西门子模块6ES7516-3UN00-0AB0详细说明

西门子模块6ES7516-3UN00-0AB0详细说明

系统保护及安全措施

    1）在手动状态下，推料只有在折角回到位、上折封上到位、下折封下到位的时候，才允许推料动作。

    2）在手动状态下，折角只有在推料回到位、上折封上到位、下折封下到位的时候，才允许折角动作。

    3）在手动状态下，上折封只有在推料回到位、折角回到位的时候，才允许上折封动作。

    4）在手动状态下，下折封只有在推料回到位、折角回到位的时候，才允许下折封动作。

    5）当系统由手动操作状态切换到自动运行状态或者由自动运行状态切换到手动运行状态时，所有的汽缸都自动复位。即推料、折角、整形、上折封、下折封、易拉线、切断、吹气都复位到初始状态。

    6）一旦在自动运行模式下启动时，系统会自动**行检测，确认所有的汽缸是否处在复位状态，如果没有处在复位状态，系统就会报警，同时将所有气缸复位。

    7）为保证气压的正常，一旦气压不足，系统会有提示信息，告知用户，气压不足，系统不能启动。

    8）整个系统提供两个急停开关，一旦出现紧急事故时，按下急停按钮，系统全部停止。所有的操作都禁止，直到故障解除后，将急停按钮复原后，才能进行所有的操作。

    9）伺服一旦出现故障，系统会提示相应的报警信息，提示用户检查伺服电机。

2）可编程控制器PLC—DVP-32EH00T

    采用CPU+ASIC双处理器，分工运算处理技术；基本指令执行速度0.24ms；高速脉冲输出可达200kHz,内建平滑加减速控制；高速计数器计数频率可达200kHz,共四组；I/O模块数据更新界面，不占用程序扫描时间；内建多组外部中断功能；内建RS-232/RS-485通讯口。

    3）伺服系统ASD-A0421LA+ASMT04L250AK

    五机一体，即位置/速度/转距/定位/通讯控制，运转命令来源：①外部端子信号②内部缓存器③上位通讯，速度/转距限制功能；自动增益调整；自动模式，根据估测惯量自动设定控制器增益，系统频宽可设定,15等级；简易模式，可允许负载惯性剧烈变化，系统刚性可设定，15等级；指令平滑功能；具备位置P-Curve与速度S-Curve平滑功能；指令转折瞬间，维持速度与加速度的连续性；内部/外部指令均有平滑功能；/增量命令均有效；软件功能；性能分析，频率响应，数字示波器；状态监视/诊断，显示I/O状态，异常履历；参数管理，参数传输，存储，分类管理；参数规则，根据需求，自动计算相关参数。通讯功能，参数存取/状态与I/O监视，多254轴同时连接；其它系统特色，I/O信号操作，省去上位NC控制器（降低成本），单轴点对点定位控制（内部8点控制），可规划速度控制功能（内部3点速度设定），转距控制功能可规划（内部3点转距控制），/增量坐标位置控制，内含位置教导功能，内含原点搜寻功能，可设定PG分周比，内建数字操作显示及按键，保护功能齐全，错误信息指示。

    4)温控器DTA4848

    提供PID及ON-OFF功能；自动调节PID参数；可接多种热电偶及白金测温电阻输入；二组警报开关，各提供十种警报模式；华氏、摄氏单位显示；按键锁定功能；有4种面板尺寸可供选择；含RS-485通讯界面。

    3.3控制系统设计考虑说明

    控制系统的控制有3种工作方式：1）手动操作；2）单动操作；3）自动连续操作。气动部件控制框图如图3所示。以下对控制系统手动操作方式考虑作简要说明，单动操作和自动连续操作与手动操作方式类似，不再多叙。

    当手动操作时，推料、折角、整形、上折封、下折封、易拉线、下膜、切断、吹气都能独立动作，其中：

    推料：推料—〉推到位—〉推料停—〉推料回—〉推料回到位—〉推料回停

    折角：折角—〉折角折到位—〉折角停

    折角回—〉折角回到位—〉折角回停

    整形：整形—〉整形开始延时—〉时间到—〉整形退

    上折封：上折封向下—〉上折封下到位—〉上折封向下停

    上折封向上—〉上折封上到位—〉上折封向上停

    下折封：下折封向上—〉下折封上到位—〉下折封向上停

    下折封向下—〉下折封下到位—〉下折封向下停

    易拉线：易拉线动作—〉易拉线动作延时—〉时间到—〉复位

    下膜：下膜—〉伺服动作—〉下膜到设定长度后停止

    吹气动作—〉定时—〉定时到—〉停

    切断：单独点动

    吹气：吹气动作—〉定时—〉定时到—〉停

    在自动运行的状态下，系统会自动进行计算，然后在人机上显示

3、包装控制系统

    3．1系统构架

    系统构架框图如图1所示。

    3．2系统构成

    LS-300L型包装机所有机构全部采用气动组件，全部采用气动控制，在同行业同类型产品中属于中机种。该包装机对于各种形状、大小的包装盒都能包装塑料膜，只需通过控制系统的人机界面对输送轨道的宽度、包装膜的长宽、折角整形的宽度等进行调整就能够进行包装。系统主要采用台达工控产品DOP-A57CSTD，DVP-32EH00T，ASD-A0421LA，ASMT04L250AK，DTA4848等构成系统，包装机控制系统运行现场如图2（a）、图2（b）和图2（c）所示。

    现将系统有关配置作如下说明。

    1）人机交互系统DOP-A57CSTD

    支持双通讯口联机功能，内建2组通讯口，可同时连接2种不同通讯格式的控制器，组成多机联机功能；在线/离线仿真功能，提供仿真功能，方便设计者在程序开发阶段进行程序编辑与除错，以避免程序运行时错误；支持SMCCard存取人机资料，利用SMCCard存取人机内部数据，不需使用计算器执行程序上下载，就可对人机直接执行程序的复制功能；USB快速上下载数据，可选择COM口或USB口执行程序上下载，USB可在人机运行中直接执行程序传输，提高操作方便性及数据传输速度；显示器种类为STNLCD；显示器颜色，256色；显示器分辨率，320*240；内建万年历，支持5个外部可编程功能键

本文详细介绍了基于DELTA EH系列可编程控制器和DELTA伺服构成控制系统成功应用于山东一家织机机械厂毛巾织机天经电气控制系统中，整个电控系统主要采用DELTA自动化产品构建，通过用户的近半年试用，效果很好，得到客户的认同并确定正式采购。
关键词：DELTA可编程控制器 DELTA伺服 电气控制系统 毛巾织机
一、前言
毛巾织机是剑杆织机一种，它和普通剑杆织机的主要区别在于毛巾织机比普通剑杆织机多了一个经轴，即天经！

由于是双经系统故控制就比一般织机的电控系统要复杂。但毛巾织机天经相对来说又有一定的独立性和特殊性，它的独立性对于其它控制部分来说，它们之间只存在张力、纬密、速度、起停的同步；它的特殊性在于在整个运行过程中存在三个张力段、三个纬密，这和地经（普通织机的经轴）有着明显的区别！对此，以往有不同的控制方案：
1、算出当前天经直径和初始直径及初始速度算出当时天经速度：这个方案需要值编码器采样、相应速度快的专控器(单片机)才能支持和完成该算法。这种方案特点是系统性能好，但价格高，国外一般采用。
2、分段控制当前张力：及时采集当前张力信号和设定张力相比，根据差额情况确定加减量多少！这个方案国内有些厂家采用。该方案主要硬件采用单片机+LCD+张力传感器，成本低，但系统实际运行效果不佳，原因在于它的算法比较粗糙、结果实际系统运行天经张力不均匀、有抖动现象。
根据事前充分的调研和在调试过程中的体会，我们控制系统的特点在于：
A、该系统硬件均采用DELTA 自动化产品即 ：EH型可编程控制器、ASD-A 型伺服控制器、TP04G文本显示，这样系统维护方便、升级简便。
B、该系统软件算法和以往不一样，它的特点在于：
1）以张力设定值为基准、以张力测量值为参考，通过速度来改变张力。
2）当前速度为初始速度+脉冲增量速度+PID增量速度之和。
3）脉冲速度增量权值和PID速度增量权值不是固定的，在不同的经直经值段是不一样的。
二、 主要工艺

通过织物可以看出其主要工艺：
1、 三张力：起毛张力、缎档张力、平纹张力
2、 三过程：起毛、缎档、平纹
3、 三纬密：起毛纬密、缎档纬密、平纹纬密
三、系统构架
1、 硬件构架（TP04+EHPLC+ASD）
四、调试
步：电路接线检查并通电
第二步：输入/输出信号测试
第三步：三张力手动测试、上下限张力确定
第四步、工艺参数设定
第五步、伺服参数设定
第六步、手动动作调试
第七步、快车测试、纬密调整（起毛倍数调整）

4 VE系列变频器力矩控制参数

   4.1变频器参数的设置过程

    （1）收卷变频器的参数设置

     将变频器带空电机作VF运行，并且察看电机运行状态（输出电压/输出电流/实际转速）：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

01-01

0101H

Motor1 Fbase   

Hz 

50.00

01-02

0102H

Max Out-Volt 1 

V  

380.0

10-00

0A00H

Encoder pulses 

512

10-01

0A01H

PG bbbbb setting

1

    将变频器指令频率设置到50hz，察看r状态为+1490rpm。

    将电机参数写入到变频器对应参数：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

05-01

0501H

Motor1 Rated A 

Amps

15.80

05-02

0502H

Motro1 Rated P 

Kw 

7.50

05-03

0503H

Motor1 Rated   

RPM

1490

05-04

0504H

Motor1 Poles   

4

    做电机自整定，并且将控制方式更改为向量控制FOC+PG，运行看是否正常；

    电机动态整定后电机参数如下表：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

05-05

0505H

Motor1 No-Load 

Amps

6.75

05-06

0506H

Motor1 Rs      

ohm

1.160

05-07

0507H

Motor1 Rr      

ohm

0.968

05-08

0508H

Motor1 Lm      

mH 

186.1

05-09

0509H

Motor1 Lx      

mH 

18.2

   调整控制方式并且从0-50hz运转，察看电机状态正常（输出电压/输出电流/电机转速）

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

00-10

000AH

Control bbbbbb 

3

    控制方式改为转矩控制TQR+PG，并且调整相应的转矩参数以及外部端子功能：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

00-10

000AH

Control bbbbbb 

4

00-20

0014H

Source of Freq.

2

00-21

0015H

Source of Oper.

1

01-00

0100H

Max Output Freq.

Hz 

70.00

01-12

010CH

1st Accel Time 

sec

8.00

01-13

010DH

1st Decel Time 

sec

12.00

03-01

0301H

ACI Selection  

2

03-12

030CH

ACI/AVI2 SEL   

1

07-21

0715H

SOURCE OF TQR  

2

07-24

0718H

Speed Limit Sel.

1

    （2）放卷变频器的参数设置

    将变频器带空电机作VF运行，并且察看电机运行状态（输出电压/输出电流/实际转速）：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

01-01

0101H

Motor1 Fbase   

Hz 

50.00

01-02

0102H

Max Out-Volt 1 

V  

380.0

10-00

0A00H

Encoder pulses 

512

10-01

0A01H

PG bbbbb setting

2

    将变频器指令频率设置到50hz，察看r状态为+995rpm。

    将电机参数写入到变频器对应参数：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

05-01

0501H

Motor1 Rated A 

Amps

17.90

05-02

0502H

Motro1 Rated P 

Kw 

7.50

05-03

0503H

Motor1 Rated   

RPM

995

05-04

0504H

Motor1 Poles   

6

电机动态整定后电机参数如下表：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

05-05

0505H

Motor1 No-Load 

Amps

11.74

05-06

0506H

Motor1 Rs      

ohm

1.027

05-07

0507H

Motor1 Rr      

ohm

0.669

05-08

0508H

Motor1 Lm      

mH 

102.5

05-09

0509H

Motor1 Lx      

mH 

16.2

          调整控制方式并且从0-50hz运转，察看电机状态正常（输出电压/输出电流/电机转速）

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

00-10

000AH

Control bbbbbb 

3

          控制方式改为转矩控制TQR+PG，并且调整相应的转矩参数以及外部端子功能：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

00-10

000AH

Control bbbbbb 

4

00-20

0014H

Source of Freq.

2

00-21

0015H

Source of Oper.

1

01-12

010CH

1st Accel Time 

sec

12.00

01-13

010DH

1st Decel Time 

sec

8.00

02-01

0201H

Multi-Fun bbbbb1

39

03-01

0301H

ACI Selection  

2

03-12

030CH

ACI/AVI2 SEL   

1

07-21

0715H

SOURCE OF TQR  

2

07-24

0718H

Speed Limit Sel.

1

    由于放卷变频器工作时输出转矩方向与转速方向相反，所以将外部端子MI1设置为39功能转矩命令方向。

    3）压花变频器的参数设置

          将变频器带空电机作VF运行，并且察看电机运行状态（输出电压/输出电流/实际转速）：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

01-01

0101H

Motor1 Fbase   

Hz 

50.00

01-02

0102H

Max Out-Volt 1 

V  

380.0

          将电机参数写入到变频器对应参数：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

05-01

0501H

Motor1 Rated A 

Amps

11.50

05-02

0502H

Motro1 Rated P 

Kw 

5.50

05-03

0503H

Motor1 Rated   

RPM

1470

05-04

0504H

Motor1 Poles   

4

05-03为估测值。

    做电机自整定，并且将控制方式更改为向量控制SVC，运行看是否正常；

          电机动态整定后电机参数如下表：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

05-05

0505H

Motor1 No-Load 

Amps

05-06

0506H

Motor1 Rs      

ohm

2.011

05-07

0507H

Motor1 Rr      

ohm

1.430

05-08

0508H

Motor1 Lm      

mH 

296.7

05-09

0509H

Motor1 Lx      

mH 

29.2

          调整控制方式并且从0-50hz运转，察看电机状态正常（输出电压/输出电流）：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

00-10

000AH

Control bbbbbb 

2

           调整相应的参数以及外部端子功能：

Pr. No

MODBUS

Debbbbbbion

Unit

Data

00-20

0014H

Source of Freq.

2

00-21

0015H

Source of Oper.

1

01-10

010AH

Upper Bound Freq

Hz 

40.00

05-25

0519H

Slip Comp Gain 

1.00

          如果运转过程中出现力矩不足问题，可以将参数05-25改为2。

4.2 运转状态纪录（线速度设定为160）

    （1）收卷卷径小时（76mm）：

F（hz）

H（hz）

U（VDC）

A（A）

7-20转矩命令（%）

收卷电机

58.65

16.32

561

6.82

8.8

放卷电机

41.89

2

562

13.1

-43

压花电机

41.84

40.21

560

4.6

    （2）收卷卷径大时（1000mm）：

F（hz）

H（hz）

U（VDC）

A（A）

7-20转矩命令（%）

收卷电机

70

7.3

555

7.87

32.1

放卷电机

50

3.3

555

12.19

-24.6

压花电机

50

40.19

552

4.3

    根据测试数据，不论是控制收卷，放卷还是压花的变频器，在满卷和空卷的整个工作的过程中，输出电流都在变频器额定电流以内，母线电压也处于很安全的范围，变频器应该能够长期工作。