西门子模块6ES7222-1BF22-0XA8选型手册

 1 系统概述
　　 纤维滤棒成型机组控制和传动系统采用了Lenze公司的伺服系统、Digital公司的触摸式控制屏和西门子公司的PLC，分别通过MPI和DP通讯控制。

　　 纤维滤棒成型机通过二次开松、增塑剂添加、卷制成形、刀盘切断和排列装盘的过程生产滤棒。　　　　
　　2 控制策略　　
　　(1) 对增塑剂添加的控制策略
　　 起初延用原系统的欠阻尼响应曲线的控制方式。但是，在实际调试过程中，发现该控制方式存在一定的缺陷，具体表现为：每天*次上电开机时，增塑剂存储器中增塑剂积累时间过长，造成一段时间内滤棒增塑剂含量过低。根据售后服务部门的反馈，某些烟厂为保证滤棒质量往往会剔除*盒滤棒。这样会有较大的浪费。　　
　　 产生这种情况是因为烟厂每天工作结束时或者CPU重启时机组都会停机，并排空存储器中的增塑剂。由于欠阻尼响应到达设定值时间过长，造成开始阶段滤棒增塑剂含量过低。日常生产班次中，每次停机不排空增塑剂，而是在存储器中保有一定储存量。　　
　　 根据自动控制原理，车速斜坡响应可以分为过阻尼响应、临界阻尼响应和欠阻尼响应。理论上说，临界阻尼响应是的控制方式，这种响应方式既实现了控制的快速性又实现了控制的稳定性；过阻尼响应是为了稳定性牺牲快速性；欠阻尼响应则是为了快速性牺牲稳定性。然而，临界阻尼由于条件过于苛刻，在实际控制中是无法实现的。　　
　　 根据剩余的两种响应曲线的特性，笔者认为CPU启动时使用欠阻尼响应曲线，其理由是：CPU启动状态下，对增塑剂积累时间的要求优先于增塑剂含量的稳定性；而其他状态下使用过阻尼响应曲线，此时对含量的稳定要求优先于积累的快速性。　
　　 因此，利用S7-300启动时的组织块OB100在CPU启动中只执行一次的特性，对增塑剂伺服电机的控制方式依据机组不同的启动状态采取了不同响应曲线下的控制方法。具体来说，在CPU启动时（此时增塑剂存储量必定为零），通过启动组织块OB100中送出高速运转命令至增塑剂伺服电机，使控制曲线成为欠阻尼响应状态以实现对存储器中增塑剂的快速积累。而在非CPU启动状态，控制增塑剂伺服电机的FC功能块将送出普通速度命令，使控制曲线成为比较接近临界阻尼的过阻尼响应状态。　
　　 新的设计*避免了CPU重启时带来的增塑剂积累过慢的问题、减少了废品数量，因此这样的设计不会影响正常生产状况时增塑剂含量的稳定性。　　
　　(2) 对滤棒剔除支数的计算策略
　　 在纤维滤棒成型机的生产中，为保证滤棒质量，每当速度低于一定的设定值时，机组就会剔除此时的滤棒。此时机组的速度是不断变化的，按通常方式无法计算出具体的剔除支数。这对统计生产效率带来了相当的困难。　　
　　 笔者可以得到动态的车速反馈，但这条反馈曲线是不断波动和变化的非线性曲线。对于非线性曲线，数学上只能够采用面积积分求解的计算方法。对于此项目就是要求给出一定时间内主电机的圆周行程，即机组一段时间内所生产的滤棒长度。　
　　 从这一角度出发，笔者考虑采用了对车速进行模拟积分的计算方法，即从积分的基本定义出发，求出剔除时间内的滤棒生产长度L=Σ(Δv*Δt)，再除以单个滤棒长度得剔除支数的计算方法。　　
　　 按照积分的定义要求，积分求解是在一定条件下才能够成立。这个条件就是Δt要足够的小即Δt→0。在实际过程中，近似认为Δt=20ms时可以满足条件。此时，计算得出的滤棒支数与实际滤棒支数的误差在±3支以内。在精度上，以zui高生产速度3300支/分钟计（此时滤棒长度为120mm），±3支的精度是*可以满足精度要求。所以笔者认为只要将Δt控制在20ms时就可以满足积分求解的条件。　　
　　 原系统的PLC扫描一周的时间高达几十毫秒，显然不满足要求。而此项目采用的S7-315-2DP，其单指令扫描周期为10μs级、整个扫描周期被缩短为7~8ms，这样就满足了积分计算的要求

产品详情

　　首钢京唐30万吨横切机组

　　一、项目背景

　　首钢京唐30万吨横切机组项目系由首钢国际工程技术有限公司总包。机械设备成套属设计院自主设计、研发。横切机组位于1580热轧工程成品库内，同时通过矫直 技术，改善钢板板型和降低残余应力，主要用于将热轧成品钢卷切成满足用户要求的钢板

　　二、解决方案

　　采用西门子SINAMICS家族更新推出的高性能变频调速器-S120，SLM+MM架构，系统分为690V和380V两电压等级，690V等级选用两个1000KW的SLM整流回馈模块，10套MM电机模块。380V选用1个500KW的SLM整流回馈模块，28套MM电机模块。系统供16套CU320 为了满足高精度的要求，每个电机模块配置了SMC30。选用S1***大减少了柜体的数量，通过CU320通讯减少了DP从站数量，从而减少了故障率。

　　首钢京唐钢铁公司1580mm热轧工程钢卷托盘运输系统变频传动系统

　　一、项目背景

　　钢卷双排式托盘运输系统是由北京首钢国际工程技术有限公司与国外公司联合设计。双排式托盘运输系统双层式托盘运输基础上发展而来的更新技术，具有设备基础浅、设备重量轻制造检修和维护方便、自动化控制方式灵活、投资少、运行成本低等特点。此系统为四条生产线。

　　二、解决方案

　　该系统采用了SINAMICS家族新推出的S120系列产品，采用矢量控制，共选用SLM整流模块2台，控制单元CU320 60台、电机模块170台、带扩展型CF卡、扩展端子板等，在配置上由1个CU320控制3个电机模块，模块与模块之间通过DRIVE-CLiQ电缆连接。PLC通过CU单独的控制每一台电机模块。

　　高炉上料卷扬变频系统

　　一、系统介绍

　　在高炉炼铁生产中，上料系统主卷扬系统为整个高炉的核心设备，负责高炉原料的输送。其运行的稳定与否，对整个钢铁工艺流程有着直接和显著的影响，其可靠性直接影响到生产效率及经济效益。

　　二、系统运行特点

　　采用S120变频多传，SLM+MM架构

　　1、能够频繁启动、制动、停车、反向，

　　转速平稳，过渡时间短；

　　2、能够按一定的速度运行；

　　3、能够广泛地调速；

　　4、系统工作可靠。

　　三、类似项目

　　天柱钢铁二期580m3高炉、唐银钢铁1080m3高炉、唐山迁西远大450m3高炉、武安龙鼎钢铁680m3高炉、唐山春兴钢铁680m3高炉、武安金鼎二期高炉上料。

　　转炉炼钢变频系统

　　一、系统介绍

　　在转炉炼钢生产中，转炉倾动及氧枪升降系统为整个转炉的核心设备。其运行的稳定与否，对整个钢铁工艺流程有着直接和显著的影响，其可靠性直接影响到生产效率及经济效益。

　　二、系统运行特点

　　采用S120变频单传，AC/AC变频

　　1、能够频繁启动、制动、停车、反向，

　　转速平稳，过渡时间短；

　　2、能够按一定的速度运行；

　　3、能够广泛地调速；

　　4、系统工作可靠。

　　三、类似项目

　　永兴钢铁150T转炉变频系统；

　　日照钢铁120T转炉变频系统。

　　印度电钢2×60吨转炉及连铸工程

　　110/30吨铸造吊桥式起重机

　　一、项目背景

　　铸造桥式起重机是钢铁行业更重要的组成部分之一，直接影响整个企业的安全、正常生产。

　　二、解决方案

　　西门子SINAMICS S120系列变频器，变频器采取ALM+电机模块的方式。

　　ALM: 300kW*2

　　电机模块组成：

　　主起升：（2钩+1备用）160kW

　　副起升：（1钩+1备用）107kW

　　副小车：9.7kW

6ES7215-1HF40-0XB0技术参数

SIMATIC ET 200为所有应用提供解决方案
SIMATIC ET 200有丰富的分布式 I/O 系统可供选用,既可以用在控制柜中,也可以直接用在不带控制柜的机器上,还可在危险区域中使用域。模块化的设计让您能够轻松、快速地调整和扩展 ET200 系统。已集成的附加模块可以降低成本,同时拓宽了应用范围。您可以从多种不同的组合方案中进行选择：数字量和模拟量输入/输出、带 CPU 的智能模块、安全系统、电机启动器、气动装置、变频器以及各种不同的技术模块（例如,计数、定位等）。
通过 PROFIBUS 和PROFINET进行的通信、统一的工程组态、透明诊断功能以及 SIMATIC控制器和HMI单元的接口,都证明全集成自动化具有*的集成功能。

关于西门子,西门子整合的智能交通系统可以更低的成本确保充分利用交通运力,从而使人们的出行更便捷、更安全、更准时.楼宇集成解决方案在效率、安全性和舒适度方面树立全新*.荃面的能源管理解决方案帮助企业高笑安全地利用能源、节约能源

S7-1200系列PLC通过PROFINET与V90PN伺服驱动器搭配进行位置控制，在PLC中组态位置轴工艺对象，V90使用标准报文3，通过MC_Power、MC_MoveAbsolute等PLC Open标准程序块进行控制, 这种控制方式属于中央控制方式（位置控制在PLC中计算，驱动执行速度控制）

变频器在运行过程中,按下急停按钮后需切断电机的电源,此时是应该切断变频器输出端的电源还是输入端的电源？那种断电方式对变频器没有损坏？纵观以往的一些控制变频器方法,基本没有在按下急停按钮时,切断变频器主电源的控制方法.原因有一下几点：1)当变频器在运行过程中,无论从切断输入、输出都将严重影响变频器的使用寿命.如果是先切断输入,变频器由于没有工作电压支持,变频器将无法正常工作(做出必要的相应).如果切断输出,过大的工作电流无法释放,将造成变频器输出模块故障.2)一般急停按钮控制采用3对触点方式,其中一对触点,进plc控制回路,控制变频器的停止运行,另外2对触点控制变频器及控制回路的输出,或进入安全模块迅速切断相关的控制

PROFINET
PROFINET 是自动化领域中的开放式、跨供应商工业以太网标准 (IEC 61158/61784)。
PROFINET 基于工业以太网,可实现现场设备（IO 设备）和控制器（IO 控制器）之间的直接通信,能够用于运动控制应用的等时同步驱动控制解决方案。PROFINET 基于符合 IEEE 802.3 标准的标准以太网技术,可将现场层的任何设备连接到管理层。这样,PROFINET 可实现系统范围内的通信、工厂范围内的工程组态,并将 Web 服务器或 FTP 等 IT 标准技术一直应用到现场层。可以方便地集成经过反复检验的现场总线系统（如 PROFIBUS 或 AS-Interface）,无需对现有设备进行任何改动。

SIMATIC ET 200S 具有集成了CPU S7-314 功能的带有 PROFIBUS DP 通讯口的 IM151-7 CPU 和带有 3 个PROFINET 端口的 IM151-8 PN/DP CPU。该系列CPU 用于ET 200S 中的高性能控制解决方案，可提升设备和机器的可用性。

西门子ET200S是一款防护等级为 IP20，具有丰富的信号模块，同时支持电机启动器，变频器，PROFIBUS和 PROFINET 网络的分布式 IO 系统。该产品在烟草，汽车，钢铁和各 OEM 厂商了广泛的认可应用。

• 同时支持 PROFIBUS 和 PROFINET 现场总线

• 每个接口模块大可以扩展 63 个模块或 2 m 宽

• ET 200S 中拥有 CPU314 功能的集成 PROFIBUS DP 通讯口的 IM151-7 CPU 和具有 3 个 PROFINET 接口的 IM151-8 PN/DP CPU接口模块

• ET 200S 中可以扩展大 7.5 kW 的电机启动器和大 4.0 kW 的变频器

• 拥有丰富的诊断功能，包括断线，短路和通道级的诊断功能

• 支持故障型与标准模块共存于一个 ET 200S 站点

• 支持丰富的数字量，模拟量，功能模块

• 支持带电热插拔功能，使得在运行情况下也可以轻松完成模块的更换

• 标准的 DIN35 安装导轨

• 通过 PROFIBUS DP 编程

• 紧凑型 SIMATIC 微存储器卡（MMC）

• 集成 12 Mbit/s PROFIBUS DP 从站 / MPI 接口，铜质

• 通过增加 Profibus DP 主站接口模块，可以使 IM151-7 CPU 成为 DP 主站

• 提供有 IM151-7 FO

• 提供有故障型 IM 151-7 F-CPU

• PROFINET IO 控制器，大可以支持 128 个 IO 设备

• 集成 3 端交换机功能的 PROFINET 接口模块

• 支持多种通讯功能，包括：PG/OP 通讯，PROFINET IO，PROFINET CBA，开放的 IE 通讯（TCP，ISO on TCP 和 UDP），网页服务器和 S7 通讯

• 支持 MMC 卡

• 通过增加 Profibus DP 主站接口模块，可以使 IM151-8 PN/DP CPU 成为 DP 主站

• IM 151-8F PN/DP CPU 支持故障型功能

• 集成 12 Mbit/s PROFIBUS DP 主站接口，铜质

• 可在一个 IM 151-7 CPU 上并行运行两个 PROFIBUS DP 接口

• 功能相当于组态为 DP 主站的 S7-314 CPU 的接口

• 每个 CPU 支持 1 个 主站接口模块

• 订货号：6ES7 138-4HA00-0AB0

• 尺寸 W×H×D（mm）： 35×119.5×75

西门子变频器操作说明
一．变频器启动电机操作
1．确定电机处于可运行状态
2．合上变频器控制电源开关CDS1，按下UPS 电源键，此时键盘上左边的
power on 灯亮，表示380V 控制电源已经上电，变频器电源正常，确认风机转
动正常（通常用一张A4 的纸，放在滤网上，看能否吸住），系统初始化(约1
分钟)，观看键盘显示。

集成安全功能

SINAMICS S120 的集成安全功能可以有效保护人身和机械设备安全，它包括基本集成安全功能和扩展集成安全功能两种：

基本安全功能：包含在装置供货范围内，无需额外*

---安全扭矩断开（STO）

---安全停机1（SS1，时间控制）

---安全制动控制（SBC）

西门子模块6ES7222-1BF22-0XA8选型手册

当数据用规定的格式输入后，在西门子plc的内部存储器中均需要以二进制的形式存储，二进制格式与实际数据间的关系较复杂，它常常会给程序的调试与检查带来困难，为了更清楚地说明数据的使用方法与存储形式，举例如下。
  【例1】利用数据装载指令(指令代码L)，将各种十进制、十六进制数据读入到累加器ACCU1。
    程序指令如下：
    ①L+27    ，／将单字长（16位）的十进制常数27读入到累加器l中；
    ②L1#一1  ／／将双字长（32位）的十进制常数一l读入到累加器l中：
    ③L2#1010 0000 0010 0001    ／／将单字长（16位）的二进制数1010 0000 0010 0001读入到累
    加器l中；
    ④LDW#16# AOFl_BCD4  ／／将双字长（32位）的十六进制常数AOFl BCD4读入到累加器l中；
    ⑤L-2.5    ／／将双字长（32位）的浮点数“-2.5”读入到累加器l中（有关浮点数c1勺存
    储格式见后述）。
  【例2】利用数据装载指令（指令代码L），将ASCII字符“END”读入到累加器1中，并确定其执行结果。
    程序指令如下：
    LfEND．  ∥将ASCII字符“END”读入到累加器l中
    对照表8-5.2“ASCII代码表”可知，E=45;N=4E  D=44，所以本字符在累加器1中的执行结果为：“454E44”。
    【例3】利用数据装载指令（指令代码L），将定时器时间值、计数器计数值读入到累加器1中，并确定其执行结果。
    程序指令如下：
    ①LT#500ms  ∥将定时器时间值(500ms)读入到累加器l中；
    ②LC#100    ／／将计数器计数值(100)读入到累加器l中；
    定时器时间值、计数器计数值以常数形式存储，因此，累加器l的执行结果分别为500与100。
    【例4】利用数据装载指令（指令代码L），将2字节（16位）的常数100、20分别读入到累加器1的高、低字节中，并确定其执行结果。
    程序指令如下：
    LB# (100，20)    ／／将2字节（16位）的常数读入到累加器l中；
    本指令与常数读入指令“L+27”的区别在于：
    L +27指令：执行指令是将常数27转换为二进制后存储于累加器1，因为27=(1B) 16，所以累加器l的执行结果为“00 1B”。常数值的范围为0～65535（即O—FFFF）。
    L B# (100，20)指令：执行指令是将2个十进制常数转换为二进制后，分别存储于存储器的高字节与低字节中，因为100=(64)16；20=(14) 16，所以累加器1的执行结果为“64 14”。指令中括号内的常数值的范围为0～255（即O～FF）。
    相关指令：
    LB# (100，20，12，15)    ／／将4字节（32位）的常数读入到累加器l中。
    【例5】利用数据装载指令（指令代码L），将4字节（32位）的地址数据10.2、M10.2分别读入到累加器1中，并确定其执行结果。
    程序指令如下：
    ①LP#10.2    ／，将双字长（32位）的地址数据读入到累加器l中；    
    ②LP#M10.2    ／／将双字长（32位）的地址数据读入到累加器l中；
    注意：地址数据在S7中的存储格式如下：

    地址位(bit31):“0”指针寄存器不含地址符，地址符bit24～bit26应为0；“l”指针寄存器含地址符，地址符由bit24～bit26指定。
    地址符(bit24～bit26):地址位(bit31)为“1”时用于指定存储器地址，地址的编码如下：
    000:地址P：
    001:，地址I；
    010:地址Q;
    011:地址M;
    100:地址DBX;
    101:地址DIX;
    110:地址L：
    111:地址VL。
    因此，在累加器1中，指令“L P#10.2”的执行结果为“0000 0052”；指令“L P#10.2”的执行结果为“8300 0052”。
    【例6】利用数据装载指令(指令代码L)，将日期数据2006-11-18读入到累加器1中，并确定其执行结果。
    程序指令如下：
    LD#2006_ll—l8    ／／将双字长（32位）的日期读入到累加器l中；
    注意：日期在PLC中的存储格式为表格数据，且以1990年1月1日作为起点“O”；以后每天增加1，1990年1月2日为“l”。因此，2006年11月18日对应累加器l的日期存储数据为：6165；而2007年11月18日对应累加器1的日期存储数据为：6165+365= 6530。
   【例7】利用数据装载指令（指令代码L），将时间数据13:20:33.125s读入到累加器1中，并确定其执行结果。
    程序指令如下：
    LTOD#13:20:33.125    ∥将双字长（32位）的对阅读入到累加器l中。
    注意：时间在PLC中的存储格式为以ms为单位的数据，如：
    13:20:33.125s =(13×3600 +20×60+ 33.125)s= 48033125 ms
    因此，执行本指令后累加器1的时间存储数据为：48033125。