西门子6ES7223-1BF22-0XA8支持验货

　1 引言
　　在毛纺和麻纺的工艺流程中针梳机的主要作用是将生毛（麻）条通过并合、梳理、牵伸、除杂变成供下一道工序使用的熟毛（麻）条。F73系列针梳机是天津纺织机械厂根据我国国情自行开发设计的新一代针梳机，适用于羊毛、亚麻及化纤的纯纺和混纺原料。早期的FB系列针梳机主要采用继电器控制，具有简单的计数功能已不能满足现代纺织行业的需求。为此我们开发了以PLC为核心的控制系统。
　　可编程控制器以微处理器为基础，综合微电脑技术、自动控制技术以及通信技术，专为工业控制设计，抗干扰能力强，可在恶略的工业环境中与强电设备一起工作，运行稳定可靠。近年来纺织行业和很多设备都将PLC应用于电气控制。
　　本文介绍了以OE MAX 的NX70型PLC为核心，结合变频器调速系统、人机界面显示系统、传感器检测系统以及门罩安全系统构成针梳机电气控制系统，使得出条速度、条杆质量都有很大提高。
　　2 F73系列针梳机系统组成和特点
　　F73系列针梳机电气控制系统充分采用当今先进的计算机技术和工业控制技术，采用OE MAX可编程控制器，解决现有继电器控制无法解决的故障率高、电气参数和工艺参数不可调的缺点，使整个电气控制系统的控制水平大大提高，充分反映了我国纺织行业的电控技术的发展方向，其系统组成如图1所示。
　　

PLC为本系统的控制核心，与变频器通讯方式为RS485通讯，与触摸屏通讯也为RS485通讯，运行稳定可靠。本系统需要控制的电机共四台，其中主电机为变频器控制，对于提高条杆质量有很大的帮助。本系统中需检测信号包括速度、断头、缠罗拉等工艺信号和门罩、气路等故障信号以及操作按钮等控制信号。本系统进线电源为交流380V，既可采用五线制也可采用四线制。
　　3 PLC控制
　　3.1 PLC选用
　　该系统中，选用OE MAX公司的NX70模块化小型可编程控制器 ，其中电源模块选用NX70-POWER2、处理器模块选用NX70-CPU70P2、输入模块选用2块NX70-X16D、输出模块选用1块NX70-Y16R、插槽地板选用NX70-BASE03。该组合选用专为本系统设计，具有一定经济实用性。
　　3.2 PLC的I/O分配
　　PLC的I/O分配参见附表：
　　

　　3.3断头检测
　　断头检测包括左右喂入断头检测和出条嘴前断头检测，左右喂入断头采用工艺接点检测方式，当喂入的毛（麻）条出现断头时，PLC判断是左断头还是右断头信号后，自动在界面上显示对应的故障信号并通过位于两侧的断头指示灯显示相应一侧的故障信号。前断头检测可采用两种检测方式，一种为工艺接点检测方式，一种为光电检测方式，无论哪种检测方式PLC都将作故障信号处理。无论前断头还是左右断头，只要PLC检测到断头信号，都将作停机处理，并通过界面和故障指示灯将故障信号显示出来，待故障处理完毕，方可重新开车。同时考虑到用户在实际使用中，需要切除左右喂入断头，在界面中设置了切除按钮，用户可根据实际情况选择断头是否切除。
　　4变频器和触摸屏的选用
　　本系统中主电机采用变频器进行调速控制，实现了电机的软启动和平滑无级调速，减少了电网的冲击电流，消除了机械冲击和电网冲击对电机造成的损害，延长了电机的使用寿命，提高了生产效率和条杆质量。本系统选用了安川的VS-606V7系列变频器。
　　为了实现与PLC、变频器的通讯，本系统触摸屏选用了HAKKO的V606iM10。主界面设置如下图所示：
　　

　　界面设计具有故障自动显示功能，电气参数和工艺参数可进行加密设置，即可设置使用者的优先权。同时运行状态中可显示频率、速度、牵伸倍数、定长等实时参数。本界面中还加入了操作帮助，给操作人员带来了很大的帮助。
　　5结束语
　　F73系列针梳机电气控制系统采用了变频调速技术和PLC控制，具有人机界面功能。该系统稳定可靠、具有操作方便，结构简单，人机对话功能强大，成本低廉，自动化程度高等优点，特别适合麻纺或毛纺企业选用。

　现代的光缆工业具有技术复杂、规模大、高速、高效的特点，因而对生产自动化提出了越来越高的要求。
　　随着半导体集成电路大规模化的发展，光缆设备的发展从早期的由分立元件构成的简单逻辑线路系统，到带有低功能CPU 的智能化仪表，再到由单元计算机构成的独立计算控制系统。目前，国外的光缆设备生产厂商大都采用了工业计算机（IPC）、可编程序控制器（PLC）及智能仪表等自动化控制技术。
　　
　　下面是德维森公司ATCS-PPC31 控制器在光纤生产中的具体应用。
　　
　　1、设备组成
　　束管挤出生产线主要用于挤制2~l2 芯松套充油光纤，采用工业控制计算机及可编程序控制器控制，挤出直径均匀光滑、速度高。
　　
　　1.1 设备的主要组成
　　12 芯光纤放线架（三组）
　　光纤或光纤束SZ 扭绞头
　　光纤填充膏填充装置
　　SJ-45×25G 挤出机主机及烘干装置
　　4M 恒温水槽
　　φ800 轮牵引及恒温水箱
　　8M 冷却水槽及制冷水箱
　　吹干装置
　　线径检测仪（英国BETA 公司产品）
　　压带牵引装置
　　储线张力装置
　　φ1000 收排线装置
　　电控柜及计算机系统
　　
　　1.2 电气主控原理简介
　　计算机生产控制系统，在bbbbbbS98 环境下运行，采用BORLAND C++编程，系统集测控、显示、管理于一体，通过PLC 在生产过程进行采集、控制，从而实现生产线的启动、升速、降速与自动运行。系统控制精度高，挤出稳定、可靠；挤出直径均匀、光滑、速度高，余长控制精度高，并且采用图形用户界面（GUI），方便用户使用。
　　
　　

　　图l 所示的是束管挤出生产线计算机控制系统，计算机控制系统的上位机PC 是一体化工业计算机，下位机是德维森公司生产的PPC31 可编程序控制器，上、下位机之间通过RS485 进行串行通讯。上位机用于参数设置和显示，较为复杂的运算也是由PC 来完成，但不直接参与控制，直接参与控制和检测的是PLC。　
　　PLC 实现开关量、模拟量的输入和输出；PLC 在进行生产线过程控制的同时，将采集到的生产线运行状态等信息经RS485 串行口送到上位机，由上位机来实现生产线的实时参数和状态信息显示；同时，部分智能仪表如线径检测仪、温控仪还可以通过串行通讯（RS232C/RS485），将本身的运行状态传递给上位机，通过上位机设定仪表参数，从而实现仪表的智能控制。　　
　　数字量输入统计：
　　输入位00001 油膏压力填充上限
　　输入位00002 油膏压力填充下限
　　输入位00003 胶桶下限报警
　　输入位00004 一级泵上限
　　输入位00005 一级泵下限
　　输入位00006 储胶罐上限
　　输入位00007 储胶罐下限
　　输入位00008 循环水泵启动信号
　　输入位00009 备用
　　输入位00010 紧急停车
　　输入位00011 减速停机
　　输入位00012 产品长度脉冲信号
　　输入位00013 绞合角度脉冲信号
　　输入位00014 交流伺服控制器报警
　　输入位00015 挤出机控制器报警
　　输入位00016 挤出机超温报警
　　采用ATCS 模块IDD40 采集这些数字量输入信号。　　
　　数字量输出统计：
　　输出位00001 备用
　　输出位00002 回水泵
　　输出位00003 热水阀
　　输出位00004 冷水阀
　　输出位00005 吹干装置
　　输出位00006 填充装置充气阀
　　输出位00007 填充装置下压阀
　　输出位00008 填充换向阀　　
　　输出位00009 上料装置
　　输出位00010 烘干装置
　　输出位00011 生产异常灯
　　输出位00012 生产预备灯
　　输出位00013 生产运行灯
　　输出位00014 冷水箱制冷机
　　输出位00015-00026 12 路光纤放线
　　输出位00027 挤出机
　　输出位00028 绞合
　　输出位00029 填充二级泵
　　输出位00030 牵引
　　采用一块ATCS 数字量输出模块ODD50(32 点数字量输出)输出这些信号.　　
　　模拟量输出信号：
　　1 通道：挤出机速度给定
　　2 通道：单轮牵引电机速度给定
　　3 通道：履带牵引速度给定
　　4 通道：填充速度给定
　　5 通道：绞合速度给定
　　6 通道：排线速度给定
　　7 通道：收线速度给定
　　采用两块ATCS 模拟量输出模块OAD20(4 通道输出/模块).　　
　　模拟量输入信号：
　　1 通道：挤出机电流实际值
　　2 通道：收线张力反馈输入
　　3 通道：履带牵引张力反馈输入
　　4 通道：挤出机模拟量输出
　　采用一块ATCS 电流输入模拟量模块IAD23F 采集(4 通道4~20mA 输入).　　
　　2、PC+PLC 控制
　　生产线控制中采用计算机与PLC 相结合构成的分散式控制系统。工业计算机选用台湾研华公司的IPC-610 系列。因为它们在国内工业控制市场上占有较大的份额，可靠性也较高。
　　在生产线中选择使用德维森公司的PPC31 型PLC，是因为它具有高速、多功能、系统化、网络化、结构简单、安装方便、系统组织灵活、可靠性高、维护方便。网络化和通讯强化通讯能力也是该PLC 的一个重要特点。　　
　　束管挤出生产线的电气控制系统是一个较大的控制系统，各种电机有24 台，其中需要同步的交直流电机共19 只。如果用继电器逻辑电路和模拟电路，不仅系统复杂，而且可靠性不能保证。单独用工业计算机来实现，虽然人机界面较为友好，参数显示、参数输入很直观方便，但执行速度慢、抗干扰能力差、可靠性不高； 而单用PLC 来实现，虽然速度快、抗干扰能力强，但参数设置很不方便，系统运行参数和状态信息下能做到一目了然，用PC+PLC 来控制，充分发挥了PC 和PLC 的各自优势。PC 作为上位机，用来显示系统运行的状态信息。诸如：生产线速度、SZ 绞合角度、产品长度及系统运行状态等信息，同时也用来进行参数设置，处理一些复杂的运算。PLC 用来控制生产线的运行，采集生产线运行中的状态信息。PC 和PLC 之间用RS485通讯口来交换信息和指令。　　
　　出于可靠性考虑，在束管生产线中采用日本岛电公司的SR 系列智能温控仪、德国西门子数字电机控制器以及英国BETA 公司线径检测仪等。它们在生产线中的应用不仅提高了设备运行的精度、可靠性，而且使操作更为简单方便。在软件的编程上，出于维护性考虑，采用组态软件进行编程。
　　
　　3、用前景
　　本系统由于采用了日前占有量高、技术成熟的研华工业计算机及德维森ATCS PPC31 可编程控制器，即使生产线计算机控制系统硬件发生故障时，也可以立即查明原因更换相应器件，大限度的缩小在线维修时间，为用户减少因此而造成的巨大损失。　　
　　由于采用了PC 十PLC 的实时控制方法，大大增加了系统的可靠性，由于PC 与PLC 之间是用串行口交换信息和指令，即使在上位机PC 出现“死机”情况下，PLC 仍能按以前的参数运行。　　
　　在系统界面的设计过程中，比较多的考虑了用户的实际需求，界面操作简洁、明了；当生产线硬件状态发生变化时，勿需修改软件，仅需在线进行简单参数的设定即可，系统的可维护性较强。　　
　　本系统通过对生产过程的科学计算以及大量的工艺试验，取得了佳的参数配比，提高了束管成品率；另外，计算机的采用，解决了困扰摸拟电路己久的回控问题，从而保证了生产的稳定进行；还可自动记录生产中的数据，在出现问题时作为查找依据

1 引言
      可编程序控制器随着其功能和外围接口模块的不断增加，在工业控制场合的应用越来越广泛，将逐渐取代工业控制中的某些专用设备，从而使控制系统的成本降低、体积缩小、控制方式易于改变。PLC的功能很强，除逻辑运算外还可以完成复杂的数学运算和完善的通信能力，用PLC超强的功能实现自动张力控制可以减少系统的复杂性，提高系统的性价比。
      本文介绍了在某外资企业宽幅六色转移印花机改造过程中，采用欧姆龙CPM2A的计数和模拟输出功能取代放卷装置的自动张力控制器的应用。
2 CPM2A可编程序控制器
      CPM2A是一种紧凑的、高速度的可编程序控制器，在一个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制、高速计数器输入和中断、脉冲输出位置控制、模拟量设定、间隔计时器中断和时钟功能，以及完善的通信能力等。CPM2A的基本单元有20、30、40或60点I/O端口，有三种输出方式可选(继电器输出，漏型晶体管输出和源型晶体管输出)和两种电源可选(100/240V AC或24V DC)。CPM2A可以外接扩展I/O单元和模拟量I/O单元，CPM1A-DA041就是一个四通道的模拟量输出单元，其模拟量输出有电压型和电流型，其输出信号范围完全满足工业控制的要求，并且输出端子与内部电路之间采用光耦隔离。
3 放卷装置自动张力控制原理
      转移印花机的印刷质量，完全取决于放卷和收卷的张力控制，该机器在改造前采用的是手动张力控制，成品率较低，其产品质量完全取决于工人的熟练程度，所以，在整机的PLC控制改造过程中，也对张力控制部分一并改造，为了减少改造费用，选用了欧姆龙CPM2A-60CDR-D型可编程序控制器和CPM1A-DA041模拟量输出模块构成控制系统。其张力控制逻辑框图如图1所示。

自动张力控制的目的是控制印刷纸运动的线速度一定，据此，当放料轴转动一圈时，材料行走的距离如下:


由，式中d2及P为已知数，因此，d1的变化可由Pn的计算求得，所以可以将其转换成4～20mA的模拟信号输出，送到放大器用以控制离合器、刹车器、马达，以得到适当的张力。
根据以上原理，选用欧姆龙CPM2A-60可编程序控制器和模拟量输出扩展单元CPM1A-DA041作为中心控制单元，采用译码器检测测量轮的转速，采用接近开关检测放料卷的转速，通过计算利用CPM1A-DA041输出模拟信号以控制离合器达到恒线速的目的。其控制接线如图2所示:

4 控制软件流程
      基于等线速度张力控制原理以及上述分析结果和控制系统接线图，为了实现张力控制将接近开关的输入00004设置成中断输入(计数模式)，译码器输入00003设置成计数模式，开始前通过拨码盘输入P值(d2值固定不变，由程序设定)，并将Pn的值与模拟输出4～20mA(0000～1770Hex)相对应，即输出标定。系统软件流程如图3所示。