西门子6ES7315-2FJ14-0AB0技术参数
介绍了利用台达机电产品对木线条砂光设备整合开发应用。利用台达机电产品及机械配合研发直线型和L型之较复杂的直线仿形砂光机，该砂光机械设备能一次砂削三个面两个角木线条。
关键词： 木线条 砂光 人机界面 可编程控制器 变频器
1 引言
实木质装饰线条（又称木线条）是室内装饰用基础建筑材料。室内装饰工程的实木线条主要用于美化和保护装饰面板的收口位置，例如门套线、平板线、半圆线、阴角线、百叶线等。实木质线条由专用机械将各种木材剖析加工而成。由于木线条细长，对于木质要求较高，需用柚木、山毛榉（大多为红榉）、白木、水曲柳、椴木等“无节木”树材加工。木线条的加工质量是装饰效果的关键。木线条表面加工工艺的优劣，对油漆后的装饰成品形态和视觉效果有直接影响。
自动化木线条砂光机属于木材表面精加工专用木工机械。自动线条砂光机是对各种形状木线条进行砂光的机器，利用砂带、砂布(纸)砂光木工件表面，适合异性线条的砂光，减少人力，增进产能。复杂的直线仿形边的砂光，砂带速度和送料速度均采用无级变速。
2 基于台达机电一体化技术的砂光机
2.1 机械结构
（1）砂光功能与整机结构。适用于直线和L型较复杂之直线仿形砂光机，能一次同时砂削三个面两角。
整机结构参见图1。从进料位可看出,工位砂架1号是砂削木块上侧面；工位2号、3号是砂削及抛光木块右侧面；工位4号、5号是砂削及抛光木块左侧面，一次性共砂削三个面，进料处有一个光电开关，送料电机配有一个编码器计算加工量及计算位置。
（2）无级调速。砂带砂轮速度采用变频调速，能满足各种材质需求，操作方便。
（3）进给工位自动补偿。根据加工量增加来启动气阀进行仿形轮的自动进给补偿，保证砂头不会因磨轮的磨损而改变砂削效果。
图1砂光机整机
2．2 机械性能设计
机械性能设计是机电一体化自动化系统设计的基础。机械性能设计参参见表1。
表1砂光机机械性能
工作宽度范围
50-130mm
三角砂架砂带线速
8-18m/s
工件小长度
>=660mm
三角砂架倾斜角度
0- +90
工件厚度范围
10-80mm
砂带张紧气压
0.2-0.3Mpa
三角砂架磨削大有效宽度
60mm
压模块顶出气压
0.3-0.5Mpa
单轴砂架磨削大有效宽度
80mm
砂头砂带线速度
8-13m/s
送料速度
9.0-57m/min
砂头可倾斜角度
0- +90
送料电机
1台(PCS)380V、50Hz、1.5KW、1400r/min
电气总功率
12.86KW
三角砂架电机
3台(PCS)380V、50Hz、2.2KW、1410r/min
外形尺寸
6050*2000*1750mm
三角砂架摇摆电机
3台(PCS)380V、50Hz、0.12KW、1400r/min
砂头电机
2台(PCS)380V、50Hz、2.2KW、1410r/min
2．3 台达自动化体系设计
根据设备装置及工艺的要求，选择台达SV 系列PLC自动化技术平台。台达SV系列是台达Slim家族的新成员，不但体积小而且性能高，由于一个28点的主机上就有4信道200kHz高速脉冲输入和4通道200kHz高速脉冲输出，所以一台机器上只要一个28点的主机即可实现。另外，SV系列PLC超强的网络通讯功能为设备联网和工厂信息化提供了可能性，使客户无需增加额外的硬件投资即可实现轻松联网。满足了砂光机工艺高速计数要求。
电气自动化总配置选择台达机电产品： 台达触摸屏DOP57CSTD； SV 系列PLC主机DVP28SV11R；8DI/8DO继电器扩展模块DVP16SP11R；8DO继电器扩展模块DVP08SN11R；高功能低噪音迷你型变频器VFD022M43B分别驱动1号砂架电机 、2号砂架电机、3号砂头电机、4号砂架电机、5号砂头电机。系统构架参见图2。
图2 系统构架
2.3人机界面与操作
根据工艺的要求，在设计时每一个工位是独立分开的，可以任意选择，方便用户操作。在每一个工位里有一个隐藏按钮,启用了工位才可以按取隐藏按钮进入启用工位的参数设定及调试监控，如图3 、图4所示。
图3 工位选择
图4工位操作
图4中每一个砂架上都配有一个吹灰阀吹干净砂削的木削粉。压模块推出长度设定:指木块起始端从光电开关ON时编码器开始有料计数达到设定此置时压模块推出开始削木块。压模块退回长度设定:指木块尾端从光电开关为OFF时编码器开始无料计数达到此设定数值时为退出压模块停止砂削木块。每个工位的旋转速度（变频器速度）在触摸屏上调整改变了以前在面板上调节。砂架2、4同理。
图5 砂头3工位操作
图6砂头5工位操作
图5显示砂头工位3控制画面，砂头推出长度设定跟压模块推出长度设定动作原理一样,砂头是用来抛光木块用的，而砂架上的是砂纸用来打磨用的，两者的功能用途不一样。此画面有补偿阀有开关选择可启用或者关闭此工功能，开始此功能时，须设定位置来补偿，这设定值是指在砂头抛光木块多少个厘米开始补偿一次，实现不会因为砂轮抛光木块多而直径减小，造成抛光不到木块。后面有一个显示值可实时观看到当次补偿后的抛光木块数量。砂头工位5原理相同控制画面。
2.4故障处理
触摸屏设计报警画面如图7图所示。当有报警时此画面会自动调出，并显示当前的警报故障。
从警报内容可看出，警报号1—5分别是变频器通信故障，当没有接通信线时或者说通信断了及接错了，都会报站号的变频器通信故障报警,以便电气工程师查询；警报号8—12分别是变频器过载报警；警报号13指输送电机过载；14号编码器故障，没有接编码器或者说相位接错及缺相者会报14 编码器信号错误。 在总个机械上装有多个急停按钮，因此在触摸屏上专做一个子画面显示急停按钮信息。当任何一个急停按钮按下时，触摸屏会自动跳出图7的子画面并一直显示，直到全部急停按钮都释放后，图7画面会自动关闭。总个电气有报警信息显示，方便电工及操作工的故障排除。
3 结束语
该设备用于装饰线条的直线异行面砂光,是木线条、竹线条等饰条生产的理想设备，能大幅提升的产品品质，提高生产效率，降低加工成本，有效解决了线条生产中砂光环节用工多、工作粉尘大、质量难于控制等问题。台达机电产品在木工行业广泛运用得到木工加工行业用户的好评。机电产品功能灵活性以及技术支持深受众多木工设备制造商电气工程师欢迎。
台达EH系列是一款非常**的PLC，自推出市场以来，受到广大客户的，本文将对此作重点介绍，敬请您的关注。
台达EH系列是一款可扩充高功能型PLC，具有高速度、高性能、涵盖应用层面广泛的特点。在原有的模拟输入输出模块、温度模块的基础上，中达电通今年又新推出几种高性能特殊功能模块，主要针对应用中需要高速**处理的控制场合，包括单轴定位模块01PU、1CH高速计数器模块01HC、2CH高速计数器模块02HC，极大的丰富了PLC应用功能，使其更加适应工业控制环境中的不同需求。
DVP01PU定位控制模块主要可应用于步进或伺服驱动系统之速度或位置控制，具有高200 KHz脉波输出，输出采用高速Line Driver 接口或NPN开集极输出，高噪声抑制；可透过程序指令FROM/TO来读写模块内之资料；模块内建原点复归、寸动运动、单段速定位运动、连续两段速定位运动、变速度运动、手摇轮 (MPG) 输入等八种行程控制模式及梯形曲线和S曲线两种脉波加速曲线； DVP01PU定位控制模块是一个容易使用的独立单轴脉波定位模块，适用于得以接收脉波控制的各种运用场合，由于定位控制的运算有专门的硬件来完成，简化了程序撰写和调试，能够轻松实现工件的**运动定位控制，是PLC较为高阶的应用。
DVP01HC、DVP02HC则是1信道和2信道的硬件高速计数模块，可接受外部200kHz之计数脉波信号，如1相或2相之编码器(Encoder)信号等；该功能模块具有上数及下数(AB相2相输入)、正转脉波/反转脉波(1相2输入)及计数脉波/方向(1相1输入)等三种计数模式，计数脉波可按1倍频、2倍频、4倍频处理，电压可选用通用的5V，12V及24V，这样可以满足绝大多数各种不同类型的传感器要求；另外模块还提供初始值设置的命令输入端(PRESET)和计数禁止命令输入端(DISABLE)，方便对计数进行控制；模块输出部分具有2个分别独立隔离的输出点YH0、YH1，当计数值与设定值相等时相对应之输出点将导通，由于采用硬件电路比较及输出设定，不占用主机指令循环时间，因此输出点可以作到对比较结果进行实时处理；模块内之数据也通过指令FROM/TO来读写，十分便利，适用于有高速脉波计数的场合。
三种模块均采用固定式端子台，导轨式安装，并都具有符合MODBUS协议的RS485通讯口，安装、接线和调试都十分方便，面板配有各种应用指示灯，模块运行情况一目了然。作为EH系列的新成员，他们与原有的功能模块相互补充，很大程度上提高了EH机种的应用范围，增强了该机型的综合应用性能和竞争力，并广泛适用于纺织机械、包装机械、造纸设备等各行各业，能够满足各种有较高要求的应用场合的需求。据悉，台达在近期还将推出多路脉波输出模块、以太网模块等功能模块，使台达PLC家族成员更为丰富，功能更加完善。
一、前言
毛巾织机是剑杆织机一种，它和普通剑杆织机的主要区别在于毛巾织机比普通剑杆织机多了一个经轴，即天经！如图1所示：
由于是双经系统故控制就比一般织机的电控系统要复杂。但毛巾织机天经相对来说又有一定的独立性和特殊性，它的独立性对于其它控制部分来说，它们之间只存在张力、纬密、速度、起停的同步；它的特殊性在于在整个运行过程中存在三个张力段、三个纬密，这和地经（普通织机的经轴）有着明显的区别！对此，以往有不同的控制方案：
1、算出当前天经直径和初始直径及初始速度算出当时天经速度：这个方案需要值编码器采样、相应速度快的专控器(单片机)才能支持和完成该算法。这种方案特点是系统性能好，但价格高，国外一般采用。
2、分段控制当前张力：及时采集当前张力信号和设定张力相比，根据差额情况确定加减量多少！这个方案国内有些厂家采用。该方案主要硬件采用单片机+LCD+张力传感器，成本低，但系统实际运行效果不佳，原因在于它的算法比较粗糙、结果实际系统运行天经张力不均匀、有抖动现象。
根据事前充分的调研和在调试过程中的体会，我们控制系统的特点在于：
A、该系统硬件均采用DELTA 自动化产品即 ：EH型可编程控制器、ASD-A 型伺服控制器、TP04G文本显示，这样系统维护方便、升级简便。
B、该系统软件算法和以往不一样，它的特点在于：
1）以张力设定值为基准、以张力测量值为参考，通过速度来改变张力。
2）当前速度为初始速度+脉冲增量速度+PID增量速度之和。
3）脉冲速度增量权值和PID速度增量权值不是固定的，在不同的经直经值段是不一样的。
二、 主要工艺
通过织物可以看出其主要工艺：
1、 三张力：起毛张力、缎档张力、平纹张力
2、 三过程：起毛、缎档、平纹
3、 三纬密：起毛纬密、缎档纬密、平纹纬密
三、系统构架
1、 硬件构架（TP04+EHPLC+ASD）
A、系统构架图：
四、调试
步：电路接线检查并通电
第二步：输入/输出信号测试
第三步：三张力手动测试、上下限张力确定
第四步、工艺参数设定
第五步、伺服参数设定
第六步、手动动作调试
第七步、快车测试、纬密调整（起毛倍数调整）
五、结论
本系统已在山东一家纺机机械厂成功试用，效果很好！该系统结构简单，操作方便，界面友好，它整个系统采用DELTA自动化产品构成，故该系统，市场开发应用前景广阔！本文可供使用DELTA 自动化产品或毛巾织机的相关人员参考
一、前言
毛巾织机是剑杆织机一种，它和普通剑杆织机的主要区别在于毛巾织机比普通剑杆织机多了一个经轴，即天经！如图1所示：
由于是双经系统故控制就比一般织机的电控系统要复杂。但毛巾织机天经相对来说又有一定的独立性和特殊性，它的独立性对于其它控制部分来说，它们之间只存在张力、纬密、速度、起停的同步；它的特殊性在于在整个运行过程中存在三个张力段、三个纬密，这和地经（普通织机的经轴）有着明显的区别！对此，以往有不同的控制方案：
1、算出当前天经直径和初始直径及初始速度算出当时天经速度：这个方案需要值编码器采样、相应速度快的专控器(单片机)才能支持和完成该算法。这种方案特点是系统性能好，但价格高，国外一般采用。
2、分段控制当前张力：及时采集当前张力信号和设定张力相比，根据差额情况确定加减量多少！这个方案国内有些厂家采用。该方案主要硬件采用单片机+LCD+张力传感器，成本低，但系统实际运行效果不佳，原因在于它的算法比较粗糙、结果实际系统运行天经张力不均匀、有抖动现象。
根据事前充分的调研和在调试过程中的体会，我们控制系统的特点在于：
A、该系统硬件均采用DELTA 自动化产品即 ：EH型可编程控制器、ASD-A 型伺服控制器、TP04G文本显示，这样系统维护方便、升级简便。
B、该系统软件算法和以往不一样，它的特点在于：
1）以张力设定值为基准、以张力测量值为参考，通过速度来改变张力。
2）当前速度为初始速度+脉冲增量速度+PID增量速度之和。
3）脉冲速度增量权值和PID速度增量权值不是固定的，在不同的经直经值段是不一样的。
二、 主要工艺
通过织物可以看出其主要工艺：
1、 三张力：起毛张力、缎档张力、平纹张力
2、 三过程：起毛、缎档、平纹
3、 三纬密：起毛纬密、缎档纬密、平纹纬密
三、系统构架
1、 硬件构架（TP04+EHPLC+ASD）
A、系统构架图：
四、调试
步：电路接线检查并通电
第二步：输入/输出信号测试
第三步：三张力手动测试、上下限张力确定
第四步、工艺参数设定
第五步、伺服参数设定
第六步、手动动作调试
第七步、快车测试、纬密调整（起毛倍数调整）
五、结论
1 引 言
现场设备层中的设备种类繁多,有传感器、启动器、驱动器、I/O部件、变送器、阀门等等,当然也包括现场检测仪器仪表设备。PLC是现场设备控制层不可缺少的部分，已经非常普及，如何简便地实现与PLC的交互已经成为众多厂商新的竞争战场。由此产生了人机界面等软件产品，这些产品的出现简化了对PLC的控制、操作，使PLC的应用更加方便；但也有其共同的缺点，价格普遍偏高和可二开发性较差。VB作为“原始”的编程语言在这两方面无疑有着明显优势的，本文结合一个简单的案例，用比较基础的概念讨论如何通过VB实现PC与PLC之间的通信问题，这对刚涉步控制领域的工程师或许是有帮助的。在现场设备层中各式各样的设备都可以和计算机联机，而简单的自动化联机方式就是使用串行通信，VB提供了串行通信控件可以让开发者开发出串行通信的系统程序，以下是对相关问题的粗略讨论。
2 串行通信基本概念
数据通讯中有两种类型的通信形式，即并行通信（Parallel Communication）和串行通信（Serial Communication）。例如，如果有8位数据需要传送，那么并行通信一次就可以完成8位的传输量；而串行一次只能传送1位。图1表示了两种不同的通信模式，常用的串行通信也有两种，分别为RS-232和RS-485。
2．1 RS-232 串行通信
RS-232的信号准位是参考地线而言的，如图2所示。相对于参考接地端1传输端传送数据；接收端则相对于参考接地端2复现出传送端的传送的数据。
由图2可知，由于两个接地端准位不一定一样，而且很容易受到干扰，所以信号在RS-232线路传输时，很容易产生错误。
2．2 RS-485串行通信
RS-485的信号传输方式如图3所示。
RS-485的信号被传送出去时会分成正负两条线路，当到达接收端后，在将信号相减还原成原来的信号；如果将原始的信号表示成（DT），而被分成的信号分别标示成（D+）及（D-），则DT=(D+)-(D-)。同理，接收端在接收到信号后，也依据上式还原成原来的样子。如果线路受到干扰，两条线路的信号分别为（D+）+Noise与（D-）+Noise。接收端还原信号为(DT)= [（D+）+Noise]-[（D-）+Noise]，与先前结果一样，所以RS-485可以有效的防止噪声的干扰。
3 VB的基本概念
VB（Visual Basic）是微软的窗口软件，提供了很多接口成员，对象、属性、事件、方法就是4个重要的接口，VB提供了许多常用的控件。
3．1卷标控件
卷标控件如图4（a）所示，该控件专用于显示文字、数字用，显示如图4(b)所示
3.2 按钮控件
按钮控件如图5（a）所示，该控件使用率很高，提供一个供系统用户操作用的按钮，如图5（b）所示。
3．3 定时器控件
定时器控件如图6所示，该控件的大作用在固定的时间内可执行所设置的程序代码一次。
VB提供了大量的控件，在此不再多述。
4 基于MScomm控件的串行通信
要完成VB与PLC等设备的串行通信要用到MScomm控件， 在此有必要对该控件作较详细的说明。Mscomm是一个非标准控件，需要要手动添加许多项目，其步骤如下。
1） 选择菜单的【工程】
2） 选择【部件】
3） 在弹出的对话框中做如图7的选择。
4）如图8所示，在部件选项卡就会出现MScomm控件。
图8 MScomm控件
5）基本属性
4.1 MODBUS ASCII
Modbus 分为ASCII和RTU两种，ASCII采用的格式和校验相对简单，本文采用ASCII格式，并仅对使用的功能码进行说明，更多的信息，请参看协议的详细说明。
1）通信格式
LRC算法：ADR H+CMD H+DATA H，然后取2的补码。
2）功能码
05，写入线圈
01，读线圈状态
06，写入单个字寄存器
4.2 VB与PLC通信的实现
以下举例说明现场设备与PLC通信的实现。
1）控制要求：控制PLC的起动、停止，并显示运行状态（绿色为运行，红色为停止）；能够用交替型按钮控制Y0,Y1，并用指示灯显示Y0,Y1状态（绿色为运行，红色为停止）；能够对D256，D512两个寄存器进行数值写入的操作。
2）实现思路：PLC起动停止的标志位为M1072，查DVP协议，知道地址为H0C30，按功能码01操作； 同样Y0,Y1的地址分别为H0500，H0501。写入FF00为ON，0000为OFF，按功能码05操作；D256，D512地址分别为H1100，H1200，按功能码06操作即可。
3）VB接口的设计如图10所示。
用按钮控制PLC的起动停止，Y0、Y1的ON/OFF及D256、D512写完数据的发送；用Shape组件做指示灯，表示PLC的运行状态和Y的状态；用timer组件不停的读取M1072的状态，以判断PLC的运行情况；用MScomm控件实现PC与PLC的通信。
4）编程实现的代码构成
（1） LRC算法校验的实现
Public Function LRC(str As bbbbbb) As bbbbbb
c = 0
l = Len(str)
For c = c + 1 To l
c_data = Mid$(str, c, 2)
d_lrc = d_lrc + Val("&H" + c_data)
c = c + 1
Next c
If d_lrc > &HFF Then
d_lrc = d_lrc Mod &H100
End If
h_lrc = Hex(&HFF - d_lrc + 1)
If Len(h_lrc) > 2 Then
h_lrc = Mid(h_lrc, Len(h_lrc) - 1, 2)
End If
LRC = h_lrc
End Function
（2） 运行的开始就判断PLC的状态并设置标志位
'初次运行打开串口，并显示PLC运行状态
Private Sub bbbb_Load()
Dim s1 As bbbbbb
Dim s2 As bbbbbb
Dim s22 As bbbbbb
Dim s3 As bbbbbb
Dim s4 As bbbbbb
MSComm1.PortOpen = True
s2 = "01010C300001"
s22 = LRC(s2)
s1 = ":" + s2 + s22 + Chr$(13) + Chr$(10)
MSComm1.Output = s1
s3 = MSComm1.bbbbb
s4 = Mid$(s, 6, 8)
If s4 = "0C30FF00" Then
plc = 1 'PLC为运行标志
Else
plc = 0 'PLC为停止标志
End If
End Sub
（3） 下面一段为用指示灯表示PLC的运行状态
Private Sub Timer5_Timer()
Dim s1 As bbbbbb
Dim s2 As bbbbbb
Dim s22
Dim s3 As bbbbbb
Dim s4 As bbbbbb
s2 = "01010C300001"
s22 = LRC(s2)
s1 = ":" + s2 + s22 + Chr$(13) + Chr$(10)
MSComm1.Output = s1
s3 = MSComm1.bbbbb
s4 = Mid$(s3, 8, 2)
If s4 = "31" Then
plc = 1 'PLC为运行标志
Else: If s4 = "30" Then plc = 0 'PLC为停止标志
End If
If plc = 1 Then
Label2.Caption = "PLC正在运行......"
Shape1.FillColor = RGB(0, 255, 0) 'green
Else
Label2.Caption = "PLC已经停止"
Shape1.FillColor = RGB(255, 0, 0) 'red
End If
End Sub
（4） PLC的起动与停止
'起动PLC
Private Sub start_Click()
Dim strout As bbbbbb
Timer5.Enabled = False
str = "00050C30FF00" 'M1072 为PLC起动停止标志位。查地址表，M1072为OC30.FF00为置
ON,0000为置OFF。
'以上都是固定格式，要牢记。
LRCC = LRC(str) '计算 str的lrc校验码。
strout = ":" + str + LRCC + Chr$(13) + Chr$(10) '欲传送之数据。13为D，10为A
MSComm1.Output = strout
Timer5.Enabled = True
End Sub
'停止PLC
Private Sub stop_Click()
Dim strout As bbbbbb
Timer5.Enabled = False
str = "00050C300000"
LRCC = LRC(str)
strout = ":" + str + LRCC + Chr$(13) + Chr$(10)
MSComm1.Output = strout
Timer5.Enabled = True
End Sub
Y0、Y1的ON/OFF与PLC起动/停止的控制方式相同，指示灯的表示方式也相同。D256，D512数据写入的操作类似，限于篇幅其它代码就不再列出了。