西门子6ES7241-1AA22-0XA0质量保障

西门子6ES7241-1AA22-0XA0质量保障

在间接纺小容量化纤前纺（包括短丝与长丝）项目中，螺杆挤出机是整个纺丝的关键部件，直接关系到成丝的品质。以某纺机厂过去生产的螺杆挤出机为例，螺杆直径就有100、120、150、170等几种规格，对应的电机的大小也从75kW至200kW不等。

螺杆挤出机系统主要包括螺杆滤后压力控制、螺杆各区加热控制以及一些现场温度、压力信号的采集记录。螺杆滤后压力的控制在于螺杆电机的转速控制，控制住电机的转速，也就控制住了滤后压力的大小。螺杆电机（异步电机）的控制采用速度环与压力环的闭环控制方式，速度环采用编码器反馈接入变频；而压力环一般采用压力控制表（如Dynisco ATC770），压力可一般保持在正负一公斤。化纤上使用的螺杆挤出机根据挤出量的大小一般有6～7区加热。每区独立各采用一个温控表进行温度控制。

欧姆龙整体解决方案及其优势：
螺杆挤出机控制系统采用了CP1H PLC作主机控制螺杆的逻辑动作系统，螺杆的压力控制可采用变频内部的PID控制或采用Dynisco ATC770的控制器。另外使用E5□Z温控表控制螺杆各区的加热，并且使用了RS-485通讯与CP1H进行通讯。本系统配有NS触摸屏，为用户提供现场人机对话界面。

PLC：CP1H
快速的处理器，执行基本指令只需0.1μs，特殊指令0.3μs以上
大支持320点开关量
XA型内藏4入2出模拟量功能，分辩率1/12000
标准搭载4轴高速计数器功能（单相100kHz／相位50kHz）和4轴100kHz高速脉冲输出
标准搭载USB并联端口
串行通讯端口可自由选择RS-232C、RS-485（2端口）
支持Hostbbbb、NT bbbb、Compobus/S、DeviceNet、Profibus-DP、Controllerbbbb、EtherNet、协议宏、Modbus-RTU等多种通讯方式及串行PLC连接功能（多9台）
支持CPM和CJ1系列PLC的扩展单元
丰富的指令用语，包括PID、浮点运算、三角函数等…

HMI：NS
内置以太网接口，同时支持Controller bbbb 网络
利用标签切换功能，可在同一画面中进行多达16种语言的切换
仅需从设备库中拖放智能控件，就可直接访问各种设备
可以在个人电脑上进行屏幕仿真
图象文件（bmp、jpg）以32000色高分辨率显示
通过扩展视频卡显示视频画面，可调节显示窗口
通过宏可以自由地增加新的功能
可通过PT屏幕监控CS1/CJ1系列的梯形图状态
通过USB口屏幕画面可以硬拷贝输出至打印机

Inverter：3G3RV
实现力矩控制、零伺服功能、Droop功能；
多种自学习模式：
旋转型、静止型、线间电阻型自学习模式；
全领域全自动力矩**功能；
恒转矩（CT）与递减转矩（VT）负载类型的便捷选择；
KEB-电机再生能量利用功能；
脉冲串输入输出功能；
自动节能功能；
内置PID控制器；
控制范围：1：1000；
内置RS485通信接口，支持多国现场总线；
功率范围：0.4KW～300KW

温控器：E5□Z
显示屏：双排四位彩色液晶显示。
控制用途：加热或者加热和冷却。
控制方法：ON/OFF或2自由度PID。
显示精度：±[0.5％PV或1°C大者] ±1位。
控制输出：继电器输出、电压输出、电流输出、
报警输出：E5AZ/E5EZ:3点输出，可分别设定延时OFF。
传感器输入：热电偶、铂电阻、非接触式传感器信号输入、模拟信号输入。

一. 概述
生产线用于铝塑板复合生产，PE 芯材经大功率专用挤出机挤出后，通过“T”型模具形成均匀片材，再用高分子粘接膜将上下铝板五层共同复合在一起。连续热复合工艺的生产原理保证了产品的高效率，平整性，铝塑板复合完成后，经过一系列的冷却定型，并采用定尺感应开关之回馈信号，根据客户需求裁断不同尺寸，完成全部生产过程。
eView触摸屏和Kinco伺服应用在铝塑板生产线上铝塑板的切割部分，测量生产线铝塑板速度的编码器信号直接输入至Kinco伺服驱动器，同步跟随切割和返回原点的控制通过Kinco伺服驱动器的Sequencer programming实现。与传统的同步控制系统（追剪、飞剪）相比，节省了同步控制器，既降低设备成本，又降低设备的故障率。
原有控制系统方案，主编码器信号输入给PLC，PLC处理编码器信号后发脉冲信号控制伺服电机的运行（同步跟随切割）。存在的问题是，同步跟随差，切割重复精度差，如果剪切出来的长度误差>1mm，就会造成铝塑板锯斜。生产铝塑板标准的长度2445毫米，如果锯出来的板小于2445毫米，就成为不合格产品，因此原有系统在每次设定长度时，都需要人为的多设定20mm～30mm长度，然后在切割完成后在进行人为手工修正。
另一种控制系统方案，采用的是二轴的运动控制卡（台湾产），切割重复精度小于1毫米，存在的问题是运动控制卡容易坏，不容易维修，并且价格昂贵。

二．切割部分工艺说明
1．上电后切割铝塑板的工作台自动寻找原点，原点找到后才能正常运行。
2．切割平台(锯片)同步跟随运动的铝塑板，在同步跟随运动中切割，锯切精度要求1mm。带锯电机为另外独立的一个异步电机，锯切时气缸提供4kg压力给一个压板装置压住铝塑板，伺服电机通过丝杆带动平台（内有一个锯割机）做同步跟随运动。为了防止堵料情况的发生，要求在不切割时，或者突然掉电、设备运行不正常的情况下，锯刀不能抬起，气缸不能提供压力压住铝塑板。在切割过程中，即气缸没有缩回到位和锯刀没有放下到位，对切割工作台的任何操作无效，防止误操作。
3．切割的长度、次数要求可以设定，切割铝塑板时绿灯亮，等待切割时黄灯亮，系统出现问题红灯亮，切割次数到达时绿灯闪铄。

三．控制方案

伺服驱动器输入/输出定义：

操作要求：
1. 切割长度可设定。
2. 手动/自动运行。
3. 计数/计数清零。
4. 点动。
5. 单切。
6. 显示铝塑板当前长度、速度：MT506L触摸屏通过485总线与Kinco伺服驱动器通讯。
7. 急停：按下急停按钮时，锯刀放下，气缸缩回，用于出现堵板的情况。
用Kinco伺服Sequence编写程序，与通用控制系统比较，省一个控制器，降低设
备成本。自动运行：开机自动回原点，当长度等于设定值时，开始跟随，当刀速度与板速度同步时，伺服给PLC一个信号气缸伸出压住铝塑板，抬起锯刀，启动锯刀开始锯切铝塑板，锯割完成气缸缩回同时放下锯刀，确定气缸和锯刀到位，切割工作台开始返回原点，等待下一次的切割。手动运行：切割信号由单切按键给，当按下单切键时开始切割，切割完成之后，返回原点等待下一次手动切割。

1 引言
通常，水电站先通过变送器把电压、电流、功率因数、频率、有功功率、无功功率等交**信号转换为模拟量信号，然后再连接到PLC的模入模件，由PLC完成数据采集。对于一组PT、CT信号，如果按照这种方式，监控系统至少需配置6块变送器，占用10个PLC模入模件通道。现在，只需要一台交流采样装置就能够同时采集上述的交**信号，但是通常交流采样装置只有一个通讯输出端口，无法输出模拟量。如果PLC能够与交流采样装置直接通讯，那么上面的问题就迎刃而解。下面以罗克韦尔自动化公司生产的1746-BAS-T(以下简称BAS-T)模件为例，详细介绍了PLC通讯模件在水电厂监控系统中的实际应用。

2 BAS-T模件软硬件介绍
2.1 BAS-T模件硬件介绍：
罗克韦尔自动化公司生产的BAS-T模件是用于SLC500系列PLC的一种高性能的通讯模件。BAS-T模件具有两个可编程的串口，支持RS232、RS422、RS485通讯。它可以通过1746 I/O背板与一个SLC500 CPU通讯或者通过它自带的DH485端口与DH485网络通讯。在BAS-T模件内部有24KB电保持RAM，还可以选用8KB或32KB的非电保持内存模块。BAS-T模件具有八个LED灯用来指示其工作状态。BAS-T模件的外观如图1。LED灯定义如图2。

2.2 BAS-T模件通讯端口特性：
1.PRT1：电隔离端口。可与用户设备通讯，同时也是模件的编程端口。支持RS232、RS422、RS485方式通讯，可选波特率300~19200bps。
2.PRT2：电隔离端口。可与用户设备通讯或者以AB DF1规约与MODEM通讯。支持RS232、RS422、RS485方式通讯，可选波特率300~19200bps。(注意：当PRT2采用AB DF1规约通讯时，DH485端口通讯会被禁止。)
3.DH485：非电隔离端口。与DH485网络连接，但不能直接接入DH485网络，必须通过1747-AIC模块才能接入DH485网络。
2.3 BAS-T模件的编辑软件：
罗克韦尔自动化公司为BAS-T模件提供了一套BASIC开发软件——1747-PBASE，该软件工作于MS-DOS环境下，可以用来配置BAS-T模件，还可以编译、上传、下载BASIC程序。

3 BAS-T模件在实际工程中的应用
在湖北燕子桥水电站监控系统中，机组LCU采用了SLC500系列PLC，并安装了BAS-T模件，外部安装了一台珠海派诺公司生产的型号为PMAC9900的交流采样装置采集机组的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等交**信号。BAS-T模件与PMAC9900装置进行通讯，读取PMAC9900装置测量的交**信号。
3.1 硬件连接
3.1.1 PMAC9900装置采用了标准的MODBUS通讯规约，支持RS485通讯接口。首先设置PMAC9900的通讯参数如下：
1.波特率：9600bps
2.站地址：1
3.1.2 将BAS-T模件的PRT1作为编程端口，PRT2作为设备通讯口，通过RS485方式连接交流采样装置，DH485端口未使用。通过BAS-T模件上的跳线设置通讯参数如下：
1.PRT1：RS232方式，默认的通讯参数。
2.PRT2：RS485方式，ASCII通讯口。
3.1.3 将BAS-T模件和PMAC9900装置按照图3所示方式连接。

3.2 BAS-T模件软件编程
3.2.1 BAS-T模件采用专用的BASIC语言，BASIC语言首先使用“PUSH”命令设置参数，然后通过“CALL”命令执行操作。具体格式如下：
PUSH x //设置指令的参数
CALL y //执行代号为y的指令
3.2.2 在MS-DOS环境下运行PBASE.exe，编辑并编译完成后的程序如下：
0 REM BTRAN V1.03 ,C:\ABBASIC\9900.BDL,01-03-04,01:36PM //软件编译信息
10 MODE(PRT2,19200,N,8,1,N,R) //设定通讯端口和通讯参数
20 PUSH 1
30 CALL 37 //清除PRT2的bbbbb buffer
40 PUSH 3
50 CALL 120 //清除SLC的M0 file和M1 file(注1)
60 PUSH 4
70 PUSH 1
80 PUSH 0
90 PUSH 0
100 PUSH 1
110 CALL 23 //将SLC的M0 file中存储的数据通过PRT2发送出去
120 POP SOK //输出CALL 23指令执行的结果
130 PUSH 2
140 PUSH 65
150 PUSH 0
160 PUSH 1
170 PUSH 0
180 PUSH 0
190 PUSH 1
200 CALL 22 //将通过PRT2接受到的数据传输到SLC的M1 file中
210 POP ROK //输出CALL 22指令执行的结果
220 PUSH 1
230 CALL 37
240 GOTO 240 //实现程序自动循环执行(注2)
>>EOF<< //程序结束符
注1：M0 file和M1 file是CPU与BAS-T模件进行数据交换的数据存储文件。
注2：BAS-T模件通过特定的语言格式实现模件程序的自动循环执行，使BAS-T模件能够不断的读取PMAC9900装置的数据。
3.2.3 用1747-CP3通讯电缆连接BAS-T模件的PRT1和编程电脑的串口1，通过PBASE软件将上面编译好的程序下载到BAS-T模件。
3.3 PLC软件编程
3.3.1硬件配置
BAS-T模件读取PMAC9900装置数据时发出的信文长度为8字节，需要占用4个字寄存器；PMAC9900装置正常返回数据的信文长度为65字节，需要占用33个字寄存器；加上BAS-T模件对信文字数的统计占用1个字寄存器，所以M0 length和M1 length均设为34个字（该长度只需大于实际信文长度即可）。在PLC编程软件RSLogix500中按图4所示方式配置BAS-T模件。

3.3.2 软件编程
1. 组织通讯信文。在M0:1.0放入数据的总长度，然后将需要通过串口发出的信文依次放入M0:1.1开始的地址，每个地址放入两个字节。
2. 数据放入之后将O:1/7置1，通知BAS-T模件要发送的信文已经正确的放入地址中。
3. BAS-T模件将指定字节数目的数据通过串口2发送出去。
4. 外部设备收到正确的信文后，按照通讯规约返回相应的信文。
5. BAS-T模件将串口2上收到的数据写入M1 file，并在个字地址中放入接收到数据的总字节数。
6. BAS-T模件将I:1/9置1，通知CPU接收到的信文已经正确的放入地址中。
7. CPU将M1 file中的信文取出处理，并将O:1/9置1，通知BAS-T模件已经将数据取出。
编程实例如图5

3.4 系统运行情况
燕子桥水电站自2004年投运至今，BAS-T模件工作正常，与PMAC9900交流采样装置之间的通讯数据传输没有出现过故障。事实证明BAS-T通讯模件对于水电站监控系统应用是安全可靠的，完全可以替代传统“变送器+模入模件”的连接方式而成为更加经济、高效的解决方案。

4 结论
PLC通讯模件的使用可以使PLC快速的获取大量的外部数据，使数据采集更迅速；通过在SLC中编程还可以实现BAS-T模件的一个串口同时和数个外部设备进行通讯。相比常规的硬接线连接方式，使用BAS-T通讯模件只需要放置一根通讯电缆，不再需要其他硬接线和变送器，不占用模入模件通道，节省了硬件成本。PLC通讯模件的使用也**了水电站的自动化水平，降低了设备维护、检修成本。