西门子模块6ES7211-0AA23-0XB0参数介绍1 引言 中空纤维是一种特殊化学材料，主要用于服装材料加工和制造。含有中空纤维成分的纺织材料具有质地柔软，透气性好，结实耐用等优点，被广大纺织轻工业普遍采用。本文介绍的生产线专门用于生产中空纤维这，其电气控制系统完全采用台达机电产品集成，以单一自动化技术平台实现化纤工艺和技术生产要求。 2 工艺自动化系统 2.1 工艺流程 原料甲和原料乙以某种比例配比方式混合后输送出去，经过齿轮泵搅拌均匀后送往凝胶槽挂胶上料，再经过水洗槽水洗，由牵丝轮带动中空纤维进入绕丝槽处理，后由绕丝轮将中空纤维成品卷绕成型。生产线系统主要由配料罐甲、配料罐乙、齿轮泵、凝胶槽、水洗槽、牵丝轮、绕丝槽、绕丝轮等部件构成，如图1所示。 图1 工艺流程画面2.2 控制内容 齿轮泵速度和齿轮泵、配料罐甲、配料罐乙、凝胶槽、水洗槽、绕丝轮温度控制。需要电气控制系统控制齿轮泵旋转速度，从而达到控制出料量和出料速度，在工艺要求的温度下原料分别经过齿轮泵、凝胶槽、水洗槽、绕丝槽、绕丝轮等溶液处理，系统要求根据不同规格产品设定并控制齿轮泵，配料罐甲、配料罐乙、凝胶槽、水洗槽、绕丝轮内溶液温度，同时要求显示牵丝轮和绕丝轮的旋转速度，系统能够根据需要随时存储工艺参数。 3 自动化系统设计 3.1控制系统原理 制系统原理如图2所示。利用台达人机界面丰富的通讯口功能，可以提供给用户3个COM接口，方便与外围工控设备通讯联机。COM1：RS232通讯方式与下位PLC连接，进行生产线工艺参数设置和读取；COM2：RS485通讯方式与一台变频器连接，可以进行变频器给定频率设定，显示输出频率、输出电压、输出电流、报警信息以及大致原因等参数，同时可以通过人机界面通讯控制起动、停止变频器；COM3：RS485通讯方式与6台温控器连接，可以显示温度设定值、当前值，还可以通过通讯设定这6台温控器通讯站号、PID参数等内容值。 图2 控制系统原理台达机电产品通讯协议符合标准的MODBUS通讯协议，使得台达机电产品整合应用时通讯连接方便、稳定。人机界面COM2、COM3通讯口均支持RS485通讯方式，该方案应用COM2口与变频器VFD002S21A相连，人机界面直接读取变频器内部参数；应用COM3口直接连接6台DTC系列温控器，实时读取相应槽位SV、PV值，采用PID温度控制方式达到准确控温效果，可以通过人机界面分别设置P、I、D相关参数以及实现通讯协议自动同步功能。 3.2系统配置与通讯 （1）配置。控制系统方案配置如表1所示。表1列出的配件是生产线控制系统主要元器件，此外还包括低压电器（低压断路器、继电器、按钮、指示灯等）、检测传感器（K型热电偶、PT100热电阻、接近开关等）元器件，此处不予赘述。表1 系统配置 2）通讯。巧用人机界面提供的宏指令功能可以达到事半功倍的效果，上面的程序就是一个应用例子，将PLC程序运算的数据结果赋给变频器作为给定频率，实际上可以编辑更多的宏指令代替PLC程序，可以灵活的实现数学运算和流程控制，但是要结合人机界面画面程序注意考虑程序容量和执行效率。为了确保通讯畅通，必须将人机模组参数项通讯口通讯协议、通讯格式分别和变频器、温控器相应参数设置一致，本例中COM2和COM3通讯格式均为：RS485，19200，7，E，1。 人机界面CLOCK Macro宏指令介绍： SELECTCOM(1) ；选择通讯口； (2#1@INVERTER-2001) = (1@D514) ；赋值语句； END 3.3 转速控制 系统转速控制由PLC控制变频器实现。DVP12SC型号PLC具有8DI、4DO，具有高速计数和高速脉冲输出功能，本项目采用输入点X1、X10、X11分别采集三路旋转编码器脉冲信号，对应PLC内部高速计数器软元件分别是C236、C243、C245，分别对应齿轮泵、牵丝轮、绕丝轮速度，前者齿轮泵速度要求jingque控制，调试时较有难度，后二者速度只要求实时显示，不要求jingque控制。由于变频器低频运转时电机速度较慢，所以利用60ms定时中断程序采集编码器脉冲差值波动较大，测速不准确，只能改变软件算法，程序通过特殊辅助继电器M1012和M1013组合应用完成速度检测，M1013是1S时钟脉冲，M1012是100ms时钟脉冲，具体做法就是，采用M1013采集各路编码器1S内积累的脉冲数量，再利用M1012时钟脉冲进行脉冲数量平均值计算，得到趋于合理、稳定的脉冲数量值，再经过程序处理转换为旋转速度，实际证明这种方法还是能够满足客户要求的，效果良好。 3.4 人机界面设计 台达人机界面新版软件提供“拮取画面”功能按钮，可以将人机某个画面以后缀名为JPG的文件格式存储在USB存储盘中，方便地将工业现场工艺参数报表存储和打印出来。系统工艺参数存储画面如图3所示。按下图3“存储”按钮后，该画面就以JPG文件格式存储在U盘中，文件名以日期＋画面序号命名，如果U盘未插在人机背面，会显示未找到存储盘报警。 图3 系统工艺参数存储画面4 结束语 中空纤维生产线项目结合台达机电HMI、PLC、变频器、温控器、编码器等机电产品，为客户开发了一套稳定可靠的系统，该生产线自投产以来运行正常，不但能够满足现场工艺要求，而且更提高了设备稳定性和生产产品质量和工作效率，证明中达电通是客户的合作伙伴。1 引言 XJ4142大全张四色胶印机是河南新机股份有限公司自行研发的光、机、电、气一体化产品，在国内大幅面胶印机领域处于地位。机器按功能划分为四个组成部分：输纸机组；主传动系统；四个颜色印刷机组、收纸机组。机器的工艺流程是：裁切好的纸张由输纸机输送到色印刷机组，先经过规矩定位后再依次通过四个印刷机组的印刷，后传到收纸机，把印刷完的纸张收集整齐。 机器全长十二米，分布配置十二个操作面板。机器全套包括：两个纸台升降电机；两个吸纸风泵；一个油泵；一个喷粉泵；一个空压机；四个出水辊电机和一个主电机；电磁阀和电磁铁二十二个。机器上还有大量的用于监控的光电开关和用于安全保护的限位开关。这些电器件主要分布在机器的传动侧和操作侧分布安装。由于电器件不集中，如果只采用一个电柜安装一个PLC组成控制系统，那么机器离电柜较远的那部分到电柜的连接线会很多且距离长。 2 台达EH系列PLC通讯功能构建的新型控制系统 2.1 方案设计 根据以上对新机XJ4142胶印机和台达EH系列PLC功能的分析，我们与中达电通公司合作，提出了一种采用两个EH系列PLC分别作为主站和从站，把台达文本显示器、人机界面及四个B型变频器与PLC通过通讯口连接在一起，构建成新型电控系统。 台达EH系列PLC采用双处理器芯片设计架构，运算处理速度非常快。它除了两个内置的串联通讯口（COM1：RS-232，COM2：RS-485）外，还可以扩展一个通讯口COM3。在指令的处理速度方面接近国外的PLC，而内置通讯口比国外品牌多。台达DVP—PLC专门对RS-485通讯口开发了多种MODBUS串联通讯便利指令，其中台达EH系列PLC具有EASY bbbb功能，可以在台达PLC、变频器之间进行组网控制。 2.2系统的特点 （1）主电机为全机各个部分提供传动动力，要求低速能满负荷启动，机器印刷时要求速度可以调节并且速度稳定性要好，所以选用台达V系列高性能磁束矢量控制变频器。 （2）胶印机在纸张上印刷时需要先给印版上水和上墨，版面上的水量在印刷时需要经常调节，所以选用四个台达B系列变频器来控制四个印刷机组的出水辊电机的速度。 （3）本机设有一个主控制台电箱和一个主电柜，主控制台电控箱在输纸机的操作侧，主电柜在传动侧；其中主站PLC在主控制台电箱里，从站PLC在主电柜里。主站PLC主要用于输纸机和一二色印刷机组的信号采集及处理。从站PLC主要用于主电机变频器控制、三四色印刷机组和收纸机的信号采集及处理。主站PLC和从站PLC通过RS-485通讯线连接。主控制台电箱里还有一二色印刷机组的出水辊变频器，主电柜里有主电机变频器和三四色印刷机组的出水辊变频器。一二色出水辊变频器和主站PLC采用RS-485通讯线连接和控制。三四色出水辊变频器和主站PLC采用RS-485通讯线连接和控制。这样四个印刷机组的出水辊变频器和从站PLC都作为从站和主站PLC就组成了RS-485通讯网络。利用台达PLC的EASY bbbb功能可以实行1：N控制。主电机变频器从安全可靠方面考虑仍采用I/O控制，参见图1。 图1 电控柜（4）显示采用台达TP04文本显示器和DOP-AE10THTD人机界面，文本显示器在主控制台上，主要显示和调节机器速度，显示印刷计数，机器运行状态监示和故障指示。人机界面在机器后边的看样台上。除了有文本显示器显示的内容外，还可以对机器进行操作，四个印刷机组的水量可以在这里集中显示和调节，还可以对四个机组的印版进行套准显示和调节。文本显示器和主站PLC的COM1口采用RS-232通讯，人机界面和主站PLC的扩展通讯口COM3采用RS-485通讯，主画面设计参见图2。 图2 人机界面3 控制系统结构 3.1硬件系统构架3.2 通讯控制软件构架 利用PLC EASY bbbb编程实现1：N主从通讯控制软件构架：4 技术参数设计 4.1 变频器参数设计 水辊变频器参数；设定频率和运行控制来源为通讯RS485输入，设定通讯站号，通讯传送速度，通讯资料格式。变频器里设置的通讯传送速度、通讯格式必须与主站PLC里程序设定的通讯传送速度、通讯格式相同。 4.2 工艺参数设计 工艺参数人机界面设定；人机部分主要实现人参与控制系统的途径。它主要包括：显示部分、设定部分、操作部分、历史故障部分；其中设定主要是主机速度设定、四色机组水量设定、四色机组印版套准定位。 5 调试总结 变频器里设置的通讯传送速度、通讯格式必须与主站PLC里程序设定的通讯传送速度、通讯格式相同。 台达PLC bbbb设置为自动模式并启动后，主站就开始侦测所有连接的从站共有几台。为了提高通讯连接的可靠性，在主站PLC的程序里加入一段延时程序，等整个系统上电稳定后，再启动PLC bbbb。 当个别从站工作不正常时，为了检查这些从站是否与主站PLC通讯连接成功，可以用电脑连上主站PLC，在台达PLC编程软件里采用“装置监控”命令，分别监视各从站是否有bbbb连接的标志寄存器。 6 结束语 目前该类型机器已生产了二十多台，经过多家用户的使用，证明该电控系统是稳定可靠的。由RS485通讯组成的网络电控系统实现了大型机器的电器分散控制，大大减少了各部分之间的连接线。该系统采用两个小型机PLC组合替代大型机，大大减低了系统的成本。该系统具有结构简单，操作方便，界面美观，稳定可靠，成本低，维修方便。