西门子模块6ES510-1DJ01-0AB0型号介绍

设备加工要求

要求在把一段钢板送到切刀口进行定长定位的裁切。传送钢板装置是由一个伺服驱动器和一个伺服电机驱动。有的钢板上也可能装有标识（追标功能）。在标识附近设定检测区域，设定为“窗口”区域。

  在运行过程中，当钢板上的一个标识进入“窗口（检测区域）”，光电传感器把这个检测到的标识传送给伺服控制器，控制器根据编码器反馈回来的信息及光电传感器检测到的标识，发送一个命令给伺服电机，电机再以设定好的距离补偿进行响应，把钢板送到指定位置后停止传送，然后由切刀向下运转，把钢板切断。在这个过程中，送料装置由伺服驱动器控制，加减速曲线可以自动柔和，四段加减速即正加减速、负加减速可分别设定。需要切不同长度的时候可以通过人机界面设定长度。

技术分析

这个设备主要有几点的配合是关键：

◆ 使用BWS伺服控制器自有自动点对点控制模式的功能和特点，在每裁剪一段长度后，按伺服当前停止的位置作为初始原点再进行下一段距离长度的裁剪，这样的优点就是，即使前一段切料有不**的情况也不会累积、不会影响下一段切料长度的**性；

◆ 标识的出现必须在“窗口”范围内才是有效的，如果未出现在窗口范围内，则按人机界面上设定的“硬性”长度进行裁剪。若标识出现在“窗口”区域，则按照设定的长度再配合加减补偿距离进行更**裁剪。

◆ BWS伺服控制器特有的长度转换功能。通过传度转换功能可以直接输入要裁剪钢板的长度。这样，整个系统操作更简单，使用更方便。

◆ 送料装置的控制直接由人机界面与伺服驱动器通讯完成工作，由人机界面直接对伺服驱动器操作以及给定参数,替代PLC与伺服驱动器控制。而且可以节省一台PLC，节约成本。

设备的电气部分配置

伺服驱动器

采用BWS全数字伺服控制器和伺服电机，该控制器有11个可编程输入点，一个硬件复位点和7个输出点。该控制器的通讯接口具有MODBUS协议，可以直接与人机界面通讯。伺服驱动器在设备中主要起到驱动伺服电机带动送料装置送料，执行定长定位的送料,追“标” 作用。

自动点对点控制模式下工作：

1、自动点对点功能方块图：

2、激光识别点（MARK）识别：

当使用自动定长定位(Auto Point To Point)控制模式时，若有加装Mark Sensor 以辨认印刷点时，可以使用本功能。

设定长度有关参数：

◆ DL0(L.501/500) 为正常的送料长度。

◆ DL2(L.505/504) 为Mark(印刷点)出现后的长度。

设定Mark 有关参数

◆ Mark 可能出现的区域称为窗口（窗口）。

◆ DL3(L.507/506)用来设定窗口小值。

◆ DL4(L.509/508)用来设定窗口大值。

◆ Mark 信号必须由DI2(180) 输入(只能使用DI2)。

◆ 当送料长度介于DL4 与DL3 之间时，Mark 信号才会被承认为有效

◆ 在执行APTP 自动定长定位功能中，若有效Mark 出现，则由该点起算，再送料DL2 的长度即自动停止。

如果有效Mark 未出现，则送料至DL0 的长度即自动停止。

Mark Loss 输出功能

◆ DOx(180) = Mark Loss

◆ 每次APTP 开始时，DOx(180) 恢复成OFF。

◆ 若Mark 正常出现于窗口的范围内，则DOx(180) 维持OFF。

◆ 若Mark 并未出现于窗口的范围内，则DOx(180) 立刻ON。

运行曲线：

3、S型曲线示：

H.344/394/444/494=1，复位后即可选择S型加减速曲线。

S型加减速曲线的运转曲线如下：

4、长度转换功能

◆ 定义L.577/576=um/revolution， 为马达每转的送料长度

◆ 设定H.334/384/434/484=6，转换6 组长度数据

◆ DL16(um in F.533/532)_DL0(cks in L.501/500)

◆ DL18(um in F.537/536)_DL2(cks in L.505/504)

◆ DL19(um in F.539/538)_DL3(cks in L.507/506)

◆ DL20(um in F.541/540)_DL4(cks in L.509/508)

人机界面

采用WEINVIEW的人机界面MT506MV随时可以在触摸屏上根据需要设定不同的裁剪长度以及裁剪速度的快慢。其操作界面如下图所示：

参数设置界面

操作界面

监控界面

设备在加工过程中的运动控制过程

首先，启动送料装置，由伺服驱动器控制速度和送料长度。在传送过程中，钢板上可能贴有标签或者标识，用来识别位置，用于**裁剪精度。BEC伺服有激光识别点（MARK）识别功能，即通常说的“追标”功能。可以在标识附近设定检测区域，设定为“窗口”区域，通过光电传感器检测这个“窗口”，把这个采集到的信号送给伺服驱动器实现长度定位，然后停止送料。再由切刀裁剪钢板，来实现裁剪的**控制。

后，切刀回到原位，送料装置把裁剪好的钢板送到指定的位置后继续循环动作。

特点和优势

◆ **度**

通过“追标”功能和自动点对点控制模式**系统精度。

◆ 成本降低

通过伺服驱动器与人机界面通讯功能，自身处理程序，节省PLC，降低成本。

◆   长度转换功能

通过长度转换功能可以直接输入要裁剪的长度，整个系统操作、使用因此功能而更加方便、简单

1.概述

恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程控制器（PLC）构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网**变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。

随着电力电子技术的发展，电力电子器件的理论研究和制造工艺水平的不断**，电力电子器件在容量、耐压、特性和类型等方面得到了很大的发展。进入90年代电力电子器件向着大容量、高频率、响应快、低损耗的方向发展。作为应用现代电力电子器件与微计算机技术有机结合的交流变频调速装置，随着产品的开发创新和推广应用，使得交流异步电动机调速领域发生一场巨大的技术革命。目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用交流变频技术，而系统的控制装置采用PLC控制器，因PLC不仅可实现泵组、阀门的逻辑控制，并可完成系统的数字PID调节功能，可对系统中的各种运行参数、控制点的实时监控，并完成系统运行工况的CRT画面显示、故障报警及打印报表等功能。自动恒压供水系统具有标准的通讯接口，可与城市供水系统的上位机联网，实现城区供水系统的优化控制，为城市供水系统提供了现代化的调度、管理、监控及经济运行的手段。

2.控制方案

在住宅小区水厂的管网系统中，由于管网是封闭的，泵站供水的**是由用户用水量决定的，泵站供水的压力以满足管网中压力不利点的压力损失ΔP和**Q之间存在着如下关系：

ΔP=KQ2；
式中K—为系数

设PL为压力不利点所需的低压力，则泵站出口总管压力P应按下式关系供水，则可满足用户用水的要求压力值，又有佳的节能效果。

P=PL+ΔP=PL+ KQ2；

因此供水系统的设定压力应该根据**的变化而不断修正设定值，这种恒压供水技术称为变量恒压供水，即供水系统不利点的供水压力为恒值而泵站出口总管压力连续可调。

典型的自动恒压供水系统的结构框图如图1所示；系统具有控制水泵出口总管压力恒定、变**供水功能，系统通过安装在出水总管上的压力传感器、**传感器，实时将压力、**非电量信号转换为电信号，输入至可编程控制器（PLC）的输入模块，信号经CPU运算处理后与设定的信号进行比较运算，得出佳的运行工况参数，由系统的输出模块输出逻辑控制指令和变频器的频率设定值，控制泵站投运水泵的台数及变量泵的运行工况，并实现对每台水泵根据CPU指令实施软启动、软切换及变频运行。系统可根据用户用水量的变化，自动确定泵组的水泵的循环运行，以**系统的稳定性及供水的质量。

3.系统功能

该系统选用FR-500日本三菱变频器。该系统中具有功能：

3.1自动切换变频/工频运行功能

变频器提供三种不同的工作方式供用户选择：

方式0：基本工作方式。变频器始终固定驱动一台泵并实时根据其输出频率：控制其他辅助泵启停。即当变频器的输出频率达到大频率时启动一台辅助泵工频运行、当变频器的输出频率达到小频率时则停止后启动的辅助泵。由此控制增减工频运行泵的台数。

方式1：交替方式，变频器通常固定驱动某台泵，并实时根据其输出频率，使辅助泵工频运行，此方式与方式0不同之处在于若前一次泵启动的顺序是泵1→泵2，当变频器输出停止时，下一次启动顺序变为泵2→泵1。

方式2：直接方式。当启信号输入时变频器启动台泵当该泵达到高频率时，变频器将该泵切换到工频运行，变频器启动下一台泵变频运行，相反当泵停止条件成立时，先停止先启动的泵。

3.2 PID的调节功能

由压力传感器反馈的水压信号(4-20MA或-5V)直接送入PLC的A/D口(可以通过手持编程器)，设定给定压力值，PID参数值，并通过PLC计算何以需切换泵的操作完成系统控制，系统参数在实际运行中调整，使系统控制响应趋于完整。

3.3“休眠”功能

系统运行时经常会遇到用户用水量较小或不用水(如夜晚)情况，为了节能，该系统专用设置了可以使水泵暂停工作的“休眠”功能，当变频器频率输出低于其下限时，变频器停止工作，2＃、3＃泵不工作，水泵停止(处于休眠状态)。当水压继续升高时将停止1泵，当水压下降到一定值时将先启动变频器运转2＃泵或3＃泵，当频率到达一定值后将启动1＃泵调节2＃或3＃泵的转速。

“休眠值”变频器输出的下限频率PR507设置。 

“休眠确认时间”用参数PR506设置，当变频器的输出频率低于休眠值的时间如小于休眠时间td时，即td＜tn时变频器继续工作，当td＞tn时变频器将进入休眠状态。

“唤醒值”由供水压力下限启动，当供水压力低于下限值时由PLC发出指令唤醒变频器工作。

经测试“休眠值”为10HZ。 “休眠确认时间”td:20s “唤醒值”70%

3.4通讯功能

该系统具有计算机的通讯功能，PLC变频器均提供有RS232或485接口PLC可选用西门子的S7-200计算机可以与一套或多套系统进行通讯，利用计算机同时可以监测：电流、电压、频率、转速、压力等也可以控制变频器的各类参数。

此外该系统还具有手动/自动操作，故障报警，运行状态，电流，电压、频率状态显示缺水保护等功能。

4.运行特征

以三台水泵的恒压供水系统为例，系统在自动运行方式下，可编程控制器控制变频器软启动1#泵，此时1#泵进入变频运行状态，其转速逐渐升高，当供水量Q<1/3Qmax时（Qmax为三台水泵全部工频运行时的大**），可编程控制器CPU根据根据供水量的变化自动调节1#泵的运行转速，以保证所需的供水压力。当用水量Q在1/3Qmax<q<2 3qmax之间时，1#泵已不能满足用户所需的用水量，这时可编程控制器发出指令将1#泵转为工频运行，并软启动2#泵，使2#泵进入变频运行工况，2#泵的运行转速由用户用水量决定，以保证供水系统不利点所需的供水压力。当外需供水量q为2="" 3qmax<q<qmax时，可编程控制器发出指令再将2#泵置于工频运行状态，同时软启动3#泵进入变频运行工况，此时3#泵的运行转速由用户的用水量确定，以保证供水系统不利点的供水压力恒定。=""
当外供水量减少至1/3Qmax<q<2 <br="" 3qmax之间时，3#泵的转速逐渐降至接近于零，此时可编程控制器发出1#泵退出运行指令。在3#泵退出运行后，3#泵的转速逐渐升高，继续处于变频运行工况，其转速仍由外供水量决定。当外供水量继续减少至q<1="" 3qmax时，可编程控制器发出2#泵退出运行指令，此时3#泵仍处于变频运行工况。当外供水量再增至1="" 3qmax<q
5.系统经济效益分析及系统优点

5.1经济效益分析

变量泵的功率N1、供水量Q1与泵转速n 1三者的关系如下式： N1/Q1=（n 1/n）3 Q1/Q= n 1/n 式中Q—额定**，Q1
5.2系统优点

5.2.1恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率，而达到调节水泵转速改变水泵出口压力，比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式，具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。

5.2.2由于变量泵工作在变频工况，在其出口**小于额定**时，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命。

5.2.3因实现恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力。

5.2.4水泵电动机采用软启动方式，按设定的加速时间加速，避免电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的影响，同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。

5.2.5由于变量泵工作在变频工作状态，在其运行过程中其转速是由外供水量决定的，故系统在运行过程中可节约可观的电能，其经济效益是十分明显的。由于其节电效果明显，所以系统具有收回投资快，而长期受益，其产生的社会效益也是非常巨大