西门子3VA2612-6JP32-0AA0

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V80 系列变频恒压供水控制设备是采用 PLC 技术、MD 系列人机界面技术及交流变频技术相结合的新型供水控制系统。可满足企事业单位的生产、生活用水，农业喷灌、灌溉系统，自来水公司、潜水泵站等的不同供水要求。
一．设备特点
1． 采用先进的供水**变频器；
2． 采用 V80 系列 PLC 技术，系统可靠、稳定；
3． 采用 MD系列人机界面，操作简单；
4． 具有系统故障自诊断功能；
5． 可设定压力给定，以适应生活供水中的压力/流量波动特性；
6． 具有休眠泵控制功能，较大限度地实现节水节电功效；
7． 具有运行泵和备用泵的定时轮换功能，有效地防止因备用泵长期不用而发生的锈死现象；
8． 具有进水池液位检测功能，有效地防止水泵系统因缺水而损坏；
9． 具有管网超压、欠压保护功能，提高了供水系统设备的使用寿命；
10．故障水泵可自动退出运行系统；
11．水泵软启动、软切换，无压力冲击；
12．具有消防泵控制功能。
二．系统构成
本设备由供水**变频器，可编程控制器（V80 系列 PLC）、MD 系列人机界面及远传压力表组成闭环控制系统。它根据压力传感器的信息自动调节水泵电机的转速和工频泵的启停时间和启停顺序，使供水系统的压力始终保持在预先设定的压力点上，供水量按用户的实际需要自动变化。
为了保证系统在故障状态或检修状态下不影响供水，系统除了自动方式外还有手动方式，检修人员可在手动方式下，通过控制柜上的按钮开关启停任一水泵。该设备还有水位监视和电机保护等功能。当水池水位过低时，水泵会自动停运，待水位恢复正常后自动启动。
三． 技术指标
1. 电源要求：三相交流 380V，50Hz，四线制；
2. 压力调节精度：<0.02MP；
3. 可控单台电机功率：1.5kW～400kW；
4．运行方式：1） 变频固定泵方式（1 台变频泵＋6 台工频泵）； 2） 变频循环泵方式（4台变频循环泵）；
5．压力传感器：根据用户要求选配；
6. 可根据用户的特殊要求进行设计，满足各行业用户的要求。
四．适用范围
1． 高层建筑、生活小区、宾馆及大型公共建筑的生活供水；
2． 各种企业的生产、生活用水；
3． 农村的喷灌系统；
4． 园林喷洒系统，喷泉系统；
5． 自来水厂各级加压系统；
6． 排污系统和排污站的改造等等。先容了利用V80系列可编程控制器（PLC）与交流伺服控制器针对制袋封切机控制系统项目开发技术。项目人机界面选用维纶触摸屏（HMI）提供友好的人机交流接口与公道的控制流程，以实现率、高精度的袋料剪切。本文分别就制袋机的工作原理，电气设计，HMI、PLC选型及程序设计等几方面进行阐述，该电气系统的成功开发可以为使用V80系列HMI、PLC与交流伺服电机相结合的机电一体化控制系统项目开发起到鉴戒示教作用。
1 引言
项目原型基于小型制袋封切机开发外销出口型新机。原制袋宽度为600-1000mm。由于该机型送料胶辊惯量较小，送料电机采用130步进电机经过减速可实现传动，使用单片机进行位置控制。新机型制袋宽度进步到1500mm，送料胶辊惯量大幅增加，考虑到既能满足精度和速度的要求又有较大的瞬间转矩，送料系统改用伺服电机。由于用PLC开发周期较短而且抗干扰性、灵活性好，所以采用PLC+HMI作为控制系统。同时可实现中英文操纵画面，满足设备出口的要求。
2 封切机机工艺
2.1 工艺结构
封切机机由机身、上下切、变频传动机构、上下送料胶辊、伺服传动机构、放料架、放料直流电机、可调色标检测架、可移动操纵箱、电控箱等单元构成。
2.2 封切机工艺过程
（1）空缺定位运行方式：忽略色标信号，送料长度为设置袋长，送料完成后剪切并计袋数，循环动作直至袋数达到设定值，停机并延时至设置时间，以等待收料设备或操纵职员收集袋料后，再次启动并循环工作。
（2）色标定位运行方式：送料长度为设置袋长，在此期间的色标信号忽略，继续送出偏差长度的袋料，检测色标信号，定位于色标信号，定位完成后剪切并计袋数，循环动作直至袋数达到设定值，停机并延时至设置时间，等待收料设备或操纵职员收集袋料后，再次启动并循环工作。若误检次数达到默认值，则停机并报警。
3 FD1500型封切机机电系统设计
3.1 传动系统设计
（1）切传动系统。切传动系统为交流变频器拖动三相异步电机，由面板电位器调速，V80系列PLC控制切启动与停止。传动轴上安装2只霍尔开关，分别检测切低位和送料/切高位。开关1：切低位信号，该信号为送料停止信号。若送料时检测到切低位信号则表示系统超速，需报警并停机。开关2：收到切低位信号后的**ON信号为送料信号，是送料电机的启动信号；第二次ON信号为切高位信号，是高位停机时的停机信号。
（2）送料传动系统。送料传动部分为交流伺服系统，采用同步带1：2减速传动。动力选用台达中惯量2KW伺服电机。具体型号：驱动器ASD-A2023M，电机ASMT20M250。
（3）控制精度计算。通过以下计算得出单个脉冲对应的送料长度，即为控制精度。
系统要求0.2mm定位精度，现计算得出控制精度为0.0314mm，因机械定位误差不大于0.1mm，所以：定位精度+机械误差=0.1314mm%26lt;0.2mm，定位精度满足制袋机系统要求。
（4）较高脉冲输出频率计算。用户要求较高送料速度为180m/min，由此可计算得出系统所要求的脉冲输出频率，以此为V80系列PLC选型的重要依据。
3.2 PLC与HMI选型
（1）输进信号统计。在色标传感器检标时，由于袋料上所印刷的色标不同，故亮通（Light On）、暗通（Dark On）均有可能。无论亮通或是暗通，在检测到色标信号时都需要PLC作出中断响应，所以需要把色标传感器的Light On与Dark On都接进PLC。色标信号：2点；低位信号：1点；高位/送料信号：1点，共4点DI信号。
（2）输出信号统计。脉冲输出（Pulse+Sign）：2点（Y0，Y1）；切动作：1点；冲孔动作：1点；蜂叫器：1点；共5点DO信号。
（3）其它功能。可输出大于系统所要求频率（95541pps）的脉冲；2点外部中断回应。
基于以上考虑，V80系列PLC选择V80-M32DT-DC/S。具体功能参数为：50K脉冲输出，8点外部中断回应。同时与HMI通讯可使用RS485连接，抗干扰能力优于一般的RS232通讯方式。HMI选用维纶MT-506触摸屏，通过图3可见触摸屏操纵更为直观方便。大部分操纵在HMI上进行，从而可减少外部按钮开关、指示灯的使用，只保存急停按钮等必要设备。
3.3 PLC程序设计要点
主体程序使用逻辑顺序控制，除此之外的编程重点如下：
（1）使用浮点运算。为减小计算误差，如袋长脉冲数、偏差脉冲数等重要数据的计算，均使用浮点运算。经过验证，计算误差小于0.001mm。
（2）袋长脉冲送料使用DPLSR可调加减速脉冲输出指令，反复修改并验启动频率与加减速时间设置的公道性。完成袋长脉冲之后，使能色标检测，以忽略袋料中间部分的色标误检。检测到色标时，响应外部中断，执行中断程序置位M1334以停止CH0脉冲输出。可设置亮通（Light On）中断或是暗通（Dark On）中断。精简中断程序的内容，尽量减少中断对扫描周期的影响。
4 结束语
制袋封切机的性能虽已达到较初的设计目标（在袋长为1000mm时，制袋速度：60个/分），但V80系列PLC脉冲输出频率尚有较大余量可用。使用标准100mm直径胶辊时，可改变伺服电机电子齿轮比，在保证控制精度的条件下，更进一步加大V80系列PLC脉冲输出频率的余量。以上有利因素均为FD1500型制袋机进步加工速度奠定了良好的基础。二次开发时，加大减速比至1：3，将突破伺服负载/电机转子惯量比过大这一限速瓶颈，良好进步生产效率。

KDN-K3系列PLC控制热封切袋机
    某机械设备公司开发的热封切袋机是一种普遍使用的包装机械，该产品自动化程度高，连续生产时间长，对控制系统稳定性有很高要求。在开发过程中，北京凯迪恩的工程师配合厂家技术人员对工艺和机械设备进行了深入研究，较终成功开发了以KDN-K3系列PLC（CPU306）和触摸屏为核心的控制系统，经连续生产测试，完全满足设计指标。
一、系统输入
由于采用触摸屏作为人机介面，因此物理输入点较少。
1、一个光电开关，用于检测定长制袋标志, 接I0.3作为上升沿触发中断控制定长。
2、设有急停开关，保护系统。
二、系统输出
1、控制五个汽缸的电磁阀。
Q0.4 批号汽缸电磁阀
Q0.5 切袋汽缸电磁阀
Q0.6 封口汽缸电磁阀
Q0.7 冲孔汽缸电磁阀
Q1.0 贴纸汽缸电磁阀
Q1.1 报警
2、控制两台步进电机
Q0.0 拉膜电机脉冲
Q0.2 拉膜电机方向
Q0.1 拉纸电机脉冲
Q0.3 拉纸电机方向
三、工艺流程及要求
步骤A：
1、首先调整薄膜位置与光电开关灵敏度。
2、按下触摸屏上的启动按钮后，拉膜电机与拉纸电机同时正转前进，拉纸长度到达时，拉纸电机停止。由于薄膜上有很多印制文字所以拉膜电机在拉膜长度快结束时，光电开关才可检测定长制袋标志，这时若光电开关发出信号拉膜电机停止。
3、拉膜电机与拉纸电机均停止后，五个汽缸电磁阀同时通电，按不同的定时时间断电。
4、5个定时均结束，即5个气缸电磁阀均断电，气缸抬起延时结束，拉膜电机与拉纸电机再次同时正转前进，启动新循环。
步骤B：
1、触摸屏上设有“透明/有色”开关，用于选择有无光电检测。
2、触摸屏上设有“手动/自动”开关，手动时五只汽缸电磁阀可单独动作。拉膜电机与拉纸电机均可正反转点动。
3、制袋数量到达预警值时报警，到达设定值时报警结束，清计数值重新计数。同时显示制袋计数总产量。
4、在触摸屏上按自动转手动时或按停止时，应立即停止运转。
5、可设定拉膜与拉纸长度（毫米）与速度（毫米/秒）。
拉膜与拉纸的胶辊直径、电机每转脉冲数变化时，PLC内部应能自动换算。五个汽缸电磁阀定时时间设定。
四、系统总结
1、由于系统中涉及步进电机、触摸屏通讯、感性电磁阀等设备，所以柜内布线时应注意各种线缆的走线，以避免干扰。
2、应正确选择步进电机与驱动器。
3、应注意机械部分的协调性及光电开关灵敏度。