西门子模块6ES7212-1AB23-0XB8质量保障

西门子模块6ES7212-1AB23-0XB8质量保障

喷气织机的引纬方式是用喷射出的压缩气流对纬纱进行牵引，将纬纱带过梭口，大特点是车速快、劳动生产率高，适用于平纹和纹路织物、细特高密织物和批量大的织物的生产，是无梭织机中先进，为成熟的产品。

喷气织机通过张力传感器检测经纱总张力，由 CPU 控制由开口、松经、送经、经轴的卷径变化而发生的经纱张力变化，从而保证送经精度并使经纱保持恒定的张力。并采用电控送经机构，根据织机停台时间由计算机控制伸长，使织轴倒转。
由于喷气织机采用了微机技术以及其他电子技术，对全机的运动进行控制，尤其对产品质量的自动监控，使得喷气织机的生产效率大大提高，产品质量得到保障。织机上还安装了很多监控传感器，使得织机具有自动运行及程序控制的功能。
目前国产喷气织机电控系统都基本上要求具备了以下功能：
1、 电子卷取功能；
2、 电子送经：有单经轴、双经轴两种；
3、 储纬控制：4色自由选纬，主要的储纬方式有FDP和IRO定长型两种；
4、 引纬控制：多有4个主喷、4个剪切喷或辅助主喷嘴、18个辅喷、1个牵伸喷的高低压控制；
5、 电子多臂：16片电子多臂；
6、 织机的动作控制：正转、反转、快车、停车、正找纬、反找纬、急停、短纬、长纬、断经、绞边、废边断纱检测等的检测；
7、 门幅越来越宽，一般到360毫米，入纬率越来越高，一般到1800米/分钟；
由于国产纺织机械要求电气控制系统，性能高、稳定性好、维修方便、故障率低，好买回来就能用，用几年也不要保养维修，因为厂家基本没有的电气维修工程师；要求能适应高温高湿、多毛羽和粉尘，电源波动大，群机干扰大，连续24小时不间断长期工作，大部分厂条件一般都比较差；总之各种市场很大，要求很严格，但对价格控制更紧。

在OMRON喷气织机整体应用方案中（右图为OMRON喷气织机控制系统实物图），角度传感器采用了OMRON公司的E6B2-C型增量型光电编码器，可准确地给出织机任何定位角度，控制精度达1度。此编码器一路给PLC提供角度信号，一路给阀门控制板提供角度信号。
主控部分采用OMRON公司CP1H系列CP1H-XA40DT-D可编程序控制器，该PLC内置功能强大，具体功能及控制对象如下：
内置4轴高速计数功能（单相100kHz，相位差50 kHz），接入旋编信号，在选用360P/R编码器，车速为1200转/分时，高速计数器输入脉冲频率为7.2KHZ，有很大余量。
CP1H内置8点中断输入功能，可捕捉宽度为50uS脉冲，响应频率为5kHz。当使用FDP储纬器时，FDP的FP信号及编码信号采用中断输入，当FDP高3000转/分时，频率为1.2KHZ，4个FDP用4路中断，完全达到要求。
CP1H内置4路模拟量输入2路模拟量输出功能，大分别率为1/12000，经纱张力信号通过内置的模拟量输入进PLC。2路模拟量输出可控制两只FDP驱动用的变频器，来调节FDP电机转速，控制纬纱张力。
CP1H还内置了4轴脉冲（100 kHz）的定位功能。电子卷取和电子送经（双经轴）系统多是3轴伺服电机，配合采用OMRON公司的SMARTSTEP Z系列交流伺服电机可实现位置控制，卷取主动棍定位精度可达0.0001毫米，送经经轴定位精度可达0.0005°，足够满足织造要求。
通过CP1H内置的两个RS232C或RS485通讯口之一的RS485口和触摸屏通讯，适合于显示器和电箱分离式的环境，用一个RS232C口和阀门控制板通讯，满足快速控制的要求。

送经卷取系统采用OMRON公司的SMARTSTEP Z系列交流伺服电机，具有体积小，节省安装空间；设定方便，设定极其简单；完全自动调整，不会失调等优点。
储纬控制系统采用OMRON公司的3G3MZ变频器，该变频器搭载了自动调整功能的无传感器矢量控制，控制性和应答性有了很大的提高，内置的CE规格的噪音滤波器，不会对别的设备造成影响。外型新颖，接线方便。FDP的转速反馈用中断方式进PLC，根据设定选纬程序和每纬放纱圈数，并和车速连动，通过PID运算后，由PLC的模拟量输出到变频器，调节FDP电机的转速，控制纬纱张力，达到稳定放纱和储纱的要求。
喷气织机的显示器采用OMRON的5.7英寸16级灰度单色屏NT5Z或者NS系列 8英寸彩屏通过其独有的SAP程序库、支持多达1000种配方以及多语言切换功能，与欧姆龙控制器与器件之间进行了简易化的连接和画面制作，大幅度节约了产品开发时间。

采用OMRON公司整体解决方案后，优化了喷气织机的工艺结构，使其控制核心更加简单、可靠、稳定，更增加了抗干扰能力，降低了故障率低。

 纤维滤棒成型机组是卷烟厂生产过滤嘴棒的设备。近年来，随着卷烟生产技术的不断发展，过滤嘴棒的质量直接影响到香烟的口感和对烟气中有害物质的过滤，而过滤嘴棒的质量很大一部分原因取决于设备动态及稳定运行，特别是卷烟生产自动化水平和生产管理信息化水平的不断提高，各烟厂对滤棒质量和滤棒生产设备的性能提出了更新、更高、更严格的要求。

    方案的提出

    沈阳市沈飞民品工业公司厂是ZL22A型滤棒成型机组的定点生产厂家之一，该设备生产速度为400m/min，它的主传动采用的是直流调速(后改为交流变频调速)，动力是靠变速箱及同步齿形带来传递，开松辊的三个辊调速是靠无级变速器来实现的。这套机械传动存在一定的不足。例如:无级变速箱工作过程中噪音大、漏油、温度较高，机械传动部件长期工作易磨损及维修困难(其中国产无级变速器断轴)等。

    针对上述问题，笔者采用伺服电机代替原有机械传动的方案，去掉同步齿型带传动和无级变速箱，用伺服电机分别带动辊子和增塑剂喷洒装置。

    过滤嘴棒的生产过程中，原材料为醋酸纤维束，简称丝束,在成型之前需要开松，机组的开松机有一个输送辊，两个开松辊，为了达到开松的效果，它们跟主传动之间有不同的传动比，即1.05:1.45:1.1(不同丝束、不同工艺指标有所不同)，但无论在恒速还是加减速过程中，都必须分别与主机保持固定的传动比，即必须同步运行，另外，丝束在运行时，为了增加嘴棒的硬度，需对丝束进行甘油的定量喷洒，为了保证喷洒量均匀，喷淋泵电机也必须与主传动同步。在换纸过程中新、旧盘纸的线速度必须相同才能保证盘纸的顺利拼接，即盘纸电机必须与主机同步运行。由此组成一个同步运行系统。

    伺服控制器采用伦茨公司的9300ES系列，通过设定数字频率级联控制方式实现各电机之间的转速、相位同步控制，保证各辊轮都按自动/手动设定的比例进行高精度的同步工作。伺服电机的安装全部采用同轴联接方式减少机械传动误差。

    依据转向辊和两个开松辊同主电机之间的比例关系及电机的大转速及负载扭矩等特性的要求，整个系统配置如下：

    •六台伺服电机：一台电机取代原来的主电机，三台电机作为从动电机，分别带动两个开松辊和一个输送辊，依靠电子齿轮与主机实现同步联动，一台配备减速机带动甘油泵，其转速与主机有严格比例关系，一台电机用于换纸加速辊；

    •六台伺服控制器：分别对应控制六台电机；

    •一台制动斩波器：对电压进行斩波处理，实现电机制动控制；

    •两个制动电阻：用于消耗制动过程中产生的能量；

    •PROFIBUS-DP总线及2131通讯模板五套:用于伺服控制器和上位机PLC之间的通讯；

    •根据机组的控制要求上位机选用西门子S7-300PLC，PLC的CPU选用具有PROFIBUS-DP现场总线功能的CPU315-2DP模块，实现与伺服控制器通讯，同时它的MPI口还可与触摸屏通讯；

    •采用两台人机界面分别显示开松机及成型机的各种信息，一台采用西门子的TP170A，通讯形式为PROFIBUS-DP，用于显示开松机各个辊的转速、比例关系、线速度及甘油量。另一台采用DIGITAI公司的GP2500S，用于显示成型机的各种信息。    

点击此处查看全部新闻图片

                                图1系统控制框图

    主电机与从动电机的速度同步采用LENZE公司伺服控制器特有的数频级联控制如图1所示，主电机的自动给定速度及从动电机的比例可通过PROFIBUS-DP来调节，简单可靠。

    9300ES伺服同步控制系统

    GDC软件简介

    本伺服控制系统采用的是德国伦茨公司的编程调试软件bbbbbbDriveControl，简称GDC。通过CAN-BUS总线，对控制器进行读写操作，完成伺服电机各项参数的设定以及对其内部功能块的灵活连接，实现如逻辑运算、比较等以前在PLC里完成的功能，同时还可以进行现场监控，使操作者时刻了解电机当前的运转状况，对现场调试非常方便，尤其对初学者来说，上手特别容易。

    信号控制流程     

点击此处查看全部新闻图片

                               图2伺服控制信号流程图

    图2示出伺服控制的信号流程图。本伺服控制系统是通过Profibus来完成上位机PLC与伺服控制器之间的通讯的，PLC与控制器之间是通过参数通道和过程通道来相互传递数据信息，总线模块(8BYTR+3WORD)参数通道可用字节为8，过程通道可用字为3，参数通道的传送速度比较慢，而过程通道传送速度比较快，所以将过程通道用于速度的给定、比例的调整、速度的读出、急停等控制，而参数通道则用于参数的读写等。

    主要功能块的介绍

    •NSET速度设定及斜坡发生器的设定模块

    主电机的速度可通过速度给定电位器加到模拟输入端子X6，自动速度的给定则通过总线进行连续速度控制，设定后的速度可通过内部斜坡发生器来控制其平稳的增减速度及启停。

    •MCTRL电机控制模块

    它可对电机的速度和相位进行控制，它的内部是一个三闭环控制系统即速度环、相为环、电流环，可通过调节模块中的PI参数来实现调节电机的稳定性。

    •DFSET比例调节模块

    用于从机与主机的比例关系的设定。

    9300ES系统伺服控制器程序介绍

    各电机控制曲线图如图3所示。     

点击此处查看全部新闻图片

                               图3各电机的控制曲线图

    工作过程

    机组的工作方式有两种，一种是手动控制，将速度给定电位器接到模拟输入X6端子上。另一种是自动控制，通过总线模块AIF将工作速度输入到伺服控制器，两种工作方式靠选择模块ASW选择输入到NSET模块，NSET的速度输出端再与电机模块MCTRL连接,从而控制电机。ASW的选择端ASW-SET及电机的转向R/L/Q靠AIF的BOOL量控制。主机靠数字频率输出模块DFOUT将速度及相位量传给从机(三个辊)，从机的速度及相位量依靠X9接收，从机的比例调整则依靠DFSET模块来完成。将比例分子端连到AIF的过程通道，比例分母保持不变。用PLC通过AIF控制比例分母，达到控制从机的目的。

    •换纸电机M6的控制器程序

    该从控制器程序与其它从控制器程序不同的是，它有自己的启停曲线要求，即为了保证新旧纸盘的顺利拼接，启动新纸盘时，为了新盘纸不被拉断，启动曲线在NSET的控制下按“S”形爬升，当速度与主机同步运行时通过Profibus总线上位机PLC得到同步信号，产生接纸动作，接纸动作完成后，通过一定的延时，接纸电机停止运行，再通过延时松开使能，准备下次接纸。纸接头的跟踪靠伺服控制器的相位积分PHINT3得到，两个相位积分的差值即为剔出值，由Profibus总线通知上位机PLC打开剔出电磁阀产生剔出动作。

    •甘油泵M15的电机的控制器程序

    该从控制器程序与辊控制器程序基本相同，不同的是它的启动信号单独控制，即按钮按下启动信号后，立即跟随主机达到同步速度。

    改造效果

    改造前后质量对比如表1所示(以下数据来自于云南某卷烟厂品管质检科)。

    图4示出了改造前后质量对比的直捧图。表2示出了改造前后设备的有效作业率统计。     

图4改造前后质量对比的直捧图

                              点击此处查看全部新闻图片

    图4和表1、2的说明如下：

    表1质量对比     

点击此处查看全部新闻图片

    表2改前改后设备有效作业率统计     

点击此处查看全部新闻图片

    以上数据来自云南某卷烟厂设备管理部，设备的有效作业率提高了1.382个百分点。

    •AVG是滤棒吸阻的平均值，用来表明数据中各检测值相对集中较多的中心位置，用于反映数据的集中性，即检测值以某一数值为中心而分布的性质；

    •SD是滤棒吸阻的标准差，标准差的大小受数据中每个检测值的影响。如检测值间变异大，求得的标准差也大，反之则小;滤棒吸阻的标准差大小说明了滤棒吸阻检测值偏离目标值程度，数据越大，偏离程度越大，滤棒吸阻的标准差越小说明了滤棒吸阻越稳定；

    •CV是滤棒吸阻的变异系数，变异系数是标准差与平均值的比值，是衡量数据中各检测值变异程度的另一个统计量；

    •SD、CV用于反映数据的离散性，即检测值分散变异的性质。

    从图4示可知，在保持吸阻目标值恒定的条件下，滤棒吸阻的标准差已由原来的9.81%下降到6.95%，滤棒吸阻的变异系数已由原来的2.84下降到1.91。通过对开松辊控制的改造，可以看出滤棒吸阻的稳定性得到了很大的提高。

    在应用了伺服系统后，开松机变得简洁宽敞、运转过程中噪音和震动大大降低、机组的平稳性有了大大的改善、电机能够严格按照工艺要求运转。在调速过程中，伺服电机能很快的响应上位信号而做出相应动作，在收到故障停车信号后，电机在带负载情况下能够按要求短时间停车，不仅很大程度减少了原材料的浪费，而且大大提高了安全性。

    结束语

    从用户反映看，本次设计是比较成功的，得到了众多卷烟厂的肯定，伺服系统的应用保留了原先机组的优点，改进了其不足之处，提高机组的性能。本次改进后的机组不仅可以作为新产品打开市场，也为日后同类机组的升级改造打下了基础。从2001年开始，以伺服控制系统为主的机型已经变成主流机型，并已通入批量生产。  

我们的使命

　　帮助用户优化其电力及能源的使用，这就是我们的使命！罗克韦尔自动化在推动用户优化其制造能力、提高生产效率，以及增强可靠性方面，处于地位。我们提供超值的信息和自动化解决方案，用于监视、分析和控制能源的使用，从而降低能耗成本。这一优化方案的重要组成部分就在于从车间级到整个企业，理解和管理能源的供应与消耗。

　　罗克韦尔自动化为您提供能源计量、电能控制、供暖、通风、空调、制冷以及车间辅助设备的自动化控制解决方案。简单地说，您可以从罗克韦尔自动化获取所有能源系统需要的解决方案，包括我们丰富经验和卓越的性能。

解决方案

* 能源计量

* 电能及控制

* 供暖、通风、空调及制冷

* 工厂效能

　　，制造业的竞争越来越激烈，如何及时地在预算内实现生产目标，同时又能将运作成本降到低，已经成为具有挑战性的任务。为了实现这一目标，与您的合作伙伴并肩作战是至关重要的，它必须具备跨行业的应用项目设计以及系统实施经验―能提供您所需的解决方案、资源和技术，从而为您在业内的竞争赢得时间。全面的产品、丰富的知识和工程经验非常重要，同时还需能够高效地工作，有凝聚力的组织架构，以及强大的咨询能力。

　　当您与罗克韦尔自动化电力和能源管理解决方案建立业务伙伴关系后，您可以获得专家团队的支持，他们结合了400余名工程师的经验，精心为您提供全方位的解决方案。

全方位解决方案

注重效果的工程

　　归根结底，用户自动化项目的成功与否，取决于技术实力和系统集成商团队的管理技巧。通过与罗克韦尔自动化合作，您可以获得项目管理和系统集成的经验，这样有助于您取得商业成功。罗克韦尔自动化团队包括项目主管、应用工程师以及系统和硬件设计师。简言之，您将为您的项目和系统获得统一的专家级建议。

　　为您的系统指定一名经验丰富的项目主管，由他负责所有罗克韦尔自动化的工作，并授权其进行实施。因此，项目主管是唯一正式的联系人。同时，他还负责协调项目团队的一切活动，包括管理采购授权、控制柜装配和质量控制，从而保证您的项目能够准时完工。在项目主管的领导下，该团队能为您提供各种服务以满足您不断变化的需求。

　　工程团队必须懂得控制能源使用所面临的挑战。通过使用我们产品知识、经验以及应用专家的意见，指定的项目工程师将采用适当的技术、产品以及系统架构来帮助您满足自动化系统的需求。

为什么要管理能源的使用？

　　能源成本在不断地增加。能源成本将影响到公司的财政，要想降低能源费用就必须采取有效的方式管理能源。作为一名经验丰富的能源消费者，您想知道使用了多少度电，哪些是主要负载，以及哪个负载消耗了多少电能。同时，也可以通过测定车间电力质量，发现减少设备寿命以及降低公司收益的故障。

能源计量

　　能源计量解决方案允许用户监视、分析以及控制能源使用，从而降低能源的整体使用成本。这些解决方案将能源数据升华为有价值的信息，用于掌握和分析用户的能源使用情况。

能源计量解决方案可以帮助您：

* 掌握能源的使用和负载分布，从而为采购和价格协商提供支持；

* 确定并调整运行方式和投资项目，从而降低能源成本

* 评估节省的费用，保证能源管理持续改进计划的顺利实施

* 利用信息技术，开始能源管理计划

* 确定优化需量控制的时机

* 验证电能账单

能源计量提供：

* 负载分布：用于测定和记录来自分布式电源监视器和其它能源仪表在每个电力需用时限的能源使用数据，并将这些数据保存在一个集中的数据库中。因此，用户可以立即确定负载系数、高要求负荷周期，以及与之相关的设备的能耗。通过跟踪能源消费模式，用户可以使用历史数据来校验费用帐单，协商较好的价格以及确定自动需量管理系统的时机。

* 成本分摊：所增加的功能允许用户将能源成本分摊到每个部门、工序或设备。该系统也可为多种应用生成分析和校验能源清单以及资费所需的报表，这包括水、压缩空气、燃气、电力以及水蒸汽等多种能源介质。

电能及控制

　　我们的电能及控制解决方案致力于帮助客户利用先进的控制方式，降低成本。它有助于缩短停机时间、降低能源成本、帮助电力系统规划、提高生产效率以及提供系统性的能源整体视图。

电能及控制解决方案有助于您：

* 通过降低峰值需求量来避免超出需要的费用；

* 减少电力故障带来的影响；

* 减少公司的功率因素损失；

* 减轻不良功率因素或高次谐波带来的负面影响；

* 自动控制现场发电机和辅助系统；

* 利用少的人力资源实现集中控制一个工业电气分布式系统。

电能及控制提供：

* 电源质量监视用于测定、显示、记录、跟踪以及报警相关的电源质量参数，例如谐波、电压偏移以及配电系统的事件、此外，它还用于鉴别电力系统的异常情况。

* 电力配电系统监视用于检测、显示、记录、跟踪以及报警相关信息。例如能流、系统拓扑结构以及设备状态。配电系统监视为操作员和工程师提供所有设备的电力配电系统的一个集中视图。

* 需量管理以及负荷控制系统用于自动预测下一个时刻需量，从而确保不超过峰值限制。通过卸载负载或将其在花费较少的时间周期使用来控制系统需量。用户通过组态负载的优先级顺序来确定负载的卸载和恢复。

* 紧急负载卸载系统用于在电源意外断开时确保系统的稳定。在设备或发电机损失时它能快速地减少车间负载的总数以保持关键过程操作的运行。该系统监视指定的现场负载、电源并建立一个基于稳定状态条件的“负载卸载表”、瞬间电气系统拓扑图、以及用户定义的优先表。当出现电源损失时，该系统快速地断开接触器以维持电气系统的稳定性。

* 功率因素控制通过功率因素校正电容、谐波虑波器以及激励同步设备（发电机/电容组）来实现配电系统设备的自动控制。该解决方案改进了功率因素并减少了功率因素损失。此外，它也改善了电压调整并减少电压凹陷.

* 发电机控制系统使用分布式发电、联供系统、峰值削减、紧急备用发电机，系统支持多种发电机类型，例如蒸汽轮机、燃气轮机、小型轮机、往复式发动机（柴油机）。该系统通过转换开关、高压开关以及保护继电器来集成发电机的运行，这样有助于改善发电机操作的启动和关断、保证电力供应、电压和频率调整以及快速显示异常状态。

采暖、通风、空调&制冷

　　采暖、通风、空调以及制冷（HVACR）解决方案提供先进的HVACR控制系统，具有更大的灵活性并进一步降低所有者的总成本。该解决方案是HVAC作为关键过程控制的工业用户的理想选择。参数的准确控制可以满足严格过程处理的要求。控制对象包括空气调节单元、通风橱、核心设备以及集中计划运行控制和监视功能。

HVACR解决方案有助于您：

* 保持特定的温度和湿度水平以确保产品的质量；

* 控制静压以防止污染；

* 降低大型空气处理单元和冷冻机的能源成本；

* 保证现有的系统以满足政府的能源消耗要求

* 将专有的控制系统升级成开发的控制系统；

* 自动记录并保存数据。

HVACR提供：

* 罗克韦尔自动化提供符合规范的楼宇自动化系统（QBAS）解决方案，另外，还可参考符合规范的楼宇管理解决方案（QBMS），该解决方案对空调、通风处理、核心设备以及集中计划运行控制和监视功能进行了增强。

* 环境监测系统（EMS）用于生命科学或气体调节系统的温度、压力、通道状态、颗粒以及遵从21CFR Part 11条款的监视和报警。

* 控制系统的升级与应用项目的专家经验是罗克韦尔自动化又一特色，可为您提供便利的修改。该解决方案设备系统和工业过程之间的一个接口。这样可以进一步降低所有者的成本，并为其产品提供更有竞争力的价格。HVAC控制可以由内部员工进行维护，无需为一个简单的修改而签订合同。

* 该解决方案可以非常容易进行扩展，并可采用其它先进的控制算法来满足用户生产过程过程和设备的具体需要。

工厂效能

　　工厂效能解决方案是使能源系统优化的方法和算法。该解决方案为空气压缩机，冷冻机，冷却塔和锅炉等多种动力设备提供应用程序，包含安装服务和第三方设备的交钥匙解决方案是可以通用的。

工厂运行效能解决方案有助于您：

* 降低与热水、冷却水、蒸汽、压缩空气和/或制冷的生产有关的能源成本；

* 升级和改进现有的自动或手动控制；

* 提高供给制造的动力的连贯性；

* 跟踪工厂核心设备的维护计划执行情况。

工厂运行效能解决方案可提供：

* 包含到冷冻机和冷却塔、泵等相关设备接口的压缩机和冷冻机控制解决方案。降低能源消耗，减少动力需求和提高整体效率是关键利益。此解决方案通过在低水平能源消耗时期确定和减少能源浪费来提高效率。

* 燃烧管理&锅炉控制解决方案负责锅炉、烘箱、窑炉、熔炉、反应堆、干燥器、处理和加热器，单一或多个燃烧器，单一或多种燃料等情况下燃烧过程的安全启动、操作和停止。这些解决方案是燃烧过程相关的安全措施和控制系统。

可以提供的服务

　　您只需要致电罗克韦尔自动化电力和能源管理解决方案团队，就可以获得我们团队从能源计量到完整的工厂控制系统成功的项目跟踪记录。此外，您可以对您的系统更加放心，它能满足您的技术要求，使可测量的性能达到优，并采用面向效果的专家管理方式，负责您的项目准时、并在预算之内完成。