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西门子PLC模块 , 变频器 , 触摸屏 , 交换机
西门子PLC模块6ES7517-3AP00-0AB0技术参数

西门子PLC模块6ES7517-3AP00-0AB0技术参数

一般情况下,通过ClO2与水的反应达到净水的目的,但如果ClO2过多则会形成二次污染,中达电通的净水方案采用台达PLC进行系统自动控制,代替以前用单片机系统,增加了可靠性,功能性,达到了很好的效果。
  
  引言:
  
    工业对发展中国家的经济的发展起到了不可磨灭的作用,特别是中国的,工业的发展带动了相关产业的高速发展,成为国民经济重要的支柱之一。但是经过工业迅猛发展的国家都明白,工业的发展也意味着自然环境的破坏,特别是对水源的严重污染,所以对水源的保护,污水的治理,水的净化就显得十分的重要。随着人们生活质量的不断**,特别是医院、化工实验室等单位,对水的品质也提出了更高的要求,所以根据现状的需要,对更好的净化水的设备也提出了相应的需求。而此促进了净化设备公司的飞快成长,也对控制部分要求更稳定,更可靠!像目前一些净化水设备厂商加大资金与技术的投入,用PLC代替以前的单片机控制系统。
  
  设备控制背景:
  
    系统构成:电源模组+以8051单片机为主,加扩展A/D及I/O芯片搭建的PCB控制板;
  
    系统分析:系统采用单片机实现自动控制系统,由于电路的整体设计不能够很合理,尖峰等保护措施不好,很容量出现电路故障。这也增加了服务,也隐形的增加了产品的成本,影响公司市场的发展,所以用户很想用更可靠的系统来代替原有的系统,以减少服务量,减少综合成本。
  
  原理说明:
  
    化学反应在专门的反应箱里,通过PLC控制两路加热信号并及时的采集PT100温度信号,使反应箱始终保持在设定的温度,再通过PLC发出脉冲对计量泵进行控制加入ClO2药剂量,使适当浓度的ClO2与水的发生化学反应,达到消毒的目的。
  
  

  

  
  控制要求:
  
  1. 温度控制:系统反应需要在指定的温度下进行,所以需要保持反应箱水的温度恒定。
  
  具体方法是设定一温度D414,设定回差D410,超温设定D535。当采集温度D310小于D414时,开始加热,当温度达到D414+D410时停止加热,温度降到D414时再次加热,使温度在设定回差内徘徊,达到恒温的目的。如果温度超过超温设定D535则停止加热并报警。
  
  2. ClO2投加量控制:系统控制需要严格控制加入反应器里的ClO2的浓度,能够使水充分的消毒,又不会太多形成二次污染,所以对氯气的控制精度要求极高。
  
  具体方法是ClO2的投加量根据待消毒水**和单位投加量计算,尔后,感测器将水中的余氯量反馈到控制器(PLC),将余氯量与设定值(目标值)进行比较并根据二者的差值确定单位投加量的纠正的速度和幅度,计算出新的单位投加量,从而将投加量控制在合理的范围内,
  
  水**×ClO2单位投加量→计量泵的输出频率
  
  余氯高于设定值(即目标值)后,减小单位投加量,减小量由差值大小控制。
  
  余氯低于设定值(即目标值)后,增大单位投加量,增大量由差值大小控制。
  
  检测到的**信号,经延时后参与运算,延时长短在0-150分钟内可设,经运算后得到控制泵的频率(即控制投加ClO2的量)
  
  输出控制计量泵的频率计算公式:
  
  

  

  
  3. 报警控制:
  压力水欠压、负压系统超压、缺原料--------报警,停计量泵
  缺水、超温、高温-----报警,停止加热
  器件选型:
  
  1.控制器:
  采用台达DVP14SS11T2+DVP04PT-S+ DVP06XA-S。主机DVP14SS11T2负责反应箱两路加热信号;并控制计量泵的频率达到控制加入反应箱的ClO2的药量。DVP04PT-S采集反应箱的2路温度信号;
  
  2.显示部分:
  采用台达DOPA-A57GSTD及TP04终端显示器。根据终用户的不同选择采用不同的显示幕。
  
  3.米顿罗(MILTON ROY)LMI电磁驱动隔膜计量泵:(型号P766-y/**0.08-7.6L/H/压力3.5bar)
  
  供给反应器ClO2,计量泵受PLC脉冲的控制,PLC每发一个脉冲,计量泵动作一次,输出一个冲程的ClO2,大100次/分钟;计量泵的冲程可以手动调整,即计量泵每动作一次能够输出的液体的量,可设定0-范围。
  
  4.氯酸纳、盐酸采用电磁阀开关进行供给。
  
  5.反应箱的温度采集采用标准Pt100,用台达DVP04PT-S
  
  直接采集并转换,十分方便。
  
  6.ClO2浓度采集采用德国普罗名特流体控制(中国)有限公司的CDE 2-mA-2ppm型专用ClO2感测器,可以直接输出4-20mA到DVP06XA-S模块进行采集。
  
  
  市场分析:
    随着人民日常生活的**,对生产产品时的用水就特别关注,如果水源不洁,又怎幺能够生产出让人放心的产品乃至食品呢?没有好的水,对于化学实验又怎幺能够分析准确呢?没有好的清洁水,医院怎幺能够对病人有足够的保证呢?在很多行业里,都是需要有较好的水来保障下一步骤的顺利进行,所以净化设备将会日益俱增。从国内一些净化厂商来看,目前都有加注资金投入情况,而且销售情况整体较好,厂商也忙得不亦乐乎,所以水处理行业是一个自动化厂商配套的很有前景的一个行业。
  
  小结:
    净化水设备厂商的崛起,对于台达PLC来说无疑是一个很好的机会。根据目前接触的几家厂商来看,技术人员对自动化电气实现功能理解还不深刻,需要进行交流培养,也更需要有耐心去推广我们的PLC。在此种小型设备上,台达PLC具有先天优势,体积小,功能强,轻松实现其要求的功能。所以净化水设备是一个设备配套较有潜力的行业,应该把台达的PLC技术应用到更多的净化水设备当中,**净水设备自动化控制水平,**控制精度。


1 引言
  此系统属于食品机械的投入机的控制系统,系统包括触摸屏、可编程控制器、伺服、编码器、步进电机等,投入机主要功能是把呈带状脱氧剂或者是干燥剂,进行切断,然后按要求投入到包装线。在整个设备中,控制的主要要求是要切断准确,切断的位置偏差要在±5mm以内,而且要求速度可以很快,高速每分钟要达到170个;因为送料驱动使用的是步进电机,这样就会要求送料要有反馈,所以从动轮上安装了编码器做为反馈信号的来源,由于控制部件的组合以及于机械机构的联动配合问题,在调试时做了好多次软件和硬件的改进后达到了使用要求。

  2 食品脱氧剂投入机工艺
  因为属于机械设备的系统,另外,要求精度也高一些,所以工艺过程相对复杂一些,主要要求如下:通过设定不同的料袋长度尺寸和间距,可以加工4种规格的产品;要求实际偏差不得超过±5mm;要求在连续运行时的加工速度要能达到每分钟170个;要求刀速和步进的速度都能有四个档的调整;报警上下限设定;偏差微调功能,并且显示微调值;要求有两个外部联动功能,启动不同的联动信号可以达到包装线联动的功能;要求具有生产计数的功能,可实现计数有效无效的切换。工艺过程如图1所


 图1工艺过程

  3 系统设计

  3.1电控系统设计
  (1)PLC系统需求分析。6个数字量输入;3个数字量输出;1个伺服控制;1个步进控制;1个由AB相的编码器发出的高速脉冲计数。
  (2)控制系统配置设计。触摸屏:台达DOPA57GSTD;PLC:台达DVP12SC11T ;伺服控制器:台达ASD-A021LA;台达编码器ES3-06CN6941;步进驱动器和电机;料检测接近开关;刀位检测接近开关;外部连动接近开关。
  触摸屏主要是用来显示和控制、报警、报警上下限设定、采集数据显示微调、报警数据显示、记录产量等;PLC主要是采集数据并计算,控制伺服电机和步进电机的动作,报警的判断和输出;伺服电机的作用是用来使切刀可以快速的切断干燥剂,并且准确的归位;步进电机的作用是快速的进料,并且进料要十分的准确;编码的作用是把从动轮的转动的实际角度采集出来,送给PLC。

  3.2控制软件功能设计
  (1)系统的功能要求。可以设定干燥剂的长度和间距,以便可以切不同规格的干燥剂;刀速和步进的速度是可设定的要能够分成几个档位,适应不同的要求;可以设定上下限报警,来控制误差的范围;显示报警画面、报警信息;报警上下限设定;具有偏差微调功能,并且显示微调值;要求有两个外部联动功能,启动不同的联动信号可以达到联动的功能;要求具有生产计数的功能,可实现计数有效无效的切换;要求具有复位功能,实现故障状态的复位;除联动外还能实现连续运行和点动的功能;
  (2)技术难点分析。在以上的功能中重要的功能实现就是步进电机的控制,这也是难的部分,因为干燥剂长度的准确完全依赖于步进电机所走的行程,如果单纯靠固定脉冲数来控制步进电机,那么运行一段时间后一定会出现累计误差,会使所切的干燥剂长度相同但是会切到料上,所以必须使用编码器采集回来的脉冲数作为反馈来给步进发脉冲。
  (3)HMI(触摸屏人机界面)画面设计。主页;控制画面;参数设置画面;步进速度设置画面;切刀速度设置画面;报警画面。
  (4)PLC模块设计。刀和步进速度设定;运行方式控制;复位状态控制;计数功能;伺服和步进控制;报警控制。

  4 机电系统调试

  4.1 机电位移脉冲当量
  通过反复的试验得到一个试验值:就是料每移动1mm编码器的脉冲数是多少个,在这台设备上得到的数据是,每移动1mm编码器的脉冲数是5个,而且相对准确。

  4.2 伺服频率当量
  通过反复试验得到两个数值:就是为达到每分钟加工速度为170个,那么对步进和伺服发出的脉冲频率是多少,经过试验得到的数据是步进额为4KHz,而伺服应该是80 KHz;其实,本来可以通过计算可以得到这个数据,但是,由于机械方面的配合和程序有扫描周期的问题,所以不能完全套用计算所得到的数值。

  4.3 料位检测
  调整料检测的高度也是一个比较关键的环节,如果不能调整好高度会对切断的准确性起到决定性作用。

  4.4 前机时间
  投入的准确性是靠调整前机时间来保证的,在食品盒到达投入口正下方之前要进行切断动作,而食品盒到达投入口正下方时干燥剂要正好投入到食品盒当中,送料停止到切刀切断之间的时间就是前机时间。

  5 结束语
  此设备的使用台达的机电产品比较多,整合性能比较好,为客户降低了大量的成本,是单一电控技术平台为客户降低成本的很好的实例。针对国内食品机械的自动化程度较低的现状,还有很多自动化应用工程空间。食品脱氧剂投入机使用了台达的SC系列PLC来控制台达伺服系统,达到了使用要求


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