西门子模块6ES7214-1BD23-0XB8常备现货

1、引言

　　线缆行业目前正在向产品多样化、生产自动化等更高的技术层次发展。在线缆行业中，应用广泛的就是放线架，而动力放线架又是其中技术含量较高的一种设备。动力放线架一般要求变频器含有PID调节的功能，并且PID是可以双向控制的。目前在行业应用中，只有少数的几个牌子的变频器可以不加任何辅助配件就可实现这样的要求。

　　SVF3000 是目前拥有此项功能的为数不多的国产变频器之一，出色的控制性能和良好的可靠性，更保证了西林变频器在线缆行业的优越表现。

2、工艺介绍

　　动力放线架作为多种设备的前端，一般来说，对动力放线架的要求有以下几点：

a 在引取速度加快时，放线速度也跟着引取速度快速加速；

b 在引取速度减速时，放线速度也跟着引取速度减慢；

c 当稳定运行在某个速度时，放线架的摆杆要稳定；

d 当出现松线和断线的时候，要求放线盘可以自动反转；

e 在引取速度为0时，放线电机要进入停机状态，不出现反复摆动；

f 需要有断线检测功能；

g 异常情况要有抱闸动作输出。

　　以上的几点要求全部有变频器的功能完成，而且要求变频器对速度的反映要相当灵

敏。

3、 控制方案

　　SVF3000系列变频器是西林技术推出的新一代高性能变频器。在满足客户性能要求的基础上，将一些过去由配套厂家硬件实现的功能通过变频器自有的软硬件来现，为用户提供一个的产品平台。

　　针对动力放线架对变频器的要求，SVF3000在频率源选择选为 主＋辅，主频率为PID，辅助频率为0，可以实现PID的双向正反转控制。具体接线图及主要参数如下：

2： 1 端子命令
F0.03： 7 主频率源为PID
F0.06： 0 辅助频率源为0
F0.07： 2 频率源为 X+Y
F0.13： 0.2s 加速时间
F0.14： 0.2s 减速时间

F4.01： 23 OC1输出抱闸信号（在每次停机时）

F4.05： 5.0s OC1输出抱闸信号有效时间

F9.00： 2101 PID模式（反馈由AI1来输入）
F9.06： 30 P
F9.07： 5.0s I
F9.08： 50.00Hz 反转截止频率
F9.12： 3.00Hz 睡眠频率（在收线停止后放线盘不会反复正反转）
F9.13： 3.0s 睡眠延时
F9.14： 90.0 唤醒值
F9.15： 0.1s 唤醒延时

F9.16： （断线检测方式）

0 不检测

1 根据PID反馈（摆杆信号）信号进行检测

2 根据断线接近开关信号检测

F9.17: 10% PID反馈断线判断阀值

F9.18: 2.0S 断线检测判断延时

4、调试

　　SVF3000 在接线和调试方面都是很方便的。调试中应该注意的问题：

a PID的作用方向一定要选为反作用，这是一个正反馈系统；

b 由于动力放线架都有抱闸装置，所以停机方式请选择自由停车；

c 调试的关键在于找到摆杆稳定工作的点，然后将这点所在的位置定义为PID的给定；

　　在实际应用中，SVF3000变频器对速度的响应非常灵敏，在快速速度跟踪和松线反向收线两方面表现非常出色，由于在通用变频器的基础上增加了断线检测功能以及时间可设置的抱闸控制信号，tigao了性价比，完全满足客户的需求

梁式抽油机磕头机是油田广泛应用的传统抽油设备，通常由普通交流异步电动机直接拖动。其曲柄带以配重平衡块带动抽油杆,驱动井下抽油泵固定周期的上下往复运动，把井下的油送到地面。在一个冲次内，随着抽油杆的上升/下降，而使用电机工作在电动/发电状态。上升过程电机从电网吸收能量电动运行；下降过程电机的负载性质为位势负载，加之井下负压等电动机处于发电状态。

　　然而，井下油层的情况特别复杂，有富油井、贫油井之分、有稀油井、稠油井之别。恒速应用问题显而易见。如抛却这些不谈，就抽油机油泵本身而言，磨损后的活塞与衬套的间隙漏失等都是很难解决的问题，况且变化的地层因素如油中含砂、蜡、水、气等复杂情况也对每次抽出的油量有很大的影响。看来，只有调速驱动才能达到佳控制。

　　引进调速传动后，可根据井下状态调节抽油机冲程频次及分别调节上、下行程速度，在tigao泵的充满系数的同时减少泵的漏失，以获得大的油量。尤其是采用变频调速即无启动冲击，又可解决抽油机能力过剩、负荷率偏低、功率因数偏低等问题，获得节能增效的同时又能tigao整机寿命。

　　在诸多的调速传动方案中，比较常用的是间歇工作节能型，动态调压调速节能型及变频调速节能型产品。

　　间歇工作节能型产品主要是针对贫油井、老油井等产油量小甚至有空抽的具体情况而采用的。用微处理技术配合液量传感器，对小于经济液量的油井实行停机处理，采用简单的Y/△变换自动开停，以保证开机时抽油机的大效率，同时避免低效抽取，节约电能。

　　动态调压节能型产品是根据抽油机上下行程负荷变化，即时调节电动机电压，使抽油机工作能力始终与实际符合相匹配，从而大限度地达到节能的目的。

　　以上产品与变频调速相比，节能效果相对较差；因此用变频调速改造采油设备势在必行，节电率可达到15%～30%

随着电子技术、计算机技术、自动控制与自动检测等技术的高速发展，反映到控制系统中来，它既能帮助车床自动化，又能tigao加工准确度，因而就发展成为数控系统。

一、拖动系统的特点

　　金属切削车床的基本运动是切削运动，即工件与刀具之间的相对运动，切削运动由主运动和进给运动组成。在切削运动中，承受主要切削功率的运动称为主运动。在车床中，主运动是工件运动。

　　金属切削车床的主运动都要求调速，并且调速的范围往往较大。金属切削车床主运动的调速。一般都在停机的情况下进行，在切削过程中是不进行调速的

二、主运动的负载性质

　　通用车床的低段速，允许的大进刀量都是相同的，负载转矩也相同，属于恒转矩区；而在高速段，由于受床身机械强度和振动以及刀具强度等的影响，速度越高，允许的大进刀量越小，负载转矩也越小，但切削功率保持相同，属于恒功率区。恒转矩区和恒功率区的分界转数称为计算转数，用nD表示。计算转速大小的规定大致如下：一般规定，从低速起，以全部级数的1/3的高速作为计算转速。随着刀具强度和切削技术的tigao，计算速度已大为tigao，通常的规定是：以高转速的（1/4~1/2）作为计算转速：nD≈n max/(2~4)

三、车床的大致构造与拖动

　　1.以车床的主要部件有：

　　①头架：用于固定工件，内藏齿轮箱，是主要的传动机之一。

　　②尾架：用于顶住工件，是固定工件用的辅助部件。

　　③刀架，用于固定车刀。

　　④床身，用于安置所有部件。

　　2.拖动系统：主要包括以下两种运动：

　　①主运动：工件的旋转运动为主运动，带动工件旋转的拖动系统。

　　②进给系统：主要是刀架的移动。

　　3.主运动系统阻转矩的形成：主运动系统的阻转矩就是工件在切削过程中形成的阻转矩，切削功率用于切削的剥落和变形，故切削力正比于被切削的材料性质和截面积，切削面积由切削深度和走刀量决定，而切削转矩则取决于切削力和工件回转半径的乘积，其大小与下列因素有关：

　　①切削深度，

　　②进刀量，

　　③工件的材质与直径等

一、 概述
我公司制桶生产已有多年，制桶生产线已有多条。制桶生产线的工艺过程是：将马口铁弯卷成圆桶形焊接，然后经过成方机加工，使之成为长方形，然后经翻边机翻天地边，经卷封机卷天、地板。经检验成为成品桶。在制桶线的成方机中，由于有检测有桶否 ，确定焊缝位置，把圆桶举起成方，放下，搬送等加工过程。机器动作多，控制过程比较复杂，故选用PLC加以控制。
二、硬件配置
成方机是在PLC系统的控制下实现全自动化生产的，这套控制系统是由日本立石公司的C40P组成的中心处理单元，硬件联接见图1


　　　　　　 图1 硬件联接图

　　可编程序控制器，简称PLC；在生产设备中有大量的开关量及模拟量的控制装置，如：电机的启停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、liuliang的设定与控制等等。以前，以上的控制主要是用继电器或分立元件来实现。但随着生产的飞速发展。人们对这些自控装置提出了更通用、易变、易修、可靠、经济的需求。随着电子技术的发展，人们开发了各种各样的可以满足上述要求的控制装置，其中就有可编程序控制器（PLC）。PLC是1969年才开始发展的。它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，逐步形成了各具特色的系列产品。OMRON C40P具有以下特点：
1．功能齐全：PLC的基本功能包括开关量输入/输出。内部中间继电器,延时ON/OFF继电器、锁存继电器、主控继电器、计时器、计数器、移位寄存器、四则运算、比较、二十进制转换等。
2．应用灵活：C40P的标准的积木式硬件结构，以及模块化的软件设计，使得它不仅可以适应大小不同、功能繁多的控制要求，而且可以适应各种工艺流程变更较多的场合。它的安装和现场接线简便，由于它的逻辑、控制功能是通过软件完成的，因此允许设计人员在没有购买硬件设备前就进行“软接线”工作，从而缩短了整个设计、生产、调试周期。
3．操作方便、维修容易：C40P采用电气操作人员习惯的梯形图形式编程与功能助记符编程，使用户能十分方便地读懂程序并编写、修改程序。PLC带有完善的监视和诊断功能，对其内部工作状态，通信状态，I/O点状态和异常状态均有醒目的显示。因此，操作人员，维修人员可以及时准确地了解机器故障点，利用替代模块或插件的办法迅速处理故障。
4．稳定可靠：各生产PLC的工厂都严格按有关技术标准进行出厂检验。C40P通过了JIS标准，所以，尽管PLC有各种型号，但都可以适应恶劣的工业应用环境。另外，由于其结构精巧，所以耐热、防潮、抗震等性能也很好。
三、软件结构
OMRON公司C40P可编程控制器所用编程语言为梯形图。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2流程图


由于制桶生产线上成方机的工艺要求是：（1）将焊接罐体由圆形变为方形。（2）保证焊缝的位置在罐边的正中位置。所以，在软件设计中，首先考虑将罐的焊缝位置找正，固定后，通过成方工位，使之成方，然后运送出成方机，完成成方工作。
寻找焊缝的工作是由一个振动传感器和一个放大器完成。由于焊缝是凹凸不平的，这样可由一个振动传感器检测，测到后传入放大器，放大器输出后输入到可编程控制器，告知焊缝找到。成方的工作是由两个扩张块完成，当圆形罐到扩张块中，扩张块向外扩张，使圆形罐变成方形，完成成方工作。
四、控制功能
在自动运转条件时，自动运转中间继电器得电，定位阀得电常闭，运送电机动作。然后检测罐是否到位，到位后罐被阻挡杆定位，使罐体位置正确，然后是检测、圆盘上升，计数等动作，边缝检测到后放下，到扩张工位扩张，然后，送出罐体，完成成方机工作送到下一工序。在手动运转条件下，也可一步一步完成这些动作。
在焊缝检测工位，由于在旋转的罐边缘测焊缝后要马上停下来，以保证焊缝位置正确，这里利用了一套制动离合器：当电机带动焊罐在旋转时，制动离合器带着旋转，当焊缝找到后，制动离合器动作，使焊罐准确停止，保证了焊缝的位置。
五、结束语
　　虽然PLC控制器价格较高，但由于PLC内部辅助继电器的存在；及输出点能承受大负荷，故可以直接驱动一般的电磁阀和信号灯，这样便能节约原来所有的中间继电器，由于元件的减少而使控制柜的体积缩小。并且，PLC的可靠性较高，功能也较全，是理想的控制器件。

近些年来，工业洗涤设备尤其以水洗设备为主，变频器的应用越来越普及，变频器也因此为工业洗涤设备带来了全新的技术革命，从早的不可调速的半自动洗衣机到用两个双速电机来实现四个速率的全自动洗衣机，后发展到只需一个电机就可实现多段速率的现代洗衣机。

全自动洗衣机的洗涤过程如下：


首先，加水，正反转洗涤25分钟，洗涤完毕后，排水，进入脱水阶段，脱水阶段包括均布、中脱和高脱三个过程，均布即是在有水和无水的情况下，以比洗涤过程高的转速正向旋转1.5分钟，使衣物均匀地附着在洗衣机的滚筒内侧，以使后续的脱水过程平稳；排水后，tigao转速进入中速脱水过程（2分钟），随后再进入高速脱水过程（5分钟），使衣物的含水率降至所要求的水平。

速度的设定方式有两种：

1）以多段速的方式，在变频器上直接设定各阶段运行速度；

2）通过洗衣机专用控制电脑，以通讯方式设定各阶段的运行速度。

各阶段的运行速度为：

洗涤：30rpm左右

均布：60rpm左右

中脱：400rpm左右

高脱：700～800rpm。

工业洗衣机要求变频器能提供高转矩、多段速、宽电压范围、自动转差补偿和方便的通讯方式；性能稳定，能适应各种宾馆、酒店洗衣房的高温、高湿的环境；变频器供应商能提供及时的和完善的服务，要求变频器能适应工业洗衣机特定的洗涤工艺要求和特定客户群的服务要求。我公司从1992年开始探索生产全自动变频工业洗衣机，先后引进了欧洲和台湾品牌变频器，在全国试验成功，由于变频器是工业洗衣机中的核心关键部件，上述两品牌在质量、服务和价格方面均存在不足，2001年，我们又引进了美国EMERSON（艾默生）变频器，EMERSON公司的“关注客户需求”的经营理念和遍布全国乃至世界的联保服务中心和DriveCenter吸引了我们，EMERSON变频器性能优异、质量可靠、价格适宜，调节简单，操作方便，根据我公司的技术要求，EMERSON变频器采用了首创的V/F曲线自动调节技术，根据洗涤状况自动诊断及调整V/F曲线，使洗衣机启动平稳，电流降低，2001年在我公司200kg型全自动洗衣机上应用，运行至今，稳定可靠。

工业洗衣机电气接线原理示意图：

今年，为了进一步降低成本，tigao产品竞争力，我公司又引进了新型变频电机，新型电机要求变频器提供手动V/F曲线调节功能，ENERSON公司又为我司研制了新型变频器，增加了多段V/F曲线功能。在工业洗衣机中，要求V/F曲线如下：

图中：a、A代表低电压及低频率

b、B代表中间电压及中间频率

c、C代表高电压及基本运行频率

（A、a）点可以在原点，A的范围大致在0～4HZ之间，a的范围大致在0～25V之间，调节（A、a）点可影响设备的启动转矩，从而影响设备的洗涤转速。如果（A、a）点下移，则设备的启动频率低，洗衣机启动缓慢且平稳，要求变频器的低频启动转矩要大。

（B、b）点的调节则直接影响设备洗涤时的运行电流，这是非常重要的一点。如果（A、a）与（B、b）点之间的斜率大，即V/F曲线坡度陡，则运行电流会很大，但坡度太缓也不行，这里需要根据经验来调节。

以100kg型洗衣机为例：

（A、a）点：2HZ，24V

（B、b）点：25HZ，112V

（C、c）点：50HZ，380V

经过在100kg型洗衣机上的试验(变频器为TD2000-4T0110G，11kw)，得出数据如下：

启动电流（A）运行电流（A）转速（rpm）频率（HZ）

洗涤11.811.3327.06

均布13.17.66011.66

中脱7.21.935065.36

高脱6.72.8653123.6

以上数据是反复试验两天得出的，期间有过连续运行四小时的情况，无一次异常事故，变频器温升很小。另外，在30kg、50kg、70kg机型上均得出类似结论。而在使用新型电机和EMERSON变频器之前，100kg型全自动洗衣机洗涤时的运行电流为30A左右，必须使用15KW变频器。可以看出，EMERSON变频器在我公司洗涤设备降低成本方面起到重要作用。EMERSON变频器的确是一款适合洗涤设备使用的优质变频器。