西门子CPU 6ES7214-1AG40-0XB0安装调试

西门子CPU 6ES7214-1AG40-0XB0安装调试

   一、引言

    随着包装行业的迅猛发展，瓦楞纸板生产线的生产效率逐年提高，主要体现在瓦楞纸板生产线后端的电脑横切机速度的大幅提高。电脑横切机的控制部分需满足的裁切长度的同时还要满足很高的裁切速度。其难点在于纸板处于高速运动状态，切刀的动态控制需极高的运算速度和极高的跟踪性能。变频器的控制无法达到高的裁切速度（40M/min—80M/min），裁切误差也随速度的提高而越来越大，PLC对脉冲的反馈速度也无法满足裁切精度的要求。运动控制卡加进口伺服系统的控制方式是完全可以满足精度和速度的双向要求，速度可达到200M/min—300M/min，还是有价格昂贵，供货时间长等不足之处。本文着重介绍的将运动控制卡集成在伺服驱动器之内的VEC品牌伺服驱动器在横切系统中的应用。

    二、系统组成

    下图为电脑螺旋刀横切机控制简图。此系统实现旋转式同步动态裁切，上下两组裁切轮刀同时被伺服马达带动，各依箭头所示方向相对旋转。轮刀之上的刀刃必须作精密的调整，当上轮刀之刀刃旋转至正下方时，下刀刃恰好转至正上方，才能执行正确的裁切。每次裁切刀轮旋转一圈，便自动将材料切断一次；马达只要在相同方向连续运转，轮刀便能连续裁切。

    系统组成及其功能介绍：

    1、旋转式同步飞剪控制驱动系统（VEC-VBR）：

    接受PLC及HMI输入的运转命令及长度设定

    侦测量测轮编码器传回之脉冲，得知进料速度及进料长度。

    控制伺服马达之运转速度及同步定位动作

    2、人机界面（HMI）：

    接受设定资料及显示运转状态

    3、PLC：

    处理基本之接口、互锁、连动信号

    4、永磁同步伺服马达或感应式伺服马达：

    将马达动力传送至上下裁切刀轮

    5、轮刀：

    上下镜射、各带刀刃的一组回转机构

    6、送料检测编码器：

    直接紧密的接触待切材料，靠材料之横移而带动编码器产生脉冲信号

    三、工作原理

    电脑横切机切纸板时，切刀运行的速度曲线因裁切长度的不同而不同，大体分三种情况：裁切长度大于两倍切刀圆周长、裁切长度大于切刀圆周长且小于两倍切刀圆周长、裁切长度小于切刀圆周长。

    种情况：裁切长度大于两倍切刀圆周长

    图2:裁切长度大于两倍切刀圆周长的运转曲线

    如果裁切长度大于两倍切刀圆周长，运行速度曲线如图2所示；整个裁切循环从个裁切点开始到第二个裁切点结束，重点分段说明如下：

    1.VEC-VBR控制系统随时监控进料长度与进料速度并控制伺服马达带动裁切刀轮，掌握正确的裁刀速度曲线。

设备特性：

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    ·设备要求有足够的起动转距，满足球磨机装载量大的要求，并且保证设备在运行状态下使电机平稳运行，保障电动机具有恒功率特性。

    ·满足球磨机低速时正常运行，确保正常的工艺控制技量，使球磨机及电动机的使用寿命延长，减少维护费用。

    ·改造后的设备能够实现自动控制，及手动/工频和故障自切换等功能，并能克服球磨机大惯性引起回升电压，有效地保证设备的正常运行。设备如图示：

    工艺流程：

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    球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机、小传动齿轮、电机、电控）等主要部分组成。陶瓷工业具有一个水平放置的筒体，筒体被隔板(钻有许多小圆孔的圆板——筛板)分成3～4个研磨腔，每个研磨腔内装有一定形状尺寸的研磨体，筒体旋转时，物料和研磨体等在摩擦力和离心力的作用下被筒体提升到一定高度，然后在重力的作用下沿近似抛物线轨迹落下来冲击和研磨筒体底部的另一部分物料，并产生一定的轴向运动促使物料研磨和混合均匀。

    控制要求：

    易驱ED3100系列变频器特性：

    ·优化空间电压矢量SVPWM调制

    ·具有优低频死区补偿特性

    ·15KHZ的载波频率实现静音运行

    ·宽电压-25%~+25%设计

    ·起动转矩1HZ时达到120%额定转矩

    ·用户可自定义三段V/F曲线

    ·内置标准RS485通讯接口（选配件）

    ·PID过程闭环功能，实现高性能闭环控制

    ·多段速简易PLC功能，多达8段速运行控制

    ·纺织摆频功能可轻松实现纺织机械的逻辑控制

    ·“瞬停不停”算法，应对电网晃电

    ·完全独立风道设计，提高抗粉尘环境

    ·自动限流技术、自动稳压（AVR）技术，应对负载突变

    ·所有单板进行“三防漆”防护，提高变频器防潮湿、粉尘和油污能力

    ED3100-4T1100M的机器现场改造情况控制图如下：

   上述参数是选矢量型的参数值，先按电机上的参数值设定。然后把参数P1.13设成1进行自学习。再设定以下参数：

设备改造后运行良好。

1 引言
　　物资仓储是现代物流及工厂产品管理等的重要方面，一些特殊行业的物品要求仓库内的温度、湿度等环境物理量保持恒定，有些物资流动性大的仓库还要求对每天进出仓库的物资数量登记，还要求对仓库内的物资进行动态查询，并给出日报表和月报表。
　　使用世纪星组态软件对储备仓库将测量结果用数字和曲线两种形式显示并记录，并通过WEB发布功能，实现远程联网监控。当仓库内发生危险如起火或有害气体泄漏时，系统会立即接通报警器并打开通风或其他消防设备，并通过手机短信等方式报警。仓库管理人员将每日的入库出库情况进行记录并存盘，主管部门工作人员通过办公室里的计算机来查看储备仓库物资的保管情况，方法是调出保存在硬盘里的记录数据和曲线以及入出库记录数据，可以通过打印机以报表的形式打印出记录的信息。

2 系统的硬件构成
　　系统主要由上位计算机、采集模块、可编程控制器、各类传感器、电磁阀、报警、通风设备等组成，根据需要系统还可以增加图像监视设备。
　　（1）各类传感器：主要有气体传感器，温度传感器和湿度传感器，其中气体传感器用来监测仓库内有无有毒气体存在，如果贮藏物品发生霉变或者发生有害气体泄漏可以及时发现。
　　（2）采集模块：将传感器输出的4-20mA电流变换为数字信号，并与计算机通信，将数据传递给上位监控计算机。
　　（3）可编程控制器：接收上位监控计算机发来的控制信号，驱动电磁阀接通与断开，或者通风设备、加热、除湿等设备，终控制加热、制冷、通风以及报警设备的工作。
　　（4）执行部件：包括报警器、通风以及其他消防设备，加热、通风、除湿等设备，用来调节仓库物理环境。
　　（5）计算机：是本系统的核心部件。它对传感器阵列得到的信号进行数据采集和变换处理，从而得到送入传感器阵列的被测仓库的环境变量信号，经过和设定的能够保证仓库内的物品正常贮存的环境物理量比较，若有偏差就给PLC发出控制信号，进而驱动执行设备减小偏差。同时，计算机能储存温度、湿度等数据，并绘制成曲线，供操作员查询。
　　系统设计原理是传感器采集到现场的物理环境数据，如：温度、湿度、氧含量等，转化为电信号传递给采集器。采集器通过串口通信与上位机监控计算机连接，将数据传递给上位机。可编程控制器控制加热、通风、除湿等设备的运行。当现场环境发生变化，环境数据传递到上位机经过判断超标后，上位机给可编程控制器发出指令，可编程控制器控制通风、加热等设备运行调节现场环境。

3 监控系统的软件结构
　　对软件产品而言，良好的通用性、快速开发、容易掌握、用户可维护性，是开发中的难点。由于仓库内的温度、湿度等物理量变化不可能太快，因此每隔1分钟采集记录一次被测信号已经足够。世纪星采用文件记录方式记录数据，在一般的硬盘空间下，能保存历史数据，方便查询。

3.1软件画面
　　（1）状态显示画面。状态显示画面主要显示各胶带当前运行状态信息值，如当前仓库内被测点的温度、湿度、气体以及一些故障信息，还显示当前的日期和时间信息。
　　同时还包含单台设备控制子画面，尽管系统起停关系已在PLC中进行组态编程，但在某些情况下还需要对设备进行单台控制。在画面中点击相应设备按钮，可对该设备进行单独控制，数据被写回到现场过程硬件中从而进行控制操作。
　　（2）实时报警处理。对系统实时采集的数据进行判断，发出报警信号，并按技术要求进行处理并自动进行相应的设备控制，如发生有害气体泄漏会自动接通报警器报警并自动打开通风设备。
　　（3）报表打印。利用世纪星的DDE功能开发出实时报表并可以随时打印。
　　（4）实时数据曲线显示。监视设备重要参数的变化趋势曲线，可以了解仓库内环境变量在一段时间的变化状况。
　　（5）环境变量记录值和曲线查询画面。功能与实时数据曲线类似，只是它显示的是过去一段时间设备的运行参数值。

温湿度监控及报警

实时曲线画面

报警界面

3.2系统功能
　　（1）环境变量自动监控功能。仓库内的温度、湿度和通风可以实现自动测量和控制。
　　（2）测量结果的数字和曲线显示功能。可以在主界面内显示所有被测量的数值和动态曲线，不同测量点的被测值可以每间隔一段时间轮流显示。
　　（3）报警功能。仓库内任意测点的测值不正常，都可以引起报警，主界面可以显示出报警原因。
　　（4）测量值和货物进出记录功能。能将所有测点的测量数值和曲线以及每次入库出库情况记录到数据库中，其中环境变量测量结果的记录间隔可调。
　　（5）查询功能。可以在任何时候查询任任一测点的测量数值和曲线，以及每天的入库出库情况。

4 结束语
　　按照本文的设计方案，实现物流仓库信息化所需成本很低，但要求仓库管理人员掌握一定的计算机知识和技能。随着我国物流管理向国际化靠拢，有许多的物流公司及工厂产品存储都需要储备仓库都要实现自动化监控和信息化管理。本文提出的用世纪星组态软件实现仓库的信息化管理技术已在某战略储备仓库中应用，取得了很好的效果。