西门子模块6ES7223-1PL22-0XA8介绍说明
首先PLC是电子产品,在用户看来用户不必关心其内部实现,而只需自己关心自己的问题编程。其实质是一个计算机产品,其实现有很多是单片机实现的,也有用嵌入系统实现的。如果说单片机很差的话,PLC也好不到哪里去。PLC内部的单片机或者嵌入系统要求比较高而已,满足较为苛刻的环境要求而已,特别是抗干扰能力上和元器件选择上,都比一般的单片机设计要求高。
大家对单片机系统抱如此不信任的态度不是因为单片机不行,而是单片机的设计要求考虑的问题和对待问题所要采用的措施相当复杂,不是随便的一个电子工程师就能搞定的,国内企业为了降低所谓的成本,在80年代大量采用的单片机系统,但由于设计人员的经验问题,往往经常死机或者非常不可靠,这大大加深了大家的怀疑,这和单片机技术本身没有关系。
总体来说,的单片机或者嵌入系统的设计工程师,可以设计出可靠性达到甚至超过PLC的控制系统,这是因为PLC是大批量的产品,必须考虑批量成本,而某些的系统对成本不那么敏感。
PLC系统适合小批量,控制逻辑或者工艺需要经常改动的系统,比如大家常说的工程项目,在这样的系统下能够达到佳的性能价格比。
但是对于大批量的固定控制要求的场合,还是找到的单片机开发工程师单独设计比较划算,虽然初期投入成本高,时间长,但是分摊到单个的产品上还是便宜很多。比如温控器。
另外对于某些要求苛刻的场合,PLC不能满足要求的时候,很多用单片机或者嵌入系统实现,以达到技术要求。比如需要故障安全的场合(铁路信号系统),某些需要高速数据采集的场合,需要数据存储的场合,需要超低功耗的场合等等,还是要采用单片机或者嵌入系统设计。
有人在极力抬高PLC,贬低单片机是对系统缺乏了解的,因为诸多PLC都是单片机做的,有8031,有INFINEON的C166,C167.也有拿X86的如188,也有拿ARM开发的。本质上说PLC就是一个单片机产品
一、综述
根据木工封边机的技术要求,英威腾采用人机界面、PLC控制系统、变频器全集成方案,具体方案示意图请参见图一。
PLC控制系统与人机界面之间采用标准的modbus协议,控制系统与变频器之间主要采用多段速的控制方式,同时通过英威腾PLC独有的N:N通讯,读取必要的变频器状态信息。
另外,根据英威腾工程师的经验,对现有的电气安装情况提出了一些建议,希望能对设备稳定性提供一些帮助。
二、 系统描述
1.控制系统
人机界面采用英威腾VF系列触摸屏,10寸彩色产品性价比较高,具备很好的人机交互功能。
PLC控制系统采用英威腾控制器IVC1系列,该产品具有极高的性价比,与VF以及英威腾变频器组成完美的小型自动化产品解决方案。
⒉ 现有的封边机各工位靠行程开关的信号延时动作,不仅安装调试不方便,在终客户现场环境比如电压的波动,机械的磨合等都可能造成传送带的速度有波动,这样各工位的动作也多少会受到影响,理论每次的动作都存在一定的误差范围,所以一般的封边机也分高中底三种速度,因此触摸屏上也要对应三种不同速度的延时参数。
现在采用英威腾的方案:增加一个编码器,减掉原有的七个行程开关。用编码器走位置控制。这样不仅控制更**也节约安装调试时间,降低机械的故障率。
图一: 封边机系统示意图
三、关于电气安装方面的建议
根据英威腾工程师的 经验,针对现有电气安装情况,特地提出如下三方面的改进建议,希望能对设备的稳定提供帮助。
1.多个安装板之间没有很好的连接
通常当两个设备相互间有信号连接,同时又各自在不同地点接地,如果两个接地点之间存在地电位差,就会产生地环路干扰。也就是共模干扰。如图二所示:
为了避免这种干扰,可以在机柜内并联接地。机柜内通过汇流排一点接地,每个设备都通过独立的,尽可能短的,足够粗的地线连接到机柜内的接地点上。
建议采用短而粗的电缆分别将安装板与接地点连接。
2. 布线路径可以优化, 尽量避免信号线和电机动力线平行走线
模拟量信号线和动力线在一个线槽内走线,会在模拟量信号线上产生尖峰干扰信号。
通常为了避免这种情况,应按照如下原则:
(1) 不同电压等级的线缆(24V, 110/220V和400V), 应该分开走线;
(2) 模拟量信号线,应该独立走线;
(3) 信号线,通信线等和电子控制元件控制线,动力线之间的距离应该>20CM。如果不能,中间应该用金属板隔开。
3. 接触器控制线圈可以考虑增加阻容元件防浪涌
电子可控开关在动作时会产生大量的尖峰干扰信号,其峰值可能达到4000V,如图三所示:
图三: 尖峰干扰信号示例
这些尖峰电压可以用各种浪涌吸收装置吸收,如RC回路或者稳压二级管等等,从而可以避免这种尖峰的干扰。如图四所示。
图四: 阻容元件防浪涌示例
以上三点是英威腾工程师根据现场经验提出的建议,期望能提高现有电气安装的稳定性。
接线图:
吸塑机(又叫热塑成型机)是将加热塑化的PVC、PE、PP、PET、HIPS等热塑 性塑料卷材吸制成各种形状的包装装璜盒、框等产品的机器。目前常见的产品有:日用品吸塑包装、小五金吸塑包装、汽车用品吸塑包装、电子产品吸塑包装、食品吸塑包装、化妆品吸塑包装、电脑周边设备吸塑包装、玩具吸塑包装、体育用品吸塑包 装、文具用品吸塑包装等。其对控制系统的要求是保证操作方便、机械动作和温度控制精度高、生产时间短、在同等生产条件下尽可能节约机械的耗电量。
吸塑机工作原理:吸塑成型又叫热塑成型,这种成型工艺主要是利用真空泵产生的真空吸力将加热软化后的PVC、PET、PETG、 APTT、PP、PE、PS等热可塑性塑料片材经过模具吸塑成各种形状的真空罩、吸塑托盘、泡壳等。
其主要构造是由给料、拉料、上下电加热炉、下闸、多功能可调尺寸、下模盘、上模、上闸、刀闸、切片、放片 及配以真空装置等构成;以气动装置为主动力源,其拉片、上模、下模、切刀采用电动、丝杆传动,中间继电器,行程开关等电器组成全自动控制系统。
汇川系统架构:汇川全自动吸塑机控制系统采用10.4寸HMI触摸屏,H2U 3232 PLC加7个16点输出模块控制112个电炉加热块加热,1KW伺服驱动切刀动作,两个5.5KW伺服分别驱动上下模;一个3KW伺服控制系统走片。
汇川系统架构
工艺要求:根据控制系统的工艺需求,系统需要控制四个伺服运行,其中上模伺服,下模伺服和拉片伺服运转精度要求在0.05mm。同时PLC在控制电炉加热时,需要采用PWM的形式控制加热,便于满足在生产不同产品时的相同时间内达到不同温度控制的需求。为了方便客户生产不同产品,其生产的过程参数需要保存下来。
汇川控制方案:根据客户的实际工艺需求,我们采用IS620P系列伺服和H2U 3232MTQ PLC加7个16点输出模块控制和10寸IT5100T HMI,完成了客户控制需求。
1)通过HMI的配方功能,将客户的生产工艺参数全部保存在配方下,单机HMI多可以保存32组配方,同时我们的HMI还支持USB保存功能,通过U盘可以实现数据海量保存。
通过HMI的配方功能可将客户的生产工艺参数全部保存在配方下
2)通过伺服运行位置模式,可以实现**的定位控制功能,通过现场实际的测量我们的控制精度可以达到在5个脉冲之内。
3)通过PLC的定时脉冲和计数器实现了可调式的脉冲输出。参考程序如下:
通过PLC的定时脉冲和计数器实现了可调式的脉冲输出
4)通过断电保持寄存器和计数器可以实现系统在自动模式无人操作下,可以自动加工,当产量完成时自动停止运行,并报警。参考程序如下:
通过断电保持寄存器和计数器可以实现系统自动加工
结束语:该系统采用全伺服控制,与传统气缸和变频器控制系统相比较,系统的控制精度有了全面提高;提高了产品的成型质量;同时也降低系统的噪声;取消了定时器,降低了系统的成本。
在PLC通过脉冲的方式控制伺服时,需要做好脉冲的干扰处理工作,若处理不当,直接影响伺服控制精度,同时也会影响设备结构,因此我们建议使用屏蔽双绞线做控制。