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西门子PLC模块6ES7317-6FF04-0AB0技术参数

西门子PLC模块6ES7317-6FF04-0AB0技术参数

 1.引言

    实际的工业生产中,存在大量需要使用AB胶的场合。根据使用场合的区别、及不同的AB胶材质,AB胶的体积比例、重量比例是多种多样的,但都要求AB两种胶水混合均匀。虽然这种要求对于自动化来讲,并不属于较高的要求,但在实际的工业生产中,却普遍采用纯手工操作:手工按比例分别称/量取两种胶水,混合在一容器内,手工搅拌;再装入注射器或塑胶袋,手工挤/压出,凭经验或眼睛估计判断挤出量的多少。这种方法虽然操作简单、不需要专用设备,但:

    1、效率低,纯手工操作,占用大量人工工时。

    2、产品一致型差、不良率高:手工搅拌,很难做到搅拌均匀;手工挤压,出胶量不能**控制。

    3、容易产生胶水浪费:一次搅拌混合的胶水必须一次使用完毕,剩余的胶水无法储存。

    基于解决以上问题,本人同深圳宝安某自动化设备厂商合作开发的双液定量灌注机系统,通过使用DMC300A控制器,控制两个步进电机,带动齿轮泵,并且配合自动搅拌,有效的解决了上述问题。

    2.DMC130A控制器简介

    科瑞特自动化DMC110A运动控制器采用高性能“CPU+FPGA”主控,系统资源丰富、功能强大、使用简单:

    1、24K存储空间:支持1024个参数,

    2、IO接口充足:16个输入、8个输出,逻辑关系在程序中确定,功能可完全自定义;

    3、控制三轴步进电机:XYZ,每轴带两个硬件限位点;

    4、高速高性能:支持100KHz脉冲频率,标准的梯形加速曲线;

    5、人机交互便捷:内嵌键盘模块、128×64点阵液晶显示,提供显示指令,用户可灵活控制显示;

    6、高性能内核模块:系统提供一套完整的指令系统,支持用户进行便捷的二次编程,对于非标数控系统,完全优越于G代码编程;

    7、编程方便:可在PC机编程下载用户程序,或在键盘上直接编程;

    10.应用DMC130A的系统分析

    科瑞特自动化DMC130A控制器在该灌注机系统上的应用,对于DMC系列运动控制器的高性能、多功能来讲,属于比较简单的应用。但此要求对于“PLC+文本显示”或“CNC”或专用系统来讲,却都显得或复杂、或使用不便、或开发周期长,换句话讲,的运动控制器,解决运动控制问题,确实简单。

    利用DMC130A高的直线插补指令,实现两个齿轮泵的同步、高速、定量出胶;配合出胶头加装的混合搅拌装置,实现两种胶水的均匀搅拌;

    参数输入接口设置为:针对不同的产品对胶量的要求,仅需设置出胶量(体积单位);根据实际胶水的粘稠度,设置具体的出胶速度(单位体积/秒);对于不同的胶水材质要求,设置出胶比例(体积比);利用DMC300A丰富简便的运算指令实现具体单位的参数向脉冲单位的转换;

    显示功能:运行中显示当前出胶速度、出胶量、加工次数、当前状态等信息;

    启停控制:“Run”接地有效时运行程序,“IN0”接地有效时启动加工、“Stop”接地有效时停止加工过程;

    报警检测:‘IN1’、‘IN2’对胶桶中的总胶量进行检测,胶水量低于下限,停止出胶动作;

    机械系统需要解决的问题:步进电机转动带动齿轮泵的实现、出胶枪头对胶水搅拌的实现、其他胶水胶路、气阀气路、胶桶加热等。

    11.步进电机运动控制功能的实现

    将控制A胶步进电机定义为X轴,B胶步进电机定义为Y轴。AB胶比例决定XY轴直线插补斜率,即X、Y运动脉冲比例;由出胶总量,按AB胶比例,得到X、Y轴的出胶量;根据实际测算出的出胶量与脉冲数的系数,计算得到X、Y轴分别应发的脉冲数;

    速度值计算:由设定的出胶速度(ml/10s),根据实际测算出的出胶量与脉冲数的系数,计算得到直线插补的高速度;当高速度大于电机的启动速度时,起始速度取固定的步进电机的启动速度,当高速度小于电机的启动速度时,起始速度取高速度的一半;加速时间取固定值,在实际中取800ms,基本可以保证高低速出胶的流畅。当然,这里面有个前提,即出胶速度并不要求准确,实际现场使用运行由20%的偏差。但出胶量的准确性要求误差在5%以内;

    速度计算程序:(S10:出胶速度,步进电机启动速度500转/分,近似对应3000Hz/s)

    MOVMM12,S10

    MULM12,165‘(实际测算的脉冲系数,即0.1ml**对应脉冲数多少)

    JLDSP00,M12,3000

    MOVM10,3000

    JMPSP20

    SP00:MOVMM10,M12

    DIVM10,2

    JMPSP20

    SP20:MOVM11,800

    SPEEDM3,M10,M11,M12

    上述代码完成了脉冲速度值的计算;

    直线插补计算:(S0:出胶量;S20:A胶比例;S21:B胶比例;S22:X轴脉冲系数;S23:Y轴脉冲系数)

    MOVMM0,S20

    ADDMM0,S21

    MOVMM1,S0

    MULMM1,S20

    MULMM1,S22

    DIVMM1,M0

    MOVMM2,S0

    MULMM2,S21

    MULMM2,S23

    DIVMM2,M0

    经过计算,指令“LINIM3,M1,M2”即可完成设定的出胶动作。

    12.参数设置的实现

    系统工作需要设置的参数为:出胶总量、A胶比例、B胶比例、出胶速度、A胶系数、B胶系数等。预先绘制128×64象素图片:    


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    将上述两个图片分别下载至控制器参数页面0、1(图片需要顺时针旋转90度),下载参数页面0时,需要设置四个数值区域对应寄存器为:S0,S10,S20,S21;

    下载参数页面1时,需要设置四个数值区域对应寄存器为:S22,S23,S4,S4;

    图片下载后,控制器待机状态下按参数键,出现可视参数设置界面,将出现如下界面:



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    通过移动光标键,可分别对以上参数进行设置;系统将自动按设置对应的寄存器序号分别对应S型变量:S0,S10,S20,S21,S22,S23,用户程序中的取值指令将自动获取你设置的参数数值。

  在本例中要定时对多组数据进行定时发送和读取,而RS指令在同一时间只能处理同一事件。所以在在每发送和接收一组数据时要有一定的时间间隔才能启动下一组数据处理。这就要求主机在程序内部分时把每组数据的读取与发送严格区分,程序如下:

    如果在有些工程中需要对几十组数据进行读写通讯,可在区分每组数据的接收与发送时调用子程序的方式实现,不过需在此方式下编程要注意某些位的状态。在本例中通讯指令只用了一条,在接收时就需要区分是发送哪组数据变频器所返回的数据,所以在程序上要用变址功能把返回的数据校验和计算后加以区分,程序如下:


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    程序完成后要对变频器的通讯参数设置,变频器的主要几个通讯参数设置如下:


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    F0.4:0002(运行命令通道)F8.0:0021(PID控制)

    F8.1:0201(PID设定与反馈通道选择)F9.0:0015(通信设置)

    F9.1:(根据每台站点设置地址)F9.3:0000(通讯辅助功能设置)

    调试:

    变频器的TA与TB端设置成报警输出,把报警信号送到PLC以便在上位机上监控到。当出现故障操作员可以讯速作出处理。在现场调试时把程序分段单台调试以**调试速度,出现问题也容易解决,特别要注意的是干扰造成接收数据出错不能校验,在通讯线上必需用屏蔽双胶线,屏蔽层接地。

    结束语:

    采用上位机控制和监控,下位机PLC对变频器通讯控制,通过动态数据的交换,上位机随时对变频器远程监控,所有数据在屏幕上一目了然,调试后效果显示集中操作非常简便,系统运行稳定可靠集成度**,产品质量和生产效率也大大**。

前言:

    随着计算机信息技术的快速发展,生产过程对生产效率和生产工艺的要求进一步**。变频器作为驱动器在工业自动化领域得到了越来越广泛的应用。在冶金冷轧行业中,系统集成度和数字化控制程度的高低决定着产品的质量和产品生产效率,同时也决定了厂家能否在行业竞争中占据一席之地。佛山某钢铁厂冷轧薄板线使用四方E380系列变频器,三菱FX2NPLC和西门子直流驱动,S7-300组成的系统,在系统设计可靠性和工艺要求上达到国内**水平,本文将对其进行简单介绍,对四方变频器在系统中与三菱PLC通讯将进行着重的说明。

    方案与控制原理:

    该生产线传动部分如开卷机、卷取机、轧制主机等采用直流他励电机,使用西门子直流驱动器与西门子PLC控制。冷却使用两台22KW交流电机,酸洗四台75KW交流电机,交流电机采用四方E380系列变频器与三菱PLC进行集中控制。两套PLC系统作为下位机,上位机用组态王组态对下位机进行控制和对现场进行监控。

    整条生产线的冷却液由上述两台冷却泵提供,通过一台变频器进行控制驱动。根据生产线速度和材料厚度要求,上位机决定所需压力和**传送到PLC,再由PLC对变频器进行驱动控制。为保证工艺要求,现场用一压力变送器反馈到变频器进行闭环控制。PLC定时对变频器发送PID设定值,同时读取PID反馈参数,电机输出电流,当前输出频率以便进行集中处理。当变频器运行到上限频率,而系统压力反馈信号还达不到系统所要求时,PLC通过读取变频器参数,对电机进行切换,通过控制接触器将电机从变频驱动状态改成工频驱动,同时变频器启动第二台电机变频运行,由第二台电机作PID闭环恒压控制。反之当反馈值大于设定值时,变频电机转速下降直到输出下限频率,如果此时反馈压力还大于设定压力,PLC将停止第二台电机的驱动,同时将台电机工频切换为变频PID闭环恒压控制。

    四台75KW电机分两组由两台变频器分别控制。在原材料进入生产线加热后表面附有一层氧化物,要除去这层氧化物,需要使用一定比例和压力的酸性液体来清洗掉,才能进入下一道工序。这两组酸泵电机就是在不同的位置根据不同的线速度对钢薄板清洗。同样用压力变送器把4-20mA信号送到变频器作反馈控制用。控制原理同前面两台冷却泵一样。整条生产线工艺非常严谨,为了尽量**成材率和生产效率,在三组泵的主管道在还安装了电接点压力表设置上限压力,当压力达到上限时,压力表送出一个信号,通过PLC读取,反馈到上位机以提示操作员及时处理。

    硬件通讯

    由于四方变频器是使用自定协议通讯,使用RS485半双工作为物理电气连接口,与三菱FX2N通讯需要外加一块FX2N-485BD板。而FX2N-485BD板用的是全双工通讯模式,所以要与半双工的变频器正常通讯就得在接线方式和内部程序上作特别处理。后一台要并一个330欧的终端电阻。在接线上如下图所示:

    程序:

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    四方变频器通讯控制命令分为六类,各组帧头和帧尾分别是十六进制数据5A和0D。本例中要读取运行参数的是1号命令,数据发送帧长度是14个字节,修改RAM参数是3号命令,发送帧长是18个字节。控制命令是4号命令,发送帧长是15个字节,变频器数据返回帧长18字节。三菱PLC用于自由口通讯的指令是RS指令,特殊数据寄存器D8120根据变频器的通信格式(如奇偶校验,波特率)等通讯参数,设定PLC的对应参数。考虑到主机是全双工通讯,而从机是半双工通讯,主机在发送数据的同时会把发送的字节内容存在接收的地址前面,所以在内部收发地址上要作特殊处理,地址D482-D499接收的是发送的18个字节,从D500开始接收的是实际变频器返回的数据。如果发送的字节多是15个,那么接收的地址个数相应的往前推3个,同时接收的字节数也相应的减少3个改为K33。部分程序如下:


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