西门子6ES7214-2BD23-0XB8参数介绍1 干燥制粒（制药）设备基本原理 人工把物料加入容器，然后PLC控制电磁阀把容器密封。启动风机往容器内鼓风（即进风），进风需要经过加热及过滤。进风将物料吹起呈沸腾状。物料沸腾后需要通过喷枪往物料上喷浆料（即喷雾）。喷雾完成后继续进风将物料吹干即可。 2 控制系统要求 （1）控制电磁阀按逻辑动作； （2）控制加热器，jingque控制进风温度； （3）采集传感器信号并保存、打印； （4）存储设置参数； （5）控制风机频率和喷液电机的频率。 控制系统方案如图1所示。 图1 控制系统方案其中，触摸屏、PLC、变频器都采用台达产品。模拟量模块主要采用04AD和04DA模块，温度模块主要采用04PT、04TC、DTC1000。打印机为选配，主要采用EPSON的ME2或者或炜煌微打。 3 解决方案 控制电磁阀按逻辑动作。这个是PLC的基本功能，采用台达ES2及EH PLC均能满足要求，而且控制可靠。PLC输出点控制继电器，再由继电器控制电磁阀，这样就解决了由于接线错误，造成PLC输出点损坏的问题，而且设备出现动作故障后，方便客户更简单的判断故障原因及解决故障。比如说，某个电磁阀不动作，只需要看对应的继电器灯是否亮，其触点是否接通。如果继电器正常，就是电磁阀的问题。得出结论后由用户自行更换即可。避免设备厂家派人过去解决，节约了成本。采用台达触摸屏，可以提示操作者按步骤操作，在没有满足条件的情况下，禁止操作者进行某些操作，保证了操作者的人身安全和财产安全。可以把动作过程以动画的形式显示出来，方便客户理解设备的原理，观察设备的运行状况。利用报警功能，方便客户维修。 控制加热器，jingque控制进风温度。一般要求进风温度控制在±0.5℃以内。一般加热方式有2种：电加热和蒸汽加热。这两种加热器的原理都是控制加热器的温度，从而影响加热器与空气的热交换达到控制进风温度的目的。电加热根据加热功率大小分别采用固态继电器和可控硅移相触发2种方式。蒸汽加热采用比例阀控制进入加热器的蒸汽量，进而控制加热器温度。 固态继电器加热（电加热）主要应用于小型设备，这种设备用于制药厂家摸索工艺。温度控制精度越高越好。这种情况我们一般采用台达DTC1000V温度控制模块。该模块测温准确，可以接热电阻及热电偶等多种不同类型传感器，其输出的12V脉冲可以直接控制固态继电器，简化了电路。PLC通过RS485读取模块的测量值，写入温度控制的目标值，根据需要启动模块的自整定功能（AT）。使用该模块后，试机时只需要进行一次自整定，完全可以不用手动修改PID参数就可以达到很好的控制效果，实际温度可以控制在设定温度的±0.1℃以内。 可控硅移相触发方式（电加热）和蒸汽加热方式一般用在大设备上，这种设备大批量生产。二者都需要用0～10V或者4～20mA的模拟量信号控制。这种情况我们一般采用台达04PT或者04TC模块测量温度，配合PLC的模糊温度控制功能（FTC指令），通过04DA模块输出模拟量信号进行加热控制。FTC指令主要有2个参数，控制周期和加热环境选择，这2个参数都在触摸屏上列出供用户更改，如下图2所示。用户根据加热器功率不同，选择合适的控制周期和加热环境，可以让实际温度控制在设定温度的±0.3℃以内。 图2 柱状图显示当前FTC指令的输出值，方便技术人员调试采集传感器信号并保存、打印。在生产过程中需要采集进风的风量，容器内的负压值等信号。这些信号由传感器变成4～20mA的模拟量信号输出到04AD模块上，PLC读取04AD的转换值并计算后在触摸屏上显示。利用触摸屏的历史缓冲区功能，可以定时把这些信号存储在触摸上。存储的数据量根据不同型号的触摸屏略有不同，如果需要大量存储数据，可以插入U盘，把数据存入U盘。数据存储到触摸屏上以后，可以用历史趋势图做成曲线，或者用历史数值数据表显示在触摸屏上，可以复制到U盘上（CSV格式），然后在计算机上编辑。这些只需要在触摸屏上作个元件就可以完成，非常方便。还可以用宏指令GETHISTORY配合触摸屏的打印功能打印出来。如图3所示。 图 3 用户选择打印起始记录和打印结束记录后，会显示出起始记录和结束记录的时间及数据，还可以显示出当时的参数值（SET bbbbbETERS部分）。按“打印按钮”开始打印。打印的格式可以自己设计，例如加入自己公司的LOGO、必要的提示信息等。在存储设置参数方面，使用触摸屏的配方功能可以很方便地实现。只需要改变RCPNO的值就可以选择对应的配方，使用BMOV宏指令可以把配方传到PLC里或者把PLC的值传到配方里。 在控制风机频率和喷液电机的频率方面，风机使用台达VFD-F系列变频器，喷液电机一般采用VFD-M系列变频器。台达变频器都带有RS485通讯口，可以很方便的和PLC连接，PLC使用MODWR、MODRD指令和变频器通讯，可以在触摸屏上修改变频器频率，显示变频器工作状态并控制变频器的启停，不需要额外增加元件。台达变频器的可靠性，大大减少设备厂家的售后服务成本。 4 总结 在干燥制粒（制药）设备上使用台达的触摸屏、PLC、变频器可以满足该类型设备的控制要求，而且线路简单、集成度很高、使用方便、故障率低、节约成本。 现在的工厂自动化程度越来越高，需要把工厂里不同的设备集中起来进行监控和控制，对设备厂家提出了更多的要求，要求厂家提供的设备能接入工厂现有的控制系统。在这方面，台达提供了串口的MODBUS、以太网的MODBUS解决方案以及CANOPEN总线的解决方案。目前已经有很多厂家在采用串口的MODBUS将台达触摸屏连接到上位机监控系统上。台达提供的解决方案，将帮助更多的设备厂家方便地将设备融入到集中控制系统中2．环锭细纱机简介： 上海二纺机股份有限公司的主导产品是棉纺毛纺厂使用的环锭细纱机，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。新型环锭细纱机，首先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；其次是采用先进的驱动控制技术实现十点曲线调速成形，从而实现了机械结构的简化、生产速度的提高、以及纱线支数和管纱成形的自动调节。 3．系统概述： 新型细纱机电气控制系统采用PLC控制整个纺纱落纱过程，具备纺纱过程所需的钢领板自动升降、留头率功能、中途停车后能自动记住纺纱位置跟踪开车、中途落纱、定长落纱等功能。可以设定和修改纺纱的各项工艺参数，实现定长落纱、机械落纱，可以根据用户的需要设定锭子的十点曲线长度和速度，以及班产量累计、设置密码保护及自动故障诊断等功能。对纺纱过程的锭速、前罗拉转速、前罗拉线速、捻度等进行计算并在文本显示屏上跟踪显示，并依据机器上各部分传感器自动协调控制，具有较高的系统整体抗干扰性。 4．整体控制系统方案 整体控制系统方案采用了台达DVP系列PLC。采用了一套台达DVP14SS11R作为PLC主机（输入：8点，输出：6点，继电器输出），选配了DVP16SP11R，16点I/O扩展模块（输入：8点，输出：8点，继电器输出），来组成40点PLC控制部分，采用一块DVP02DA-S，为2路模拟量输出模块，来分别控制主变频传动和钢领板升降变频驱动。使用台达平板型交流电机驱动器VFD-B-P系列变频器控制主传动电机和钢领板电机。显示单元部分采用台达TP04-AS2文本显示屏进行系统外部输入与纺纱各项数据的监控。 1、传动部分：包括主电机、吸风电机、钢领板升降电机、油泵电机及润滑装置、主变频器、升降变频器、清洁器装置、各种低压开关及接触器等。 2、三自动检测部分：该部分由三自动行程开关、停主电机接近开关、下钢领板接近开关、刹车片构成。其作用为落纱信号给出后能自动适应停车，自动留头，为重新开车降低断头创造条件。 3、变频器锭子速度控制：该部分由变频器、锭子传动部分、主电机构成，其作用是变频器依据程控器传输的锭子速度控制十点曲线自动调整锭子运行，提高纱线质量和产量。 4、数据检测部分：该部分由主轴、前罗拉测速光电管组成。功能为自动检测纺纱过程中主轴、前罗拉的运行数据，为计算班产量、锭速、前罗拉转速、前罗拉线速、捻度等工艺参数以及锭子速度曲线控制提供数据。 5、PLC控制部分：该部分由PLC主单元及IO模块、模拟量输出模块等构成，完成全机开关量输入、数据检测以及计算和过程控制，实现纺纱过程自动化和对机器运行情况进行监控。 6、显示单元部分：文本显示单元与PLC之间以通讯线实现连接，完成纺纱过程工艺参数显示设定，可直接设定锭子运行十点曲线，实现控制柔性化，同时对机器运行过程中出现的错误，实时监控反馈。 7、模拟量通讯部分：该部分由PLC的2路模拟量输出模块、变频器通讯模块部分构成，PLC的通讯接口与文本显示单元以通信线实现通讯完成参数设定显示，变频器以模拟量方式控制锭子运行速度曲线，整机的高可靠性和低成本极大的提高了机器性能比和市场竞争力。 图一：控制系统方案5．PLC软件编程 通过台达WPLSoft软件对PLC进行软件编程，根据需要将不同功能的程序段分列，每个任务分别使用合适的编程语言如梯形图、语言等来完成。 (1) 梯形图编辑： 梯形图是使用得多的图形编程语言，其与电器控制系统的电路图很相似，具有清晰、直观、易懂的优点，很容易被掌握，特别适用于在系统中的开关量逻辑控制，具有可实时监控的特点，如图二，图三。 图二：梯形图 图三：输入指令图(2) 指令编辑： WPLSoft软件同时提供了指令编辑模式，进入指令模式编辑后，直接键入PLC完整指令，输入完成后的指令在编辑区中，左边为该指令在PLC主机的程序内存地址，可以清楚地得到指令在程序内存的相对地址，如图四所示。 图四：指令模式6．应用效果 实际应用表明，采用新的控制系统方案后，全机将运动控制与驱动器功能集成在一起，系统具有较快的响应速度。前后罗拉严格同步，实现牵伸和捻度的精密控制，保证了高支数纱线的成纱质量，整套控制方案可靠性和抗干扰性能较优。同时由于纺织机械是一个竞争非常激烈的领域，因此成本也必须考虑在内，一方面是整体的硬件投资成本，另一方面是系统的运行成本。新控制方案的应用，比原先使用的方案硬件投资成本下降约25%左右，系统的运行成本基本持平，是一个比较有竞争力的产品设计。 7．结束语 本系统采用了台达控制系统解决方案，将纺织机械和现代先进控制技术相结合，使控制系统的现场化和抗干扰性能得以极大提高。并使纺机产品能实现复杂的控制功能，大量数据的实时准确采集和共享也得以实现，大大提高了纺织机械的先进水平。利用“提高软件设计水平来降低硬件投入”的原则，极大降低了电气控制系统成本，台达PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活、操作维护方便的优点，有效的提升了产品的盈利能力，具有较高的应用价值前言：现如今塑料制品已经普遍应用在工农业生产和大众生活众多行业领域内，塑料制品相对成本较低，某些方面可以完全替换金属制品使用，性能也毫不逊色，人们日常生活中大量使用的盆、桶、瓶等物品均是塑料制品，本文介绍的塑料床垫制品也是人们生活中的必需品，市场需求旺盛，前景广阔。目前生产原料完全是无毒无害的化学原料，价格相对较贵，另外塑料床垫属于新型床垫产品，舒适耐用，冬暖夏凉，不会生虫，使用寿命也很长久，所以塑料床垫产品属于床垫用品，价格比传统的棕榈床垫高出许多，目前广泛应用在东南亚国家和地区，刚刚起步，随着社会发展和技术的进步，相信不久的将来塑料床垫逐步会替换棕榈床垫。 控制系统技术方案配置：详见下表 上述表格仅列举出控制系统主要元器件，此外还包括低压电器（低压断路器、电磁接触器、电磁继电器、按钮、指示灯等）、检测传感器（接近开关、行程开关等）、变频器通讯电缆等，此处均不予赘述。 控制系统原理框图简要介绍： 塑料床垫成型机控制系统采用台达人机界面作为主站监控设备，充分利用人机界面DOP-A10THTD1三个通讯口，人机COM 1（RS232）连接下位PLC控制器COM1通讯口，通讯交换工艺参数数据；人机COM2（RS485）连接机头控制系统12台温控表，人机COM3（RS485）连接主机控制系统11台温控表，人机界面可以设定不同控制区域温度SV值，显示温度PV值；PLC通讯口COM2（RS485）通讯连接7台变频器，PLC通讯写入变频器给定频率、变频器启动停止命令，读取实际输出频率；人机界面设定电机目标转速，读取电机实际转速。 控制系统原理框图：塑料床垫成型机工艺简要介绍： 塑料床垫成型设备机械部分分为机头部分和主机部分，化工原料添加进机头部分原料斗搅拌加温，经过在适当的工艺要求温度控制下，机头喷嘴加工生产出直径很细的圆柱形塑料丝，根据产品不同规格需要，更换模具可以改变圆柱塑料丝的直径，大量的塑料圆柱丝源源不断的输送到主机部分，主机部分不同区域温度要求控制不同，塑料丝经过模具加工处理，形成厚度、宽度一定的塑料圆柱丝网络交织的塑料成型制品，再根据设定的裁剪长度切割，从而可以生产出长度、厚度、宽度不同的塑料丝网床垫制品。 人机界面控制程序简要介绍： 主要分为主机温度控制、机头温度控制、变频电机速度控制、普通电机控制、变频器参数设置等画面，实现设备不同区域温度控制和塑料成型速度控制要求，同时可以监控设备工艺参数。 PLC控制程序简要介绍： PLC控制程序主要分为下面几个部分： 1、 模拟量处理：接受机头控制柜内2路模拟量信号，经过数学转换后，1路作为直流调速系统电机旋转速度实时数值，输出1路模拟量传送给机头控制柜ABB直流调速系统，做为速度给定命令； 2、 温控表启动停止控制； 3、 裁断控制程序，根据设定长度不同，不同气动元件组合动作实现塑料网状成型制品快速裁断控制； 4、 变频器通讯控制：包括变频器启动、停止命令，设定线速度（m/min）转换为频率给定数值（Hz），读取变频器实际输出频率（Hz）转换为电机运行速度（m/min）数值。 5、 快速输送控制，裁刀程序执行之后动作。 总结： 此次塑料床垫成型机控制系统结合台达HMI、PLC、变频器、温控器等自动化产品，为客户开发了一套稳定可靠的生产线系统，受到了客户和使用单位充分认可，此次新产品开发成功，现场参观的客户当即签订了在购买一套设备的意向书，为后续同类产品量产奠定了坚实的基础，再次证明中达电通是客户的合作伙伴。