西门子6ES7216-2AD23-0XB8参数介绍

西门子6ES7216-2AD23-0XB8参数介绍

1. 引言 

台达ES系列可编程序控制器(PLC)，具有紧凑的外型、良好的扩展性和运算功能，因此这一系列PLC可以满足多种多样的自动化控制需要，同时结合具有价格优势的VFD-B变频器和PWS500S显示屏的运用，使其在解决用户实际的工业自动化问题时，具有很强的适应性。 

2. 条卷、并卷机电气控制系统类似，组成如下： 

如上图所示电气控制系统主要由可编程控制器(PLC)，显示屏、变頻器组成。PLC完成所有数据的计算处理和整机工艺动作的逻辑控制。显示屏完成棉卷定长、预定长、总产、班产、出卷速度等工艺参数的设定与显示，并且具有故障报警显示功能。变频器通过与PLC的通讯，控制主电机完成低速、高速、点动慢速等工艺要求。 

3．模块化的PLC软件设计 

整个程序采用模块化设计，不同的工艺动作调用相应的子程序。调用过程按子程序的优先级别进行，实时性要求高的首先调用。 

1). 初始化程序：主要完成数据处理工作。根据设定的工艺数据，通过计算为变频器通讯和参数显示做好准备，以及运行中的数据处理。 

2). 变频器通讯程序：根据变频器的通讯数据格式，把计算好的数据写入变频器，完成PLC同变频器的数据交换。台达PLC与台达变频器的通讯有专用指令，非常快捷方便。 

3). 工艺动作程序：完成整机工艺动作的逻辑控制，例如：低速启动、高速运行、预定长减速、定长停车及自动（手动）换筒管等。 

4). 故障处理程序：外围故障信号的采集、时序逻辑处理，通过指示灯和触摸屏进行故障信息的显示。实现整机的安全自停动作。 

模块化的软件设计，大大提高了软件的可操作性与可维护性，同时程序结构具有良好的扩展性。便与针对不同客户的要求，进行满足用户要求的个性化设计。同时提高了产品的竞争能力。 

4． 人性化的显示屏软件开发 

作为人机对话界面的软件设计，充分考虑用户的具体使用要求，不同画面之间的切换简捷方便，提高用户的可操作性。主要包括以下内容： 

1). 整机的操作说明。 

包括整体机器设备的介绍，相当于帮助菜单，把整机的工艺操作说明，注意事项用对话框的形式提供给操作者。 

2).故障报警与处理 

实时显示出当前的故障信息，同时按照时间顺序统计出近出现的故障信息，有助于用户分析故障。对常见的电气故障问题提出建议性的解决方案。尽可能的提高故障处理的效率。 

3).数据的设定与显示。 

参数设定包括：班次、定长、预定长、车速（高速、低速）等。 

参数显示包括：计长、班次、班产、总产、出卷速度、故障信息等。同时利用棒图以及曲线等图型形象地显示各种状态信息。 

4).密码功能。 

初始密码在机器安装调试时提供给用户负责人。用户可以修改设定不同等级的密码，用以保护用户工艺参数的唯一性、准确性。 

5. 变频器的运用 

采用台达VFD-B 系列变频器,通过RS485口接收PLC的数据。例如：控方式，加减速时间，运转频率等。控制主电机完成低速启动、高速运行、预定长减速、定长停车等工艺动作。 

6. 结束语 

台达ES系列PLC、VFD-B系列变频器、PWS500S显示屏的运用，为用户提供了可靠的、高性价比的电气控制系统。在大量的用户实际运用中体现了该系统的稳定性和可靠性

一、引言 

当今自动化控制产品日新月异，相同功能的实现有各种各样不同的方式。比如很多设备上都要使用的定位控制的实现就有很多种方法。有的利用单片机结合伺服系统实现定位控制；有的使用PLC高速脉冲输出功能或配定位单元结合伺服系统实现；还有的利用变频器的多段速控制来实现定位控制。但不同的定位控制系统有不同的特点，成本也有很大的差异，于是针对不同的设备对精度和响应速度的要求，选用合适的定位控制系统以实现优的性价比就非常必要。本文介绍一个高性价比的，应用台达PLC的高速计数器和与变频器通讯的功能来实现的定位控制的例子。 

二、控制实例 

切纸机械是印刷和包装行业常用的设备。其完成的基本动作是:把待裁切的材料送到指定位置，然后进行裁切。其控制的核心就是一个单轴的位置控制。我们已经成功的利用PLC对变频器的端子进行控制，实现多段速调速，从而完成这个单轴控制。因为考虑到控制成本和操作的方便性，我们又应用台达的ES PLC和VFD-B变频器通过通讯来实现这个位置控制。 

三、系统的构成 

PLC作为控制的核心，主要用来接收编码器的反馈信号实现对当前位置的检测，通过和设定值的比较用通讯功能来控制变频器的输出频率从而实现jingque定位。同时通过HMI可以方便的设定PLC的一些内部寄存器值进行人机交互，并且变频器的工作频率可以在HMI上方便修改和直观显示。台达的DVP系列PLC都具有两个通讯口，COM1是RS232,COM2是RS485，支持ModBus ASCII/RTU通讯格式，通讯速率高可达115200bps，两通讯口可以同时使用。所以无需用任何扩展模块就可以实现既可连接用于参数设置的人机界面又可用通讯的方式控制变频器等其它设备。并且DVP系列PLC提供了针对ModBus ASCII/RTU模式的专用通讯指令，这样在编写通讯程序时就可以大大简化，无需像用串行数据传送指令RS那样要进行复杂的校验码计算和遵循复杂的指令格式。台达的VFD系列变频器内建有单独的RS-485串联通讯界面，并且也遵循MODBUS ASCII/RTU通讯格式（VFD-A系列除外）。基与这些特点我选用了性价比优异的DVP ES PLC和VFD-B变频器。整个系统的结构图如图一所示。

 
图一：控制系统框图

四、PLC的I/O分配 

由于使用了通讯控制，可以省去用于控制变频器的五个输出点，PLC输出点的使用减少了。因此选用了DVP14ES00R2和一个扩展模块DVP08XM11N。I/O点的分配见表1。需要注意的是DVP14ES PLC的扩展模块地址输入点是从X20开始，输出点是从Y20开始。

五、ES系列PLC的高速计数器的应用 

此工程中所选编码器分辨率为500p/r，机器原系统配置编码器分辨率为200p/r，理论精度比过去提高两倍以上。电机为1450r/min，传动系统减速比为2.4。由此可计算出额定转速下编码器输出的高脉冲频率为： 

1450r/min÷60s/min÷2.4×500P/R≈5KHz。 

尽管台达ES系列的高速计数器功能不算强大，其X0和X1可以接受的高频率为20K Hz的脉冲，但在这个系统中还是足以胜任的。为了简化程序中的计算，采用了两个高速计数器C235和C236。C235通过计算所有前进后退的脉冲数，再进行换算后用于显示进给机构的当前位置，此功能实现的程序段见图2所示。其程序中的M45和M47用于滤除定位完成后裁切过程中或其它震动造成的编码器输出的误脉冲，以实现位置的jingque性。

 
图2：实现显示当前位置的高速计数程序段

C236用于进行jingque定位。定位过程是这样的，每次进给机构需要定位工作时，通过计算把需要的脉冲数送到C236，不论进给机构前进还是后退，C236进行减计数，同时对C236中的数值进行比较，根据比较结果控制变频器的输出频率，实现接近设定值时进给速度变慢的三段速度控制，从而达到jingque定位。jingque定位时的高速计数器程序如图3所示。其中M83、M84用来触发写变频器运转方向的数据，M85、M86，M87都用来触发写变频器运转速度的数据。

 
图3：定位控制时的高速计数器程序

六、PLC和变频器通讯的实现 

台达DVP系列PLC的每一个通讯口都对应有相关的特殊寄存器D和特殊继电器M，以进行通讯相关的参数设置和信息的传送。此工程中要使用的COM2对应的主要特D特M及其意义见表2。

此工程中变频器需要设定的参数及说明见表3。在进行变频器的通讯控制时必需设定这些参数，并且设定值要和PLC的D1120值设置一致。其它未设置的参数可以按出厂默认值即可。

当PLC对变频器通讯进行数据的写入和读出时，就需要知道变频器所定义的相关功能的地址。然后依据这些地址进行数据写入和读出，才能实现对变频器的控制。VFD-B系列变频器定义的本通讯实例中需用到的字址及其意义如表4所示。根据此表可以知道，当需要变频器以20Hz正向运转时，就只需在变频器通讯相关的参数字址2000H写入：1 0010，即十六进制的H12或十进制的K18；在2001H中写入K2000。

此工程中通讯程序段如图4所示。

 
图4

七、结论 

通过上述的改造过程，完全恢复了切纸机的功能，试用几个月以来运行非常稳定。PLC对变频器的通讯控制响应速度非常快，加减速的过程和停机命令执行迅速，完全不会因通讯控制而有丝毫迟滞现象，可见通讯控制完全替代了硬接线的端子控制，不仅降低了成本，而且操作更方便，性价比更优异。也证明了台达的PLC和变频器的通讯功能非常强大和好用

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。