根据生产工艺编写出合适的PLC控制程序

通信读写与逻辑控制部分都编写了不同的子程，在CPU主程序里直接调用即可（多可调用64个子程序）。PLC里还设置了相应的密码（PLC可提供3级用户密码权限）。保护用户程序的私密性。

五、通信及相关参数设置
在本系统中，EC20-PLC与TD3000通信采用自由口协议（也可选用MODBUS协议或Profibus协议，Profibus需另加模块）。在此总线协议上每段多32个站（多31个从站），可用中继器扩展至127个站（包含中继器）。TD3000 通过RS485总线接口接入PLC控制网。有关参数设置说明如下：
数据格式：1位起始位、8位数据位、1位停止位、无校验；（F9.01数据格式０）
波特率：9600 bps（F9.00波特率3）
通信地址：2(F9.02站地址)
通信方式：PLC/PC机后台为主机，变频器为从机。采用主机轮询，从机应答方式。
协议类型(可根据需要选用)：
协议采用长短帧结构：
短帧——用于立传送自动控制系统所需的控制字、主设定和状态字、实际值；。
长帧——既包括控制字和状态字又含有涉及到操作控制、观测、维护以及诊断等的内容。
对于只需要控制变频器运行，而不需要读写功能码的场合，可使用短桢。对于需要对变频器功能码进行操作的情况，需要使用变频器长桢。
注意：使用通信控制变频器时，请先检查硬件是否连接好。同时，将变频器的通信数据格式、波特率以及通信地址设置好。详细自由口协议请参阅TD3000变频器串行通信协议。其余参数按电机有关性能设置即可,加减速时间可根据实际需要调整。
EC20 系列PLC 主模块提供了三种软件协议资源：编程口协议、MODBUS、自由口协议，用户通过在编程时设定配置信息，确定每个通讯口使用的通讯协议。
CPU自带2 个通讯端口，其中COM0 作为用户编程的接口，COM1口同时提供了RS232 和RS485 电平，用RS485口可与TD3000进行通讯和控制。通信设置：在工程管理器\系统块\通信口\通信口1\设置自由口协议：
波特率：9600 奇偶校验：不校验
数据位：8 停止位：1 帧间时：20ms
用户可采用ControlStar 集成开发环境进行EC20 系列PLC 的用户程序的编程、下载与上载、调试和监控，该编程环境提高了丰富的帮助信息，可选用梯形图、指令列表、顺序功能图等方式进行编程。

六、注意事项
在调试过程中主要应注意起动阶段与停车阶段应保持放线电机与收线电机同步起动。
1、启动阶段
启动变频器缓慢升速，如启动时出现断线现象说明收线电机启动过快，可相应地调整收线电机的启动转矩及放线、收线变频器的加减速时间几个相关参数。
2、停车阶段
停机时放线、收线电机由当前运行频率按减速时间减速，使得放线、收线电机准确停车，这样便不会因为放线电机过快停车造成铜线拉断。如果在停机过程中出现断线可相应地调放线、收线变频器减速时间。
3 、通信问题
EC20-PLC与TD3000通信时，除了相应的通信地址、数据格式要对应外，其中数据接收的祯间时要设置（参考值20ms），与多台变频器通信时，波特率选9600。

七 、系统效果
拉丝机采用变频器控制可以根据丝线不同规格调节放线电机的速度，提高了产品精度和系统的稳定性。另一方面变频器实控制实现了电机软启动延长电机使用命，也减少了电气维护量。
系统自投运以来，效果很好。大大减轻了工人的劳动强度，方便了维修人员检修。实时性、稳定性等技术指标满足要求，得到客户的肯定。

一 工艺简介
染缸系统用于为布料着色，通过调节温度，压力，和颜料的流量形成一定的工艺条件，在相对稳定水位、压力、温度条件下对布料进行染色。系统属于全电脑控制，对各个控制量均实现闭环控制，根据反馈实时调节补偿，以达到稳定的控制效果。
用户对于每种染色工艺的要求不同，要求程序按照功能进行模块式划分，可以根据需求在上位机中灵活调用，组成一个工艺方案。

二．电气技术方案
2.1 系统组成
根据客户需求，结合当前工控技术的和产品，设计采用的电气技术方案如下。
上位机采用工业平板PC机。PC机与PLC以RS232方式通信，上位机开发平台采用Wonderware Intouch 9.5版组态软件，可实现对整机运行工作情况的监控和历史纪录数据的保存。
在可编程控制器（PLC）方面，选择业内的艾默生PLC作为控制器，采用MODBUS通讯协议，与艾默生变频器通过RS485总线通讯控制方式实现传动控制，并可与流量传感器通讯。根据系统要求，这些PLC分配在三个控制箱中。主控制箱中1台PLC配置为MODBUS主站，由主站对全部从站PLC、变频器、流量传感器进行监控；上位机通过主站来进行系统监控。
变频器选型采用艾默生TD3000系列和SK系列产品。 TD3000系列变频器是、多功能、低噪音的矢量控制通用变频器；SK系列变频器具有体积小巧、操作简便、功能实用、宽输出频率和低噪音等优点。
文本显示器采用无锡汇联SLIAN文本显示操作屏。
2.2 电气系统结构图

图中粗黑线表示的是MODBUS总线。
电气系统结构图说明
1、PC作为系统的上位机通过串口与主控制箱的PLC主站模块的通讯口0连接，采用RS232通讯实现对PLC数据的采集和控制。
2、系统主干通讯网络采用MODBUS协议。
3、系统分为三个控制箱：主控制箱、机身控制箱、机身电磁阀接线盒。系统需要配置5个PLC主模块，以MODBUS总线协议进行通讯。主控制箱内有3个PLC主模块，其中1个主模块配置为MODBUS主站。机身控制箱和机身电磁阀接线盒分别各配置1个PLC主模块。
4、主控制箱的主站PLC采用EC20-2012BTA主模块（晶体管输出），扩展了2个EC20-4PT模块（温度测量）、2个EC20-4AD模块（4-20mA模拟量测量）；主控制箱的从站PLC采用2个EC20-2012BTA主模块（晶体管输出）。
5、机身控制箱从站PLC采用EC20-2012BRA主模块（继电器输出），扩展了1个EC20-4AD模块（0-10VDC模拟量测量）。控制箱应留出未来扩展的空间，以便将来增加扩展模块。该控制箱上安装1个无锡汇联SLIAN的文本显示屏，通讯线与PLC的通讯口0连接（RS-232）。
6、机身电磁阀接线盒从站PLC采用EC20-3232BRA主模块（继电器输出）。
7、5个比例阀分别由主控制箱的3个PLC主模块进行控制。每个PLC主模块可控制2个比例阀。
8、4台变频器和2个计都作为MODBUS从站，由主控制箱主站PLC进行监控。
2.3工作原理说明
人机交互通过PC实现，PC可以实时监控整个系统的工作运行状态、动作过程及故障报警、实时曲线描绘和保存历史数据等，同时可发送各种操作命令给PLC以控制系统的运行。

在主站PLC与PC、从站PLC、变频器和流量计仪表通讯方面，EC20 PLC充分利用自身的优势，由于EC20 PLC本身带有2个串行通信口（1个RS232口，集成自由协议/编程协议/MODBUS从站协议，1个RS232/485口，集成自由协议/MODBUS主站/从站协议），EC20 PLC利用COM0口和PC进行通信（EC20 PLC做从站，设置成MODBUS从站协议），利用COM1和多台从站PLC、变频器和流量计仪表组成网络进行集中控制（EC20 PLC的COM1设置成MODBUS主站协议）。
艾默生变频器自带RS485接口的通讯单元，用于实现PLC与多台变频器的联网。对变频器的所有控制都通过RS485通讯链路来完成，可省去变频器的外部起停控制线路。
5个比例阀控制器均由步进电机及放大器组成，由主站PLC及2个从站PLC通过高速脉冲输出口来进行控制。
流量计仪表具有MODBUS协议，可由主站PLC通过MODBUS网络访问和监控。另外，流量计具有脉冲计数和频率输出，可用于计量，作为备用方案。脉冲输出可以接入到EC20的高速输入通道。

三．PLC逻辑控制
此次编程采用顺序功能图（Sequential Function Chart），利用顺序功能图的过程划分和步骤间转换功能。可将程序段进行模块化自由组合。
由于顺序功能图编程具有直观和流程化的特点，分解后的每一步骤和每个转换条件都为相对简单的程序过程，在顺序控制领域应用比较广泛。
3.1 模块化的分解与实现
染布工艺经过长时间的积累，已经形成一套相对固定的工艺流程。但是随着布料种类、染料种类和印染要求的不同，会在原有流程上进行一定的增加、删减或者参数的改变，因此需要将整个印染工艺分解为若干个小模块以实现这一功能。
经过对印染工艺的了解，现将整体工艺拆分为如下功能块：

模块功能的实现应用顺序功能图流程的概念。在一个关联且封闭的顺序流程中，每一时刻只有一个步骤在运行，且各流程间互不干扰。而工艺模块的划分也正是本着一个模块内的工艺顺序执行、各个模块间的工艺尽量立这一原则。因此，一个模块对应一个流程即可。
3.2 自由式组合编程的实现
工艺要求能够自由的对功能模块进行顺序组合和重组，而PLC的程序是通过软件将PC中的内容写入到PLC固件中的，因此一经写入就不再可以改，程序的执行按照预定流程。于是我们通过与上位机的配合，再结合顺序功能图的特点，来实现自由编程的，其原理如下图：

在上位机中对各个功能模块进行组合，通过组态软件将这些模块所对应的流程的起始步进号存储到一个配方列表中。上位机PC发送配方当前的步进号给PLC，PLC接收到后启动该步进对应的流程，并在流程的后置位某固定的完成标志，发送给上位机。PC收到完成标志后，配方的步进号向下传递并再发送，如此实现自由组合编程。

四 小结
通过模块化的编程与PLC双通信口的功能，把一个中型机的功能在小型机上就轻易实现了，实现了染缸工艺要求的全部功能，并降低了客户的成本。

、温度控制方式和策略：
温度控制是干燥机的主要的功能。通过地控制温度在设定值的±1度偏差左右，达到医用器皿加工的要求；同时工作温度应该在开机后尽快达到要求，预热和波动时间都不能太长。
此干燥机的加热元件采用7组红外加热管，每组加热管各由1个交流接触器控制电路通断。由于7组红外加热管的功率很大，因此在运行中不能始终以调节全部加热管来控制温度，否则温度难以控制，波动时间很长。
以下1点说明了分段快速加热控制，2点说明了温控的控制策略。
1、设计采用了分组快速加热的方式，以加快预热的过程。
在设定与实际的温差大于50度的时候，PLC会把7组加热管全部投入加热过程。当设定与实际的温差小于30度时，PLC将其中3组红外加热管给关闭了，剩下的4组加热管继续加热。当设定与实际的温差小于15度的时候，PLC再关闭2组加热管，同时对后两组加热管的加热过程进行PID调节。通过这种方式，系统预热时间大大缩短，波动的响应加快了。上述多个温度切换点是通过调试时找到该设备加热管的热惯性后确定的。
2、PLC采用固定加热周期和可变加热脉宽调节的方式来控制稳定加热过程。
系统在后2组加热管工作的时候，通过改变固定加热周期中的加热时间脉宽比例，实现了PID调切的控制策略。

四、比例带与比例系数：
对某些常用的温控策略设计中，人们常在PID设置中引入“比例带”的概念，也就是在确定比例系数时，先单纯考虑比例调节，以一个固定PV-SV的精度差值来确定比例值。
比如举温度控制的例子，单纯考虑比例调节，当希望达到的温度差值为±10度，则就以10度为精度数据，当PV小于SV且温差在10度及以上时，PID输出则为大输出（**）。当温差小于10度，则按线性减少，直到没有温差时达到0%输出。
在这个例子中，“比例带”就设为10度。则可以通过这个比例带来推算出比例值KP。对于EC20的PLC，由于PID输出值一般设定为0~32767，因此KP=32767/10，即3276.7。

五、其它机械运转控制功能：
由该PLC对机械运行进行控制，检测位置信号和警报信号。

六、运行结果：
艾默生的EC20系列PLC应用于干燥机上，实现对温度和机械进行控制。通过触摸屏来设置设备运行参数，操作机器，显示实时和历史数据，并将一段时间内的运行数据存储在触摸屏内存中，以备查询。PLC的温度PID控制运算功能代替了温度控制器，并将温度值用于触摸屏的显示和记录。新型干燥设备经过工程技术人员的调试，达到了工艺要求。产品目前已经得到了推广，为客户创造了效益。

一 概述
PLC是直流屏系统监测、控制、保护、管理、通讯的核一个部件。不但可以实现繁琐的逻辑控制、模拟运算，而且对交流过欠压保护、控制母线过欠压保护、合闸母线过欠压保护和接地等保护都起着重要作用。EMERSON PLC有RS-232、485两个通信口，不但可与HMI直接通信（利用RS232或者485），还可用另一个485口和远动设备（RTU或通过MODEM与远程PC机）通信，实现数据交换与资源共享。真正实现了直流屏系统的全自动控制，在无人值守的场所系统都可以运转与远程维护。

二 系统组成与功能
直流屏系统中的监控与控制功能可由一台HMI（触摸屏）与一台EC10-1410BRA组成来实现。
所有的系统参数设定，充电模块和整流模块的电压及电流调整与监控，电池巡检，对地电压的测量，电池充放电曲线等均通过触摸屏各画面进行。
监控系统以EMERSON可编程控制（PLC）作为控制系统的部分，PLC可完成如下　　功能：
1 接受系统的各种开关量状态检测与命令输入信号。
2 对直流屏系统的故障状态做指示。主要故障状态有充电器故障、两路交流电自动切换、熔断器熔断等做报警指示。
3 对高频开关充电模块输出的直流电压通过高速脉冲计数进行测量。
4 与电流传感器、绝缘检测仪、电池检测仪、蓄电池组逆变放电装置（MODBUS通信）和HMI进行通信。检测合闸母线电压、 单体电池电压、 电池组电压、控制母线电流、充电电流、 放电电流、 控制母线绝缘电压、合闸母线绝缘电压、正负母线绝缘电压等。
5 与电力自动化系统局方通信（CDT协议），可用自由口协议方式来实现。
EMERSON PLC主模块本体集成有COM0和COM1两个通信口，其中COM0为232接口，COM1为232或者485接线方式可选。C0M0和COM1都支持MODBUS与FREEPORT协议。其通信口0（也作为编程口）支持MODBUS从站，通信口1支持MODBUS主站和从站（可由编程软件设置）。 在这里我们说明一下PLC与电流传感器、绝缘检测仪和电池检测仪等设备的通信。

三 实现原理与方式
3．1协议简介
Modbus 协议是应用于控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。本文主要描述了Modbus协议在此系统中的应用。通讯采用应答方式，由主机发起请求，从机执行请求并且应答。
3．2接线方式
PLC主模块的COM1口上RS485+、RS485-两端接从站设备的RS485+、RS485-口，接线图如下：

3．3 MODBUS RTU模式
协议格式

从机地址：网络上设备的地址，确定目的站从站。有效范围1-247。
功能代码： 与HMI和MODBUS从站设备通信时主要用到的功能码： 01读线圈、02读离散量输入、03读保存寄存器、05写单个线圈、06写单个寄存器、15写多个线圈、16写多个寄存器。EMERSON PLC MODBUS全部支持所有的功能码。此次与从站设备的通信用到的03（读）与16（写）这两个功能码。
数据：要读取或者写入数据的寄存器地址与数量。RTU模式下，多252字节（2×252个字节，ASII模式）。
CRC检验码： EMERSON PLC编程软件（ContrStar）里的MODBUS指令执行时会自动加校验码（使用CRC校验情况下），用户不需计算校验和。如果用LRC校验时，在发送MODBUS指令时，才用计算检验码。

四 PLC程序
本控制系统程序由四个功能块组成，分别是逻辑控制、高速计数子程序、通信读子程序、通信写子程序。
逻辑控制，主要包括：两路交流电自动切换、对控制模块电压进行调节 、 对充电模块电压、电流进行调节 、 自动控制电池充电过程 、 充电电流温度补偿、自动调压 、电池活化 、充电器故障保护与电池组过放电保护等处理控制。
高速计数子程序，直接利用Contrstar 软件里SPD指令对6个输入端口进行高速脉冲计数（2路计数频率50KHZ，4路计数频率10KHZ），来计算整流模块的输出电压。
读取从站数据子程序，读取电流传感器、绝缘检测仪、电池检测仪等设备数据时采用此功能子程序。设备不同，其站地址、参数个数、参数寄存器地址、参数存放PLC里的软元件地址等都不同，却都可以调用此程序，只要填上该设备的相应参数即可完成。
写入从站数据子程序，如果用EMERSON PLC主模块上的COM0口或者COM1口与触摸屏通信，并且PLC做MODBUS从站时，HMI可以直接读写PLC数据（客户只要设置好通信参数即可）。但如果PLC做主站，HMI做从站时，就需要在PLC里编写通信程序给HMI写数据。
无论读取还是写入从站数据，通信程序都有以下几部分组成：
通信参数设置：
PLC部分：通信端口COM1，MODBUS协议（RTU模式）站地址，波特率9600bps,8数据位，2停止位，无校验。（在PLC编程软件“系统块”目录的“通信口”界面上设置）。
HMI部分：和PLC设相同通信参数，站地址除外。
通信数据刷新：
通信时，无论是发送还是接收数据时，都要占用端口COM1。为了能在较短的时间内，刷新所有从站通信数据。我们可以采用ContrStar软件里的MODBUS发送接收（MODBUS命令发送完后，自动接收）完成标志位SM135（完成时置位）来判别与一台从站通信完成。从而与下一台从站开始通信。
注明：也可以用定时器来计时，定时和不同从站设备通信。但是这样做效率不高，影响通信速度。在速度要求不高的场合，也可考虑采用这种方式。
读命令功能：把MODBUS读发送帧格式写成固定的一个功能块，设置了几个灵活使用的参数：从站地址、寄存器起始地址、读取个数与接收数据的存放地址。与不同从站设备通信时，只需填写这几个参数，便可完成。
写命令功能：把MODBUS写发送帧格式写成固定的一个功能块，参数设置与读命令功能相同。
故障处理功能：如果在规定时间内，从站设备没有返回PLC数据，或者PLC把通信错误SM136置位。我们就认为与此设备通信有故障，丢弃此帧，但是与他的通信完成。继续下一台设备的通信。这样不会因为一台设备通信故障，影响与其他设备通信。下一轮再与此设备通信。

五 运行效果
客户使用EMERSON 公司生产的EC10系列PLC以来，运行效果良好，系统工作稳定。PLC与所有MODBUS从站设备的数据交换就用通信读与写两个功能块就可以实现。编程简单，指令丰富，功能强大，操作界面人性化，非常适合于直流屏行业的应用，深受客户。

1、引言

近年来可编程序控制器(PLC)以及变频调速技术日益发展，性能价格比日益提高，并在机械、冶金、制造、化工、纺织等领域得以普及和应用。为满足温度、速度、流量等工艺变量的控制要求，常常要对这些模拟量进行控制，PLC模拟量控制模块的使用也日益广泛。

通常情况下，变频器的速度调节可采用键盘调节或电位器调节方式，但是，在速度要求根据工艺而变化时，仅利用上述两种方式则不能满足生产控制要求，因此，我们须利用PLC灵活编程及控制的功能，实现速度因工艺而变化，从而保证产品的合格率。

2、变频器简介

交流电动机的转速n公式为：

式中:f—频率;

p—对数;

s—转差率(0～3%或0～6%)。

由转速公式可见，改变三相异步电动机电源频率，可以改变旋转磁通势的同步转速，达到调速的目的。额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调(恒功率调速)，也可以从基频向下调(恒转距调速)。因此变频调速方式，比改变对数p和转差率s两个参数简单得多。同时还具有很好的性价比、操作方便、机械特性较硬、静差率小、转速稳定性好、调速范围广等优点，因此变频调速方式拥有广阔的发展前景。

3、PLC模拟量控制在变频调速的应用

PLC包括许多的特殊功能模块，而模拟量模块则是其中的一种。它包括数模转换模块和模数转换模块。例如数模转换模块可将一定的数字量转换成对应的模拟量(电压或电流)输出，这种转换具有较高的精度。

在设计一个控制系统或对一个已有的设备进行改造时，常常会需要对电机的速度进行控制，利用PLC的模拟量控制模块的输出来对变频器实现速度控制则是一个经济而又简便的方法。

下面以三菱FX2N系列PLC为例进行说明。同时选择FX2N-2DA模拟量模块作为对变频器进行速度控制的控制信号输出。如图1所示，控制系统采用具有两路模拟量输出的模块对两个变频器进行速度控制。

一、概述
随着凯迪恩PLC应用范围的增加，在某些已经具有了很高的度。压瓦机就是这样。由于凯迪恩PLC性高、精度高、价格低，适合压瓦机自动控制，现在已广泛应用到单剪、琉璃瓦、C型钢等十几种彩钢瓦设备上。其中琉璃瓦和C型钢的控制系统以设计理念，通用性强，应用范围广而具有行业水平。下面简单介绍一下在C型钢设备上的应用。

二、工艺简述


带钢从设备的尾部送入，经过各种压辊压制成C型钢从头部送出。传统工艺中，C型钢压制成型后需要人工进行定长切断，再搬运到冲孔设备按照客户要求的尺寸打孔，生产不能连续，效率不高。凯迪恩公司技术人员与设备生产厂家密切配合，逐步改进生产工艺，终实现了全工艺过程自动控制，飞跃性地提高了生产效率，增加了客户设备的技术含量和附加值。


改进过程分三步完成。步改进，增加长度测量装置和飞锯，当压制长度达到设定的长度时飞锯动作，自动切断型材。二步改进，加一台打边孔的液压冲孔设备，一次同时冲四个孔，飞锯从中间切断，这样就形成了相邻两段C型钢的头、尾各两个边孔。三步改进，再增加一台打中孔的设备，在带钢压制过程中按用户设定的间距冲出中孔，大可以打16个中孔。四步改进，针对新型C型钢要求在型材中部打出双孔的要求，将边孔4孔冲孔模具改为2孔模具，修改打边孔的程序，使得边孔冲压设备能够在中部打出双孔，并且孔距由用户设定，大可以打8组双孔。这样就可以满足所有C型钢的要求了。现在以凯迪恩PLC为的C型钢控制系统能生产这种要求的型材，孔距和长度精度满足要求。


三、硬件配置


输入点：检测开关、操作开关等。检测开关有：飞锯的起点、终点开关；边孔的起点、终点开关；中孔的起点、终点开关；编码器（A、B相）
；
操作开关有：方式选择开关（自动、手动、中位）；辊道前进、后退；飞锯切断、返回；中孔下降、上升；边孔下降、上升；急停开关。


输出点：辊道电机（变频器）、液压电机；飞锯前进、后退阀；中孔下降、上升阀；边孔下降、上升阀；


硬件配置： KDN-K306-24AR 一台
KDN-K321-08DX 一台
KDN-KA文本屏 一台


四、控制工艺


PLC和文本屏程序包括六大功能：设备参数设定、手动对位、生产参数设定、报警查询、生产画面、厂家信息。以下是具体特点：
·设备参数是出厂前工厂内部设定的参数，是由设备制造厂的人员来设定的。
·生产参数是生产人员设定的，比如生产的张数、边孔个数、中孔个数及长度等参数。
·报警查询是当有报警发生时，显示画面自动跳转到报警画面。生产人员处理故障后按复位键，设备可转入正常生产。
·厂家信息是显示生产厂家名称、地址、电话等信息。
· 生产画面是正常生产时显示的信息，包括生产设定的张数、实际的张数、设定长度、当前长度等等。
·手动对位是一种很灵活的方式，可以生产任意长度的C型钢。
·密码功能是凯迪恩公司根据客户要求设计的保护设备厂家利益的特色功能，每一套设备一个密码，由设备厂家自行管理。
· 自动补偿功能保证成品精度，既能补偿过冲量，也能补偿收缩量。
·设备参数可以保存，生产参数保存三天，如果断电时间不过三天，上电后仍可继续按断电时的状态生产。

五、结束语


凯迪恩PLC在压瓦机行业的批量应用，证明了凯迪恩PLC优良的性能。同时凯迪恩工程技术人员具有丰富行业经验，能够与设备生产厂家紧密协作，共同推出适合行业特点的控制系统解决方案，这种协作将有利于设备厂家提升产品的竞争力。