西门子6ES7222-1HF22-0XA8参数图片

西门子6ES7222-1HF22-0XA8参数图片

对于一般用户来说，PLC设备是在改造或改造项目中设计集成的，在这种情况下重新布设通信线是非常麻烦的，要打开或新挖电缆沟，这对于系统集成商来说很痛苦，增加施工难度无法保证工程进度不说，更痛苦地是有些场合根本无法布线，所以说PLC无线化是PLC发展的主要方向之一。

　　PLC通信的任务就是将地理位置不同的PLC、计算机及各种现场设备等，通过通信介质连接起来，按照规定的通信协议，以某种特定的通信方式高效率地完成数据的传送、交换和处理。

　　可是PLC的数据通信和设置都是通过RS485或者以太网有线方式进行的，对于一般用户来说，PLC设备是在改造或改造项目中设计集成的，在这种情况下重新布设通信线是非常麻烦的，要打开或新挖电缆沟，这对于系统集成商来说很痛苦，增加施工难度无法保证工程进度不说，更痛苦地是有些场合根本无法布线，所以说PLC无线化是PLC发展的主要方向之一。

　　1.无线PLC的两层含义

　　层含义是给PLC增加无线通讯的功能

　　给PLC插上翅膀，增加无线数据终端，让PLC“飞”起来。

　　就是说将PLC通过RS485口与专用无线数据终端以无线方式连接起来，实现PLC与PLC之间，PLC与触摸屏之间，PLC与组态软件之间的无线485通信;

　　第二层含义是指用无线数据终端替代PLC

　　ISM频段无线PLC测控DTD433不需要编程，其无线开关量传输模块具有少量开关量输入输出端子，无线模拟量采集模块具有模拟量输入输出端子，在一定场合可以替代PLC功能。

从初的注塑机发展至今已有半个世纪的历史。目前在工程塑料业中，80％采用了注射成型。近年来由于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等产业日益增长的需要，推动了注塑技术水平的发展和提高。目前，我国生产的塑料机械半数左右是注塑机，而从美欧等主要生产国来看，注塑机的产量都在逐年增加，在塑料机械中占的比重大。

鼎茂兴业根据中国注塑机械的设备技术特点，结合SIGMATEK注塑机控制系统丰富的行业开发经验，推出了特别订制开发的系统配套方案，采用了极高处理速度的工业PC，配置具有DIAS总线的数/模功能模块，有效控制注塑温度，保证塑料制品生产的高质高效。

SIGMATEK注塑机控制系统功能特点
1.系统采用DIAS总线技术，传输速度极快、精度极高、动态响应及时，满足高精度产品加工要求
2.高集成度的工业PC，兼具丰富的通讯接口及扩展能力，不但可以满足控制要求，而且还可以根据需要进一步外延。色彩丰富，美观大方的液晶触摸屏，构筑经济的控制平台，也可根据客户需要提供OEM订制服务，使整合度更高，性价比更合理。
3.鼎茂兴业提供了全电动控制技术，核心控制基于独有的OS平台，开发环境立足于面向对象的语言，可以实现更复杂的功能运算。
4.实时温度环境控制，PID温度整定反应及时，jingque度高，动态稳定性更好。
5.伺服控制保证合模往复运动jingque定位，可以达到降低噪音和能耗的效果，提高投资收益。
6.系统在保证单机系统效果条件下具有分布式控制功能，可以实现远程监控和调试。

    一、B2010A龙门刨床工况概述

    龙门刨床是机械化自动化程度很高的大型机床。龙门刨床的动力及控制回路比较复杂，尤其是刨床工作台主拖动系统完全依靠电气自动化控制来执行的。B2010A龙门刨床的主拖动采用初50年代的A-G-M调速系统，即电机扩大机---直流发电机---直流电动机组系统。如图一所示。采用机械速比2:1和电气调速范围为10:1的机电联合调速系统。

    龙门刨床对电力拖动的技术要求---龙门刨床是频繁往复运动的生产机械，它的工作方式为循环方式。前进行程是切削行程；后退行程是不作切削的，只让工作台驶回为下一步切削作准备。运动示意图如图二所示。实际工作中为了提高劳动生产效率，轻载后退的速度要大于前进切削速度。由于不同的金属材料和不同的加工工艺，必须要求控制系统具备：

    *工作台主拖动具有比较宽的调速范围和较硬的机械特性；

    *工作台前进切削和后退的过程中运行平稳，不振荡，速度能单独地作无级调整，无须停车；

    *运行方向的改变要迅速、平滑、冲击力小、动作反应快；

    *在低速范围内切削力基本保持恒定状态，静差度小于3%；

    *前进与后退行程的末尾工作台自动减速，反向准确；

    *传动效率高，耗电量小；

    *控制系统简单，可靠安全，易于维修保养；

    如图二中，ab段（约12-15米/分）为刀具慢速切入工件，而后增加到可调速CD段进行前进切削，之后运行到设定行程开始减速为ef段，再经过换向行程控制，工作台由前进减速迅速制动并快速反向运行可调hi速度段后退，再后退至减速换向切换到前进行程。形成一个循环工作周期。

    以上简略叙述B2010A直流拖动系统过程，有助于对它的性能特点和工作情况能进步了解。

    二、龙门刨床拖动系统的演变

    1．原系统存在的主要缺陷

    我们知道龙门刨床这种A-G-M调速系统，它具有占地面积大、噪声污染严重、尤其交流电动机拖

    动发电机浪费电能很严重。从工作情况来看，直流电动机的功率并没有得到充分利用，并且维护

    保养较困难。目前许多在使用该系统工作的厂家都在想办法解决以上问题。

    2．演变

    从70年代至目前有极少部分采用晶闸管---直流电动机机组（V-M调速系统）。该系统低速时损

    耗大、功率因数低、对电网污染严重，而使用的还是直流电动机，维护保养困难的问题还是没有

    解决。

    3．飞跃

    随着科技进步，在电力电子技术和微电子技术方面有了飞速发展，以及矢量控制技术的完善，使

    得变频调速技术日新月异，并且变频调速发展空间愈加宽广，涉及领域之多，其优越性为众所周

    知。为此广大科技工作者致力于交流变频调速技术的应用，龙门刨床的拖动方式在向变频调速的

    方向转移，国外已有很多成功应用的实例。

点击此处查看全部新闻图片

    三、EMERSON变频器应用在B2010A龙门刨床上

    1、选型

    根据前述龙门刨床直流拖动系统工作要求，对于取代直流拖动并超越直流拖动的交流变频调速来说，选择高性能可靠矢量型的变频器尤其关键。通过查阅有关资料及请教有关学者（对此深表感谢），加之深入了解国内外同类变频器，反复比较论证，我们从性价比上选择了美国EMERSON公司出产的高性能矢量控制变频器---TD3000系列产品。TD3000系列变频器在性能上完全符合B2010A型龙门刨床拖动系统的要求。它通过对交流电机磁通电流和转矩电流的解耦控制，实现了转矩的快速响应和准确控制，能以很高的控制精度进行宽范围的调速运行；而且我们还采用了有速度传感器PG反馈矢量控制方式。根据我们在实际应用中确实感到TD3000矢量控制变频器稳定可靠，对于象龙门刨床这种从安全可靠性要求很高的大型设备，选用该矢量控制型变频器非常合适。TD3000系列变频器是美国EMERSON公司自主开发生产的高品质、多功能、低噪音的矢量控制通用变频器。具有电机参数自动调谐、零伺服控制、速度控制和转矩控制在线切换、转速跟踪、内置PLC、内置PID控制器、编码器和给定及反馈信号断线监测、掉载保护、内置PG接口、故障信号追忆、28种故障监控、丰富的I/O端子和多达十种的速度设定方式，能满足各类负荷对传动控制的要求。TD3000系列变频器的优越性能主要体现在：

    *有速度传感器矢量控制，调速范围为1：1000，稳态控制精度0.05%；

    *低频启动转矩10-100rpm时,200%额定转矩；

    *启动预励磁,加快矢量控制快速响应；

    *动态转矩响应小于150ms；

    *零伺服锁定功能,可以保持零速时150%的转矩输出;

    *可靠的转矩限定，防止频繁跳闸；

    *功能丰富的对话式操作面板，全系列LCD+LED显示中英文可选；

    *参数的上传拷贝和下传复写功能；

    *功能强大的后台调试监控软件，可通过内置RS485接口组网监控。

    电机、变频系统选型：

    1)主拖动：55KW交流变频电机，TD3000-4T0750G变频器；

    2)垂直刀架：1.5KW交流电机，TD1000-4T0022G变频器；

    3)左刀架：1.5KW交流电机，TD1000-4T0022G变频器；

    4)右刀架：1.5KW交流电机，TD1000-4T0022G变频器

    5)主拖动制动单元：两台TDB-4C01-0300制动单元，两只10Ω、10KW制动电阻。

点击此处查看全部新闻图片

    2.控制原理

    (1)工作台主拖动用EMERSONTD3000变频器驱动变频调速电机,电机为中科院研制生产。该电机采用AUTOCAD辅助设计，充分考虑了正弦脉宽调制技术和矢量控制变频器的特点，低频时转速平稳，无爬行现象，恒力矩调速范围宽，代替A-G-M系统机组实现无级调速。由于我们针对的山东煤矿莱芜机械厂B2010A型龙门刨床，机械上基本上不动,没有增加铣削功能,如果横梁垂直刀架机械刚性足，可以在机械上改造,配刨、铣变速箱来实现铣削功能。通过调试实现了机械刨削速度范围3-80米/分，无级调速；速度还可降至1米/分左右，进行磨削加工。

    (2)工作台换向采用制动单元及制动电阻，制动速度快，从应用来看，TD3000变频器在频繁换向过程中速度降低快，动力制动迅速，由于换向时工作时间短，为抑制泵升电压，采用了制动电阻进行能量释放。

    (3)电气控制系统采用由我们莱芜凤普自控有限公司自行研制的XH-120PLC可编程控制器来实现对主拖动变频器及整个机床的电气控制。优点是控功能强、速度快、易维护、便于改变程序。并且根据工艺情况编制故障，面板显示运行状态、查找故障点简单。

    (4)工作台的减速、换向控制采用龙门刨床高可靠性电子组合开关，无机械磨损、寿命长、无

    故障工作时间在一万小时以上，全密封、无维修、可防止使用中铁屑引起误动作。

    3、龙门刨床简要电气.控制框图(如图三)

点击此处查看全部新闻图片

    四、EMERSON变频器的特性应用

    我们在调试变频器过程中，重点针对工作台频繁换向、快速响应等问题对于变频器参数作了调整，仅举几例加以说明。

    1、注意变频器与电机的自调谐过程：在选择矢量控制方式次运行前，一定要进行电机的自动调谐工作，以便获得被控电机的准确电气参数。这种过程相当于对负载电动机自动地进行一次"等效电路参数测定实验"，力求达到jingque矢量控制。

    2、避免爬行：我们知道由于加工切削量不同、工件重量不等、行程不一、高速运行等严重恶劣条件造成在运动中工作台惯性大，势必会在减速与反向过程中会向原方向作一定距离的惯性运动。所以认真调整TD3000变频器的有关参数，一定要准确控制加减速时间及制动的投入方式，否则将会出现越位等故障。

    3、换向运行的快速响应：应用TD3000变频器在工作台拖动换向上要精心调整转速调节器，使之适应工作要求，当比例增益P和积分时间I参数选取不当时，可能会在系统中产生振荡或产生减速过电压故障。这一点需要根据实际情况来调整。

    4、使电机获得更好的起动性能：我们在调试过程中，将电机预励磁功能参数作了调整，起动方式、起动频率、正反转死区、脉冲编码器等参数作了调整，使之具有更好的响应速度。

    五．应用情况及效果

    根据应用，我们可以得出如下比较：

    1．工作方式：

    在B2010A改造前，工作时，直流发电机组一直处于运行状态，特别是在工作间隙、测量工

    件时等，白白消耗大量的空载能量。改造后，龙门刨床只是在工作台运动时才消耗能量，并

    且在轻载时变频器自动节能。

    2．进线电流：

    在改造前，大刨切削45号钢坯时，吃刀深度10mm，进刀量为1mm，检测进线电流为50A。

    改造后，同样加工条件下，进线电流仅为15.5A。

    3．环境改善：

    改造前，发电机组工作时噪音严重，可达80dB。

    改造后，检测噪音为70dB，大大改善了工作环境，利于操作工人的身心健康。

    4．占地面积：

    改造前，机组占地面积大，现在改造后仅为原来的10%。

    5．机床维修：

    改造前，机床维修量大，并且难以修理，特别是励磁发电机不发电故障。

    改造后，由于变频器控制柜集中，基本上不出大的故障。

    6．机床运行：

    改造前，由于原B2010A机床年久失修，各处性能大不如初，换向惯性大。

    改造后，采用了先进的矢量控制，从性能、稳定性上超过原来，换向惯性小，反向快速响应。

    7．节电效益：

    测量进线，按有功功率来算，每天二班倒，工作15小时，每月平均生产26天，电费成本在

    0.7元，全年可节约电费73500.34元，一项一年左右时间即可收回投资。

    关于艾默生网络能源

    艾默生网络能源是Emerson所属业务品牌(纽约证券交易所股piao代码：EMR)，是"关键业务全保障"的全球，为客户关键业务设施运行提供保障，是客户定制、高适应性和可靠性解决方案的可信赖供应商。拥有业界大的全球服务系统，为通信网络、数据中心、医疗保健中心和工业设施提供全方位的、不断创新的电源、精密制冷、连接和嵌入式产品和服务。

0．前言

在我厂的电炉除尘系统中，采用一次烟气经过第四孔排出和二次烟气经电炉屋顶罩排出相结合的除尘方式。经第四孔排出的烟气温度高达1600℃，必须经过充分的冷却才能送到布袋室。一次烟气经过一号、二号水冷燃烧室、水冷沉降室、水冷烟道、火花捕集器、自然对流冷却管道、机力风冷器、空冷管道与屋顶罩烟气汇合，进入布袋室。水冷烟道出口处的烟气温度必须在630℃以下，布袋室入口处的烟气温度在120℃以下，超过这些值将会损坏设备。

1． 机力风冷器的硬件结构

机力风冷器即强制吹风冷却器，它采用风机为动力，利用常温空气对高温烟气进行强制吹风冷却。其主要结构由上联箱、冷却管、冷却风机、灰斗、接管、梯子平台等部件组成，如图1所示。
该冷却器的换热管为列管式排列。高温烟气从换热管的列管内快速穿过，而常温空气在轴流风机的强制作用下，迅速从换热管的外壁冲shua通过，带走烟气热量，降低了烟气温度。机力风冷器入口处的烟气温度大约为300－450℃，冷却后出口处的烟气温度大约为150－300℃。

轴流风机共6台，分为3组，也即按3层布置，每层2台为一组。每台风机容量为22KW,380VAC供电。风机出口有挡板装置，挡板用压缩空气驱动。
烟气出口处安装了一个测温传感器，为Pt100。

2．轴流风机的电气控制

2．1 风机的主回路和控制回路
单台风机的主回路和控制回路如图2所示。其主回路比较简单，QM1为带有过热过流保护的电源开关，大小为45-70A可调；KM1为三相接触器。
控制回路和plc有关联，比较复杂。K1为继电器，K2是plc输出继电器。电机有两种启动方式，一是就地启动，在现场操作箱把钥匙开关选择就地位，即L方向，然后按启动按钮；另一是远程启动，钥匙开关必须选择R，在监控画面中点击启动按钮，6台轴流风机按照烟气的温度自动启动。

2．2 风机出口挡板的电气原理
风机的出风口安装了挡板，在风机停止或故障时，挡板关闭，防止换热管的热量向电机辐射，造成电机损坏。当电机运行时，挡板打开，使冷风吹向换热管。挡板用气缸驱动，气缸使用了电磁阀来控制。挡板的开启和关闭与风机的启动和停止相关联，其电气原理如图3所示，图中仅给出了一台风机的挡板图。

电磁阀使用24V直流供电。当图2中的KM1得电电机运行时，图3中KM1常开触点闭合，使K3得电，如果开关Q1合上，则电磁阀得电，故风机的挡板打开。

2．3 模拟量采集
对温度的采集使用了Pt100热电阻传感器，它的引线直接连到西门子S7-400模拟量模板上，其接线如图4所示。ADC为模数转换器，“L+”接＋24V直流，M为公共端。“M-”端和“Ic-”端在模板处用短接线连接。

3．风机应用程序

3．1 程序流程
机力风冷器的应用程序是采用西门子step7 5.1编写的,该应用程序是除尘程序的一个子程序。风机基本以自动方式运行，其自动启停流程如图5所示。风机启动前，程序检查各个条件是否满足：“电机准备好”的信号来自图2中11，钥匙开关必须在现场打到远程L位置，在现场的急停按钮没有按下，风机没有误运行等报警等条件均满足，风机允许启动。
在控制室的监控画面上，可以设定风机的启动顺序和当烟气温度达到某值时启动风机。风机分为3组，如图1所示。画面上可以把风机的启动顺序设定为以下6种方式：123，132，213，231，321，312。温度值的设定与第几组风机对应，如果采用“123”这种方式，温度通常设定为“160℃、180℃、200℃”，即当烟气温度达到160℃时，第（1）组风机启动，温度达到180℃时，第（2）组风机启动，温度达到200℃时，第（3）组风机启动。风机的停止随着温度值的降低，先停第（3）组，接着第（2）组，第（1）组。
图5以“123”这种方式描述风机的启停。当烟气温度逐渐降低时，各组风机依次停下来。程序对风

机的停止设定了一个死区，死区值为15℃，此值可以根据工艺状况修改。以温度设定值“160℃、180℃、200℃”为例，当三组风机全运行后，烟气温度降低到200℃以下，风机仍然运行，直到温度降低到185℃（200－15）以下，第（3）组风机才停止运行；据此，第（2）组风机运行后，在165℃以下停止运行，第（1）组风机运行后，在145℃以下停止运行。
设定死区对电机是相当有益的。烟气温度根据电炉冶炼状况的变化而变化，温度变化较快。当没有设定死区时，实际烟气温度在临界温度设定点（160℃、180℃、200℃）处反复变化，会造成风机频繁启停，对电机造成冲击，很容易损坏。

3．2 部分程序分析
在这里对风机的启动和停止的部分程序进行分析，分4个network来描述第（1）组风机启停过程，其它两组与第（1）组相同，如图6所示。

程序中的各符号描述如下：
M0.2－风机处于自动运行模式；M0.3—风机自动模式允许启动的综合条件；M0.4—风机自动运行请求；M0.5—第（1）组风机准备好；M6.0—第（1）组风机启动请求；MW2—存储器字，地址为2；MW8—存储器字，地址为4；DB1.DBW10—从监控画面来的温度设定值；DB520.DBW20—采样实际烟气温度值；DB1.DBX22.0－从监控画面来的风机初始启动命令；DB1.DBX22.1—从监控画面来的风机停止命令；#fg1_deadband—第（1）组风机的死区值。
M指的是CPU的系统存储器的位存储器区的表示符号；DB1.DBW10中DB1表示数据块1，DBW10表示地址为10的字单元；DBX是位地址的表示符号；#fg1_deadband是临时变量。
（S）为置位指令，（R）为复位指令；MOVE是数据传送指令，传送的数据的类型可以为字节、字、双字；SUB_I为两个单精度整数相减指令，IN1减去IN2，把差值放到OUT中；COM<i为两个整数比较指令，相当于一个常开触点，如果in1比in2小，则触点闭合。要使network1中m0.4为“1”，则db1.dbx22.0、 db1.dbx22.1、="" m0.2、="" m0.3的值必须为“1”。在监控画面上点击风机的启动按钮，则db1.dbx22.0为“1”；在画面上没有按下停止按钮时，db1.dbx22.1的值为“0”，而程序中使用了常闭节点，在network1中，此时db1.dbx22.1的值为“1”。风机在远程状态下，有两种操作模式，“自动”和“手动”，在画面上选择风机“自动”，则m0.2为“1”。当风机准备好、风机在远程位等信号均符合时，m0.3为“1”。至此，m0.4为“1”，则置位m6.0。 在network3中，MOVE指令把DB520.DBW20中的值传送给MW8，即把实际的烟气温度值放到MW8。
在network4中，描述了第（1）组风机的停止过程。在M0.4的常开触点为“1”的情况下，若组风机的启动设定值为160℃，即DB1.DBW10的值为160，死区值设定为15℃，即#fg1_deadband的值为15，则MW2的值为145。如果烟气实际温度为150℃，MW8的值大于 MW2的值，则第（1）组风机仍然运行，当烟气温度降到144℃时，第（1）组风机停止运行。

4． 结语
机力风冷器对电炉除尘一次烟气冷却起着重要的作用。它自投入运行以来，运行相当平稳，维护量小且简单。风机的自动启停控制很有特色：使用的测温传感器直接接到西门子S7-400模拟量点，转换任务交给S7，采样简单可靠；采用死区控制风机停止，防止电机在临界点频繁启动，有效地保护了电机。