西门子6ES7 212-1HE40-0XB0性能参数
一、锅炉自动控制系统简介：
锅炉计算机自动控制系统是近年来应用广泛并逐渐成为市场主流的一项新技术，它是集计算机软硬件技术、自动控制技术、锅炉节能环保技术等几项技术紧密结合的产物。我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3以上，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重、简单粗放运行的生产状态。**锅炉运行热效率、进行自动化和节能环保改造于锅炉自动控制系统是一件具有深远意义的工作。
锅炉计算机自动控制系统一般由一次仪表、现场远程变送单元、计算机控制中心、二次显示单元及智能电气执行机构等几部分组成。远程变送单元将锅炉的温度、压力、**、氧量、液位等现场量转换成标准电压或电流信号送入控制中心或现场过程控制单元，并由控制中心发出控制指令经电气执行机构进行自动控制。控制中心对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常可靠地运行。除此以外为保证锅炉运行的安全，在进行锅炉自动控制系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压力、炉膛负压等重要参数设置常规仪表及报警装置，以保证这些参数有双重甚至三重显示及报警装置，避免锅炉重大事故的发生。
锅炉控制系统一般包含有水位、燃烧和炉膛负压等控制分系统。
汽包水位控制系统实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。它是以水位作为水量平衡与否的控制指标，通过调整进水量的多少来达到进出平衡。系统将汽包水位维持在汽水分离界面大的汽包中位线附近，以**锅炉的蒸发效率，保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象，运行中存在虚假水位现象，在实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双冲量或水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。
下图为汽包水位控制系统原理示意图
燃烧控制系统实质上是能量平衡系统。它以蒸汽压力作为能量平衡指标，量出而入不断根据用汽量与压力的变化成比例地调整燃料量与送风量，同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用，其中保持合适的“空燃比”是一个重要因素。“空燃比”是指燃烧中空气量与燃烧量的比值系数。
下图为燃烧控制系统原理示意图：
炉膛负压控制系统是使进出炉膛的空气量维持平衡的控制系统。它一般以炉膛压力作为空气量平衡与否的控制指标，通过调整排向大气的引风量达到空气量进出的平衡。为**控制系统品质，一般以送风量作为前馈量构成前馈－反馈控制系统。
下图为锅炉计算机自动控制系统的原理示意框图：
二、锅炉自动控制系统应用：
计算机自动控制系统在锅炉上的应用范围包括：
※燃料处理系统 ※灰烬处理/粉尘排放系统
※吹灰器系统 ※模拟和顺序控制系统
※数据采集系统 ※烟气脱硫系统
※空气质量控制系統 ※风机系统优化
※水/废水处理系統 ※燃烧器管理和燃烧控制
我公司针对锅炉的工艺及控制特点以及工业计算机控制系统的发展趋势开发了工业触摸屏式锅炉自动控制系统。该系统由工业触摸屏人机界面、可编程控制器、变频器、变送器、传感器、数字显示仪表、声光报警装置、操作台及控制柜等组成。该系统具有显示界面清晰直观、操作简便（只需触摸控制，无需使用键盘和鼠标，界面全汉化）、可靠性高（人机界面和可编程控制器的工作可靠性远高于按钮、指示灯、显示仪表和接触器等设备；变频器可大大延长电机使用寿命并提供全面安全的电气保护）、抗干扰性能强、减少工人劳动强度、维护简便等优点。
触摸屏可通过与PLC通讯显示并控制锅炉各种运行参数和根据现场的实际需要编制的多种系统彩色监示画面。人机界面可根据锅炉现场的实际情况和用户的要求设定位状态指示灯、多状态指示灯、位状态设定、多状态设定、位状态切换开关、多状态切换开关、各种功能键、移动图形、动画、数值输入、数值显示、文本输入、文本显示、参数棒状图、仿真仪表、直接窗口、间接窗口、报警信息登录、报警显示、系统趋势图、系统信息、PLC控制、与PLC数据传输、操作事件登录、事件显示等功能。人机界面可在外部计算机上进行程序编制和系统功能测试后再下载到触摸屏界面上从而实现真正意义上的离线开发方式。
可编程控制器—PLC具有可靠性高、处理数据速度快、抗干扰性能强、内含多种运算及处理模式、可任意增加AI/AO和DI/DO处理模块、通讯功能全面丰富等优点。PLC分为主机、数字输入/输出单元和模拟输入/输出单元三部分。它接收：传感变送单元输出的反馈信号；系统各电机过载信号；触摸屏通讯输出的控制指令等，同时输出控制鼓风机、引风机、给水泵、循环泵、除渣电机、二次风机等变频运行或手操工频运行指令；控制各电动阀门和电动调节阀指令；控制电动执行机构指令；锅炉各种故障声光报警信号及控制指令等。可编程控制器存储系统所有运行程序，如控制室触摸屏人机界面掉电或出现故障PLC依然可正常无扰运行，真正实现锅炉运行的双重保险。
2 点胶机数控系统分析
2.1 系统需求分析
数控系统控制的点胶机设备共有四个轴，使用四台伺服控制器和伺服电机，X轴一台、Y轴两台、Z轴一台；输入信号有急停按钮、手动自动转换按钮、手动点胶按钮、暂停按钮、回零按钮、左右限位输入信号及伺服报警信号等共计21个输入信号；控制流程是使用数控系统控制四个伺服控制器及伺服电机、四个点胶器的开关信号，自动运行时Y轴控制的两个平台交替工作，X轴和两个Y轴需要走直线插补或圆弧插补，Z轴需要走不同高度的点胶面，更换产品比较频繁，更换产品后需手动调整开胶点，然后在进行单步动作或自动运行；功能与特点：1.所有轴上均采用了滚珠丝杠和伺服电机，可以确保用户能够流畅、、正确地点胶；2.点胶准确、均匀；3.注胶量、点胶速度可任意调节；4.LED中文菜单显示；5.轻触式按键操作；6.控制简单、方便、直观。
2.2客户方案分析
客户的原控制方案是：5.7寸液晶平＋轴卡控制器＋伺服控制器＋执行机构的控制方案，这种控制方案的不足之处有：1、系统的稳定性、抗干扰性等非常的差；2、系统的控制是完全开环的控制即控制板卡直接通过脉冲来控制伺服控制器；在用户流畅、、正确地点胶等方面存在不足；3、G代码功能、M代码功能等方面存在不足，不能直接执行CAD等图形编辑软件生成的代码程序，用户使用非常的不方便。
3中达电通自动化伺服系统设计
3.1方案设计
点胶机设备需要四个轴控制即X、Y(2个)、Z，但是X和Y(2个)要进行插补运行，而插补运行时在G代码的加工软件指令中只有X和Y、X和Z、Y和Z,要与CAD等图形编辑软件生成的G代码程序通用就不能使用2个Y轴；因此我们解决的方式是使用中达电通的四轴数控系统(PUTNC-H4-4)：X轴控制原来的X轴在横向运动；Y轴控制原来的Y1轴，同横向的X轴进行插补控制个点胶平台；Z轴控制原来的Y2轴，同横向的X轴进行插补控制第二个点胶平台；A轴控制原来的Z轴走不同高度的点胶面；这样就可以解决控制系统能直接执行CAD等图形编辑软件生成的代码程序；中达的数控系统本身具有24个输入点、16个输出点，设备的I/O点也够使用；中达的A系列伺服使用的控制理论是**的强健式的控制理论(PDFF),即使在伺服电机的负载惯量大范围的变化时，伺服系统仍然可以保持优异的性能，进行流畅、、正确地定位。通过客户的技术要求和原控制方案的不足我们选择了基于中达电通的数控系统的控制方案，系统由数控系统、伺服控制系统、执行机构组成控制方案
bbbbb 信号说明 OUPUT 信号说明
I00 EM-STOP O00 X轴伺服ON
I01 程序暂停 O01 Y轴伺服ON
I02 程序启动 O02 Z轴伺服ON
I03 排胶 O03 A轴伺服ON
I04 回零 O04 点胶器开关
I05 X轴原点信号
I06 Y轴原点信号
I07 Z轴原点信号
I08 A轴原点信号
I09 X轴左限位
I10 X轴右限位
I11 Y轴前限位
I12 Y轴后限位
I13 Z轴前限位
I14 Z轴后限位
I15 A轴上限位
I16 A轴下限位
3.5 台达伺服系统调试
（1）手动调试。在整个系统的机械安装和电器的连接完毕后，首先利用上位系统或台达伺服所具有的手动控制方式，同时将所有伺服的参数P0-02设置成14，让机构的X轴和Y轴进行往复的运动，在伺服的显示屏上会显示伺服在此机构上面应用的转动惯量JL/JM，我们利用台达伺服的调试小软件GAIN.EXE，将伺服显示的转动惯量JL/JM和我们通过调试计算出来的响应频宽B.W输入的GAIN.EXE软件中，在点胶机中我们测试出伺服的转动惯量JL/JM、响应频宽B.W是80，计算出来我们需要的参数，把这些参数手动输入的伺服控制器中，点胶机即可正常运行。
（2）自动调试。这种调试比手动要简单了，首先也要像手动那样先将转动惯量JL/JM测试出来，把这个值输入到参数P1-37中，再把参数P2-31设置成64、P2-32设置成5，这样点胶机就可以正常运行了。
手动调整比自动调整要**的多，可以通过多次的加工测试来测试出一组适合整个机构的参数；但是手动调整的时间要比较长，花费的工期也比较多，同时在成批量生产的过程中，伺服参数的输入等也都非常的不方便；台达A系列伺服的高性能、整定时间短、在点胶机应用中的调频参数比较宽等等，所以我们在点胶机的正常应用中使用自动调整比较多一点。
（3）数控系统参数的说明。中达电通的数控系统在点胶机应用中需要更改的参数说明：
0093: 00000256：主仆式功能设定；256＝设定单节间不停顿模式；
0118: 00000100：X轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）；
0119: 00000120：X轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）；
0120: 00000100：Y轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）；
0121: 00000120：Y轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）；
0122: 00000100：Z轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）；
0123: 00000120：Z轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）；
0124: 00000100：A轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）；
0125: 00000120：A轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）；
0130: 00000001：X轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向；
0131: 00000001：Y轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向；
0132: 00000001：Z轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向；
0133: 00000001：A轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向；
0154: 00000001：X轴设定伺服电机的旋转方向；0＝正向、1＝负向；
0156: 00000001：X轴设定伺服电机的旋转方向；0＝正向、1＝负向。
（4）ASDA伺服参数的说明。ASDA伺服在点胶机应用中需要更改的参数说明，这里我们以X轴的参数为例。
P0-02:14：驱动器的状态的显示；用来显示机构的转动惯量
P1-01:2：控制模式及控制命令输入源的设定；
P1-37:11：伺服电机的负载惯量比；在自动模式下用来设定伺服电机的负载惯量比；
P1-44:12、P1-45:10：电子齿轮比的分子、分母；使伺服电机带动的滚珠丝杠等机构运动的距离与上位机要求的距离相同；
P2-00:125：位置控制增益；主要控制伺服位置环回路的应答性；
P2-04:5526：速度控制增益；主要控制伺服速度环回路的应答性；
P2-06:80：速度积分补偿；控制伺服电机、机构的固定偏差和整个机构的抖动；
P2-25:3：共振抑制低通滤波；用来设定共振抑制低通滤波的时间常数；
P2-26:14：外部干扰抵抗增益；用来增加对外力的抵抗能力并降低加减速的过冲现象；
P2-31:64：自动及简易模式设定；在自动模式时用来设定响应的频宽；
P2-32:5：增益调整方式；设定伺服的调整模式为PDFF自动模式即负载惯量比固定，伺服的响应频宽可调整。
4结束语
点胶机是具有广泛应用前景的手机塑壳生产线、PCB板生产线、SMT混装生产线的重要设备。中达数控点胶机可以有效减少生产线的生产周期时间。对于生产效率和设备的稳定性的**来说，伺服自动化也还要依靠科学的管理和的操作配合以及良好的设备维护与保养来实现。随着市场竞争的日趋激烈，该项目将会在越来越多的企业应用中创造显著的经济效益。
