西门子6GK7243-1EX01-0XE0支持验货
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工业现场的很多传感器是无源型的，这些传感器要想正常使用，需要现场的显示控制仪器仪表、DCS、PLC、工控机等设备给它提供一组工作电源，将传感器信号进行隔离、放大和变换。顺源ISO EM-U（A）-P-O-S系列隔离配电器，是一种可以给两线制传感器（无源型）配电，或用于输入端微小信号的前置放大、差分、基准等电路供电的混合集成电路。该IC在同一芯片上集成了一个多隔离的DC/DC变换电源和一组磁电耦合的模拟信号隔离放大器，它采用磁电偶合的低成本方案，主要用于对EMC（电磁干扰）无特殊要求的场合。与光电隔离的产品相比，抗EMC（电磁干扰）能力较差，特殊使用场合应注意增加电磁干扰抑制电路或采取屏蔽措施。输入及输出侧宽爬电距离及内部隔离措施使该芯片可达到5000VDC绝缘电压。Sunyuan ISO EM系列产品使用非常方便，免零点和增益调节，无需外接调节电位器等任何元件，即可实现工业现场信号的隔离转换功能。
主要功能：
★ 产品有PCB板上焊接和标准DIN 35导轨卡槽固定两种安装方式，导轨式安装的可以实现模拟信号一进二 出、二进二出的功能。
★ 0-5V/0-10V/0-75mV/0-2.5V/0-1mA/0-10mA/0-20mA/4-20mA等信号输入/输出标准的隔离信号。
★ 精度等级：0.1级、0.2级；全量程范围内极高的线性度（非线性度<0.1%），免零点和增益调节。
★ 输入端分配的隔离电源可向两线制传感器（无源型）配电，也可用作输入信号的前置放大、差分、基准等电路的隔离辅助电源。
产品特点：
● 低成本、小体积,SIP 12Pin符合UL94V-0标准阻燃封装
● 无需外接电位器等其它元件，免零点和增益调节
● 电源、信号：输入/输出 3000VDC 三隔离
● 辅助电源：5VDC，12VDC，15VDC，24VDC等单电源供电
● 给输入端配电：5VDC，12VDC，15VDC，24VDC等
● 0-75mV/0-2.5V/0-5V/0-10V/等电压信号或0-10mA/0-20mA/4-20mA等电流信号之间的相互隔离、 放大及转换
● 工业级温度范围: -45~+85 ℃
● EMC（电磁干扰）比较特殊的使用场合应注意增加电磁干扰抑制电路或采取屏蔽措施
典型应用：
● 两线制传感器（无源型）配电及信号变送
● 直流电流 / 电压信号的隔离、转换及放大
● 工业现场信号隔离及长线传输
● 模拟信号地线干扰抑制及数据隔离、采集
● 4-20mA(0-20mA)/0-5V等信号的隔离及变换
● 仪器仪表与传感器信号收发
● 非电量信号变送
● 信号远程无失真传输
● 电力监控、医疗设备隔离安全栅
● 传感器4-20mA等模拟信号一进二出、二进二出隔离信号的功能实现
系统概述
插片工序是晶振等电子元器件封装过程中的重要工序，用旋转吸嘴拾取散装的石英晶片,通过视觉处理系统,进行位置和角度自动补正后，将石英晶片按照指定的方向整齐放置到统一的镀膜盘中供下一道工序使用。传统的插片机使用旋转式电机做驱动主轴及单个吸取的方式，限制插片速度，高速度0.67个/秒。而步进科技推出的新型设计方案中通过对主轴及吸取方式进行的创造性改造，使用直线伺服电机作为主轴，采取独特的4头循环吸取方式，大大提高了速度及精度，设计速度达到1.25个/秒，取放料精度达到0.01mm。同时系统采用基于CANOPEN总线的多轴控制系统，实现了单台PLC对10个轴的控制，高效的通讯速度不仅实现电机的同步，同时降低系统的安装及维护复杂性。
传动原理
插片机主要包括工序有：
1） 识别散料：移动摄像头及散装料盘，通过视觉系统查找散盘上散料位置，根据识别位置移动吸嘴；
2） 取料：四吸头顺序吸取散料，延主轴运动到放料位置；
3） 调整位置及方向：主轴传动过程中再次进行单个散料位置识别；
4） 料盘进给：镀膜盘延轴移动到物料吸放位置；
5） 放置到料盘：根据单个位置的的识别，进行角度调节到统一方向后放入镀膜盘。
图1 插片机传动原理图
方案原理图
图2 插片机电气方案原理图
如图所示，在十轴的插片机伺服控制系统中，主控制器采用的是Beckhoff PLC BX 9000,BX9000以太网口连接高速数字图像检测仪（Keyence CV2100）、CANOPEN通讯口连接10台不同型号的KINCO智能型伺服驱动器，完成闭环控制。Kinco ECOVARIO高性能伺服驱动器用来控制主轴的直线伺服电机，以实现快速、高加速、高定位精度的运动要求,一台KINCO ED200 伺服驱动器和八台ED 100驱动器则分别控制散料盘移动电机、镀膜盘移动电机、相机移动电机、四路吸头旋转电机、进/出镀膜盘升降电机，完成散装料盘的进给、摄像头移动、吸头旋转定位及镀膜料盘的进给升降动作。系统还配有eView 5.7” 彩色TFT触摸屏(MT5300T)，通过以太网口与BX9000进行通讯，实现对设备控制的操作和运行数据的监控。系统通过CANopen现场总线以1Mbps速率进行通讯，很好满足了实时性的要求。
配置表
控制器：Beckhoff PLC完成逻辑控制、位置闭环、以太网及CANopen通讯，系统稳定可靠，编程简单。
BX 9000系列PLC是Beckhoff公司推出的具有多通讯方式和强大处理能力的中型PLC。通过Beckhoff PLC CANopen端口连接ECVORARIO 及ED系列驱动器组成的CANopen现场总线，实现了多轴控制高速通讯系统。BX 9000以太网口连接Keyence CV2100高速数字图像检测仪和MT5300大大提高了系统位置控制环的通讯和显示速度。
主轴移动电机：速度快和高加/减速度Kinco SLME-025-244-000直线电机。
Kinco SLME-025直线电机不同于传统旋转式伺服电机，由于直线电机使用时无需使用连轴器，电机具有速度快（在规定的行程内，可产生大的加减速）、效率高的特点。在本系统中设定速度为1.5m/s时，加速度可达到107m/s2，加/减速过程电机不抖动,定位达到5um精度。
现场总线通讯：速率高达1M的CANopen总线
CANopen是基于CAN BUS的高层协议，CAN总线具备抗干扰性强、高速、实时的优点， CANopen通过PDO、SDO、NMT等通讯对象，方便了总线的管理和应用。Kinco的ECVORARIO 及ED系列驱动器均内置了CANopen通讯功能。CANopen大支持127个从站节点，本系统因而实现了一个PLC对多个伺服电机的控制要求，本系统中独创的4个吸头的设计构想也基于CANopen总线支持多节点的特点。整个系统中共涉及到10轴电机的控制，每个电机均通过驱动器直接连接到CANopen总线上和PLC相连，系统设计的复杂性大大降低，同时也减小了系统后期的维护成本。
传统设计中对各个电机控制基本采取脉冲方向控制的模式，普通PLC支持脉冲数在两到三路以内，涉及到三路以上多轴系统的时候只能采取增加脉冲模块或通过RS232/485串连多个PLC进行控制。采用多个PLC控制的方法增加了系统设计的复杂性，PLC之间通讯速度也影响了系统的响应速度。另一方面脉冲控制易受干扰，在设备周围存在大的干扰源如大功率变频器时系统通讯会受影响产生丢步等现象。
结语
高性能直线伺服电机，省去了机械传动部分，电机运行加/减速有了较大的提高。采用CANopen总线系统进行多轴控制，不仅提高增强设备生产能力，同时增加系统配置灵活性。系统达到了高性能、维护方便、成本经济的特点。随着新型插片机性能的不断提高，直线电机和CANopen现场总线的设计方法在电子元件封装行业中应用将更加广泛和深入。
1.楼盘建筑位置分布关系图示：
2.各单元设备与点数估算表
设备名称
设备数目
监控信号类型
DI
AI
DO
AO
A
座东单元
电梯
2
运行状态、开关门、上下行、楼层信号、锁梯、检修、安全回路、故障报警
34
配电间（以5路进线，十路出线，6路照明估算）
1
供电出线的开关状态、断电报警、低压进线的开关状态、故障报警、停车场公共照明的开关状态、故障报警
42
供热机房
1
进/出水压力、进/出水温度
4
污水泵控制箱
1
工作状态、过热报警、电源状态、故障报警、污水池高液位报警、启停控制。
5
1
生活水泵控制箱
1
变频恒压供水：变频器输出电流，输出频率，启停状态、故障报警
2
2
A
座西单元
电梯
2
运行状态、开关门、上下行、楼层信号、锁梯、检修、安全回路、故障报警
34
配电间（以5路进线，十路出线，6路照明估算）
1
供电出线的开关状态、断电报警、低压进线的开关状态、故障报警、停车场公共照明的开关状态、故障报警
42
供热机房
1
进/出水压力、进/出水温度
4
污水泵控制箱
2
工作状态、过热报警、电源状态、故障报警、污水池高液位报警、启停控制。
10
2
生活水泵控制箱
1
变频恒压供水：变频器输出电流，输出频率，启停状态、故障报警
2
2
B
座东单元
电梯
2
运行状态、开关门、上下行、楼层信号、锁梯、检修、安全回路、故障报警
34
配电间（以5路进线，10路出线，6路照明估算）
1
供电出线的开关状态、断电报警、低压进线的开关状态、故障报警、停车场公共照明的开关状态、故障报警
42
污水泵控制箱
1
工作状态、过热报警、电源状态、故障报警、污水池高液位报警、启停控制。
5
1
B
座西单元
电梯
2
运行状态、开关门、上下行、楼层信号、锁梯、检修、安全回路、故障报警
34
配电间（以5路进线，10路出线，6路照明估算）
1
供电出线的开关状态、断电报警、低压进线的开关状态、故障报警、停车场公共照明的开关状态、故障报警
42
供热机房
1
进/出水压力、进/出水温度
4
污水泵控制箱
2
工作状态、过热报警、电源状态、故障报警、污水池高液位报警、启停控制。
10
2
生活水泵控制箱
1
变频恒压供水：变频器输出电流，输出频率，启停状态、故障报警
2
2
C
座
电梯
2
运行状态、开关门、上下行、楼层信号、锁梯、检修、安全回路、故障报警
34
配电间（以5路进线，10路出线，6路照明估算）
1
供电出线的开关状态、断电报警、低压进线的开关状态、故障报警、停车场公共照明的开关状态、故障报警
42
供热机房
1
进/出水压力、进/出水温度
4
污水泵控制箱
2
工作状态、过热报警、电源状态、故障报警、污水池高液位报警、启停控制。
10
2
生活水泵控制箱
1
变频恒压供水：变频器输出电流，输出频率，启停状态、故障报警
2
2
2＃楼
电梯
3
运行状态、开关门、上下行、楼层信号、锁梯、检修、安全回路、故障报警
51
配电间（以5路进线，10路出线，6路照明估算）
1
供电出线的开关状态、断电报警、低压进线的开关状态、故障报警、停车场公共照明的开关状态、故障报警
42
3.控制器的空间布设设计图示
各控制站拟采用奥地利 B&R的可编程计算机控制器（PCC）来设计实现，控制站的布设及主站与子站的选择，是综合考虑现场布线的条件、组网的扩展性、经济性等因素来决定的。方案图示如下：
从经济的角度考虑，网络采用CAN和RS485两种网络型式：
1）各楼座的监控主站与从站之间，采用CAN Bus设计，可以充分发挥现场总线，局部采集数据的经济高效的特点。
2）各楼座的监控主站与从站之间，采用 RS485网络设计，大限度的降低了网络扩展的成本开支，同时通过开放与标准的接口协议（如Modbus RTU），可以十分方便的同管理计算机通信，以及面向未来可能的扩展要求。
3）多个CPU主站的设立，既兼顾到网络扩展与现场布线的方便性，同时由可以使各单元建筑内设备的监控具有相对的独立性，大大提高了整个系统运行的可靠性。
1 引言
近20年以来，橡塑电缆机械行业与其它行业一样发展迅速。在入世后的市场竞争中橡塑机械行业面临严峻的挑战。提高橡塑生产制造装备自动化技术水平能够有效地提升行业综合实力。
2工艺流程
线材进入放线设备在放线张力控制条件下,从预成型辊轮架穿过并加热,被挤塑机挤出的橡胶材料覆盖外套。覆盖了橡胶外套的线材,进入生产线主速牵引装置,经过高温硫化由变频器控制每分钟的生产速度，再经由履带辅助牵引进入后处理阶段。在芯线折断和成型工艺装置上,经过张力架检测张力作为张力反馈,速度由主速给定,匀速而且恒定张力的送线,经计米器控制后切割成型。在整条生产线上,主牵引和辅助牵引控制系统工作在速度方式：包括高温处理，微波硫化，后加热速度串联同步；并且要求各级可以微调并后级同步调整。而钢带放线和成型控制系统工作在恒转矩方式，速度变化引起的转矩波动被转矩控制系统控制,相互配合以保证速度和张力的恒定。
3 基于台达机电产品的配置设计
图1 自动化系统体系结构
系统体系结构由台达机电产品构成核心自动化技术平台，参见图1，配置表参见表1。
表1自动化系统配置表
注：DOP-AE57CSTD人机上的界面程序在另两台DOP-AE10THTD上必须有，就是DOP-AE10THTD能控制DVP12SA11R，而DOP-AE10THTD界面程序不必在DOP-A57CSTD上有，就是DOP-AE10THTD不控制EH PLC。
4 基于台达机电产品的整体解决方案
4.1 一机多屏
由于此流水线长度较长，客户需要在流水线不同的地方安装人机，以便在操作时不用走很长的距离来操作及监控设备，根据此要求人机之间必须进行通讯，这就是我们平常讲的“主从屏”控制。
利用台达人机有一个非常的特点就是有三个通讯口且两个通讯口可以RS232、RS485、RS422进行随意配置，且每个通讯口都是互相独立的。这样就可以利用每一个人机的一个通讯口（此例中采用人机的COM3 设置为RS485通讯格式 7 E 1 9600）连接起来，进行通讯，主机通讯协议采用（MODBUS MASTER）,而从机采用（MODBUS SLAVE）。而人机间数据的交换必须采用宏程序来实现。
4.2 通讯从站
根据系统变频器、温控器通讯要求快速的的要求，采用两台10.4寸人机分别与两台EH PLC通过另两个通讯口（COM1 COM2）进行通讯，那是不是要问如上述所说不是一机多屏不是一样能完成吗？何必要如此多此一举呢？那我这里为什么要这么做呢？因为在我实际调试时发现用宏程序来做一机多屏时，如果数据很多，数据利用宏程序在人机交换，因为数据很多，人机的处理速度有限且由于波特率的限制，要满足非常快的通讯要求会有一些勉强，那么我采用在PLC上加装DVP-F485卡（只能作为从站），使得一个PLC能与两个触摸屏通讯，这样我就可以在与变频器、温控器通讯这一块不用通过人机处理直接与两台PLC通讯，这样通讯慢的问题迎刃而解。
4.3 EASYbbbb通讯
根据需要通讯的变频器及温控器数量众多且通讯要求及及时性要高，故采用了台达PLC具有的EASYbbbb功能，此功能优点在于通讯程序底层已经写好，没必要你自己编写复杂的通讯程序，你只需要设置相应的特殊寄存器，这样既方便又可靠且速度快，EASYbbbb功能请参考台达PLC编程手册。
4.4 变频器同步
整个生产线控制有8台变频器，8台变频器频率控制水线，分成七段控制，主要利用台达通讯的便利性，用通讯的方式，随时随地读变频器的频率，只要发现其中一台变频器频率有变化，会根据一定的比例，后续几台变频器跟着变化，以便处理四段速度的同步以控制张力。
八台变频器，当其中一台变频器频率有改动时（通过模拟量改动，或者主频、比例给定）有改动时，那后续的几台变频器就会根据以上的关系，会自动改正频率，以保证同步。
而且，当同时有两台以上变频器频率通过模拟量微调或者通过人机改变比例、主速时，那以前一台为准，后续几台的频率值修改都必须得屏蔽掉，例：比如现场有两个操作工同时修改第二台、第三台变频器的模拟量进行微调频率，那频率修改值以第二台为基准。
频率值是主频与模拟量辅频设置，在现场模拟量辅频何时改变是不可知的，那编写程序时必须每时每刻都要读频率，来了解现场变频器频率值变化，而且频率读好后，还要根据频率变化根据比例计算后，计算出的频率值自动的靠通讯写给相应的变频器。因为是每时每刻的在读频率，而且频率给定有两个来源，那难点在于何时把写好的比较值，给寄存器，然后再用此频率值与读的频率比较，当作参考值。
运用以下思路编写程序，而通过调试客户满意调试效果。原先想运用04AD+04DA，这样的话虽然写程序更简单，但是因为客户现场此生产流水线过长（有五六十米长），而且微调的模拟量必须紧靠每一个工位，客户布线现状比较糟糕，在这么长的线路上模拟量会有很大的衰减和干扰，靠通讯的方式会相对比较好一些，故采用完全用通讯的方式来解决客户同步的要求，相对的程序要求编写会比较复杂一些，特别是何时在给比较值参考，怎么样屏蔽后几台频率变化的问题。
4.5 PID功能
此PID功能主要应用在控制微波加热，而我在应用PID功能时进行了变速积分及积分饱和限制的改进算法，使其在控制时超调非常的小及非常的稳定。
