6ES7222-1BD22-0XA0接线方法

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细纱机是纺织厂的专用设备，具有前后两个辊子。由于前面辊子的速度比后面辊子快，从前辊子进去的粗纱在两个辊子之间得到拉延，从后面辊子输出的纱就变细了。花式纱不是均匀粗细，而是粗细相间。要得到粗细相间的纱，只需让后辊子的转速时快时慢即可。

1. 差动齿轮系的设计

　　　来自于前辊子的转速经过齿轮减速后作为差动齿轮系的一个输入，另一个输入由两台伺服电动机通过机械合成而成，能实现启停500次/min。若两台伺服电动机不转，差动齿轮系输出到后辊子的为一个低于前辊子的均匀速度，此时细纺机纺出为普通纱。若两台伺服电机均启停250次/min，且启停时间错开，通过机械合成后为启停500次/min，此时差动轮系输出到后辊子的变化速度为500次/min，细纺机纺出为花式纱。

2. 控制系统硬件的设计

　　　在纺纱过程中需要不断地改变纱的粗细、纱的长度和节距3个参数，要求伺服电机不断改变启停周期和速度，每种纱常有300多种变化组合，参数要求方便进行调整，而且工作环境较恶劣，可靠性要求高。

　　　伺服系统电机采用低惯量永磁同步电机。两套伺服系统的速度控制号由PLC模拟量I/O模块输出控制。两套伺服系统的启停控制信号由PLC扩展的脉冲输出模块输出端控制，其相位相互错开。

　　　为了调节纱的粗细、长度和节距，PLC需要不断检测前辊子的速度，根据设置的参数和检测的前辊子速度计算出后辊子的速度和开关频率。前辊子速度和伺服电机速度的检测采用光电编码器，其输出的脉冲信号输送到PLC的高速计数模块进行计数从而得到前辊子的速度以计算伺服电机速度和开关频率。另外PLC选用绝缘型通讯用适配器与工控机进行通讯，以实现参数的设置和监控。通过HMI，单独机器部件的状态用图表界面简单明了的变现出来，使得操作和配置更加容易。

　　　贝加莱X20系统能够实现高速低成本的I/O控制，降低了线缆的费用，其模块化设计让系统具有超群的扩展能力，紧密的硬件设计则节省了面板的安全空间。

3．程序设计

　　　速度检测采用M法测速，在固定的时间间隔Ts内读取速度信号的脉冲数从而计算出转速的大小。串行通信模块数据传送利用RS指令，其与工控机进行串行通信时可以设置数据长度、奇偶性、波特率、停止位等。D/A模块具有电压输出和电流输出两种形式。数模转换模块采用FROM，TO指令，其中FROM控制A/D输入，TO控制D/A输出，编程指令包含选择数模转换通道和输入输出数据存放单元，设置数模转换命令，输出或读入转换结果等。

　　　贝加莱系统每一个完整的控制系统的操作配置都集成在一个自动化软件Automation Studio中，不仅加快了工程进度也节省了成本。

4．结论

　　　该纺织专用细纱机控制系统采用PLC加差动齿轮加伺服电机的设计，后辊子速度变化频率可达500次/min，充分满足了细纱机生产的需要。运行表明，该系统设计合理、工作可靠。

工控产品是实现自动化系统的物理基础，但由产品堆积起来的系统未必就是性能优异的系统，其关键在于整体解决方案。本文结合工程实践，简要介绍基于台达工控产品并整体配套的自动化系统成功解决方案。
　　
　　　　工业自动化系统正朝着集成化、网络化、平台化、综合管理等方向发展,因此构建工业控制系统时，不仅要硬件配套，更重要的是要考虑功能完善，将软、硬件系统功能完美地整合，给用户提供稳定可靠，可操作性、可维护性和可扩展性好及功能齐全、性能优异的自动化工控系统。即使随着时光的流逝工控系统需要升级换代，系统仍然具有很好的兼容性，使用户投资受到良好的保护。新一代的台达工控产品提供了各种整体配套的自动化系统解决方案，限于篇幅，以下列举部分行业应用的成功案例供参考，这些案例经过现场长期运行考核，运行稳定可靠，给企业带来了显著的社会经济效益，受到用户好评，并充分地考虑了集成化、网络化、平台化、综合管理等前瞻性要求，在软件系统支持下，其数据点数、处理能力以及可伸缩性或扩展性等方面都有明显的提高，提供的整体配套解决方案会随时间推移而增值和延长项目的生命周期，从整体上提高了系统建设的投资回报率。以下是部分成功应用案例。
　　
　　1 基于台达工控产品的织机自动化系统
　　
　　1） 张力控制变频收卷系统
　　
　　　　纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都采用机械传动，同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右，难于维护而且维护费用高。基于台达工控产品的张力控制变频收卷系统可取代传统的机械传动系统，保证整个收卷过程稳定，该系统借助台达公司的变频器，采用闭环矢量控制方案实现恒张力控制。为了保证恒张力，在小卷启动的瞬间、加速、减速、停车和大卷启动时，对不同卷经进行不同的转矩补偿，保证整个收卷过程中避免小卷时张力过大，大卷启动时松纱的现象，图1是单台张力控制变频收卷系统的结构框图。

　　　　该系统的优点在于：张力在人机界面上设定，人性化的操作；采用长远卷径递归、空心卷径激活时张力线性递加、张力锥度计算和转矩补偿动态调整等先进控制算法；卷径实时计算jingque度高，保证了收卷电机输出转矩平滑性能好，可自己纠正卷径值；尽管操作人员进行加速、减速、停车、再激活时极易造成爆纱、松纱现象，但实施变频收卷改造后系统收卷稳定，张力始终恒定；克服了机械磨损，延长了机械的使用寿命，设备维护使用方便。值得注意的是该系统用工控机极易实现qunkong，进而有利于实现管控一体化的系统集成。
　　
　　2) 帘子布织机电控系统
　　
　　　　帘子布织机是剑杆织机的一个特类，除具有一般织机性能外有其特殊性。采用以台达 ES型PLC、DOP-A型HIM、B/M型变频器构建的新颖电控系统，如图2所示。其创新主要体现于：主机采用台达 B型矢量型变频器控制，摆脱了传统的离合器控制模式，可实现主机电气无极调速功能；送经电机、卷曲电机、大卷装均采用台达 M型变频器控制；运用台达 MODBUS通讯协议构建主机、送经电机、卷曲电机、大卷装控制系统；摆脱了传统的模拟量控制；信号采集、处理采用台达ES型PLC作为CPU处理中心；显示采用台达人机界面，摆脱了传统的LCD模式。上述优点是传统织机控制系统无法比拟的：机械结构大大简单化；可高达450转/分，这是同类机种高不可攀的车速；主机采用变频控制，使织机车速可实现变频调速控制。

图2 帘子布之机电控箱内示图
　　
　　　　该系统已在江苏泰州化纤厂投入使用，具有结构简单、操作方便、界面简洁、稳定可靠，成本低廉等特征，是传统控制系统的佳替代产品。
　　
　　3）毛巾织机天经电气控制系统
　　
　　　　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。该系统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。其控制系统硬件均采用台达自动化产品，EH型可编程控制器、ASD-A 型伺服控制器和TP04G文本显示，便于系统维护、升级。毛巾织机天经电气控制系统的应用如图3所示。

图3 织机厂家毛巾织机一角
　　
　　　　系统构架：硬件构架，TP04+EHPLC+ASD；软件构架，TP04+EHPLC。该系统结构简单，操作方便，界面友好，整个系统采用台达自动化产品构成，系统，应用效果良好，受到客户认同。
　　
　　4）国产化剑杆织机电气控制系统
　　
　　　　国外剑杆织机普遍采用微机qunkong系统实现电子选纬、电子多臂等控制，具有自诊断和数据采集管理等多种功能。近年来，国内众多厂家使用台达EHPLC为核心研制的剑杆织机电气控制系统大大缩短了与国外剑杆织机的差距，系统硬件采用台达公司的DVPEH3200TPLC，配置台达TD220中文文本界面。软件系统可实现多种功能：如诊断保护、参数设定、数据保存、选纬等功能。该系统有启动迅速、制动平稳快捷、操作方便、有正常启、制动功能和成本低廉等优点,可实现某些特殊操作,如选纬工艺设定、点动、停手动、正反寻车等。系统在山东聊城剑杆织机投运效果令用户满意，是传统控制系统的佳替代产品。
　　
　　5）三经轴重磅织机电控系统
　　
　　　　重磅织机与一般织机的区别主要在于：其剑杆不是一般的绕性剑杆，而是刚性剑杆,它能完成一般织机无法做的事（如重磅织机能织玻璃纤纬产品），它的织物一般可以是牛仔布等重、厚织物，这是一般织机不能实现的。三经轴重磅织机是在一般重磅织机的基础上添加了两个天经轴、一个大卷装，其目的是实现客户需求双层布织物的功能。

图4 系统构架图
　　
　　　　三经轴重磅织机电控系统由主控和三经轴电控部分组成。系统构架如图4所示，大卷装伺服采用台达MODBUS RTU通讯控制，人机界面主画面如图5 所示，该织机系统有以下工艺特点：双经轴同步，在启动、停车、运行过程中两轴同步运行；双层布结构，织物是玻璃纤纬材料，在形成双层布过程中有两个方式，即8字形和X形。

图5 界面主画面
　　
　　2 机械自动切割机整体解决方案
　　
　　　　现以台钢机械自动切割机为例，用台达机电产品为客户提供的机械自动切割机整体解决方案在功能方面完全满足客户需求，整个系统在操作上更加人性化，在原有系统基础上增加了七种控制模式，分连续和单动两种状态。变频器频率的通讯给定不仅可靠便利，还为客户节省了成本。该产品主要出口东南亚及大陆地区，如用于将整卷宽幅在两米多的透明胶带自动切割成标准宽度的胶带等。系统示意图如图8 所示。

　图8 机械自动切割机示意图
　　
　　　　该系统配置：人机交互DOP-A57GSTD 1台；PLC，DVP-48EH00T 1 台；变频器，VFD-007M23A、VFD-015M23A 各1台；伺服，ASD-A0721LA 1台。系统可在自动和手动状态下工作，由于在程序设计中巧妙运用了变址和循环的功能，程序简练，客户认可，它印证了台达机电产品在系统集成方面的强大优势。
　　
　　3 燃气式食品隧道炉上的系统整合方案
　　
　　　　用燃气取代电热式食品隧道炉对缓解地区电力紧张状况有重要意义，这在食品加工行业已经获得广泛认可。台达机电产品在燃气式食品隧道炉设备上的成功整合应用，满足了食品机械客户的需求。该设备电器配置为：DOP-A10TCTD的人机界面，DVP-60ES可编程控制器，DVP-04PT/S温度量测模块，VFD037M43A变频器，通过系统的合理整合实现对设备控制。系统参数设定画面如图10所示，类似地还有其它画面如烘烤时间与输送控制、温度设定与显示、点火控制画面等，不同型号的隧道炉其长度、速比给定等是不同的，它适用于所有类型的隧道炉，可以监视变频器的设定频率和运行频率值以及设定排风时间等。

　图10 参数设定画面
　　
　　4 自动枕式包装机电控系统解决方案
　　
　　　　传统的枕式包装机采用差速齿轮箱结构，运行稳定，但噪音较大，机械容易损坏，封装精度调整很麻烦。现在提供的自动枕式包装机采用PLC作为控制系统核心，其包装速度高、定位准确，系统更加可靠、

图11 电气控制箱内部布置图
　　
　　　　稳定，可满足现代包装的发展要求。枕式包装机是食品、医药等包装行业中应用比较广泛的一种包装机械，能满足日常用品和食品的包装需要。电气控制箱内部布置如图11所示。整合方案采用台达DVP-EH PLC、台达VFD-M变频器、台达伺服系统、编码器及台达DOP-A人机界面，它可满足用户在多种情况下的应用需求，系统运行稳定，封切准确，操作简单，有很好的性价比和市场推广价值。
　　
　　5 健身设备电控系统解决方案
　　　　随着人们生活水平的提高，健身车、楼梯机和划船机等运动设备倍受欢迎，但健身设备对稳定性、安全性、调速方便等性能的要求也越来越高，如图12所示的健身设备，采用台达M系列变频器构成的震动机，低速力矩大，全速范围内的电机工作电流都低于电机额定电流，保证了电机长期稳定运行，客户使用非常满意，满足了出口机器的要求。

　图12 健身设备
　　
　　6 节能家电电控解决方案
　　
　　　　随着家电产品的快速普及，家电已成为我国能源消耗的大户，其耗电量已经超过全国总用电量的15％。如今能源危机愈演愈烈，各国相继出台或修订了家电产品节能标准，如美国结合“能源之星”标识制度，淘汰了市场上的非节能家电，集节能、降噪、提高效率于一体的变频家电是真正意义上的革新，是家电业发展的潮流， 台达M系列变频器能满足家电产品的节能要求，使用台达M系列变频器的节能家电，启动时无冲击电流，运行稳定；改变了传统的控制方式（停止/运行状态的切换），延长了设备的使用寿命。
　　
　　7 为胶带机提供完美的解决方案
　　
　　　　各种胶带设备如各种复卷机、分条机及各式涂布机等，产品规格灵活多样，其电控系统采用台达触模屏、PLC、伺服、变频器等器材，都能满足要求响应快、定位精度高、质量稳定，的要求。图13是某胶带设备外形图，该设备选用台达系列自动化产品 PLC、伺服、变频器、人机界面等构成电控系统，

图13 某胶带设备外形图
　　
　　　　配置为DOP-A57GSTD，DVP60ES00T，ASD-A1021L，VFD022M21A。由于产品的技术含量高，完全能够与欧美日等的品牌媲美，而在价格上则更为实惠，因此在造纸、纺织、塑料机械、建筑等领域有应用广泛。
　　
　　8 结束语
　　　　以上简要介绍了部分典型的基于台达工控产品并整体配套的自动化系统解决方案。这些解决方案在不同程度上都考虑了系统集成化、网络化、平台化、综合管理等方向发展的未来需求，限于篇幅本文只好从略，但我们愿意与客户展开这方面的合作，更希望得到客户的支持。

条并卷机作用是将多根棉条牵伸，并合成棉网，分两组牵伸出两层棉网叠合，紧压在特制成卷罗拉上卷绕成卷，从而完成精梳前的装备工作。
　　
　　
　　条并卷联合机喂入部分由三部分组成，每一部分各有18～24根棉条自棉条筒引出，经导条罗拉喂入，棉层经牵伸装置牵伸后成为棉网，棉网通过光滑的曲面导板转向90°，在输棉平台上三层棉网并合后，经输出罗拉进入紧压罗拉，再由成卷罗拉卷成精梳小卷。
　　
　　
　　
　　欧姆龙整体解决方案及其优势：
　　条并卷机控制系统由欧姆龙的4.7”单色触摸屏NT20S、高性能小型PLC CP1H和3G3MV系列变频器组成，变频器控制主轴，通过Modbus与PLC进行通信。触摸屏NT20S负责工艺数据的输入和实时状态的显示。作为市场中少见的4.7”单色触摸屏NT20S具有独特有的性能和合理的价格定位，替代了条并卷机通常选用的文本显示器的过去，在基本同等的开发投入下，提高了设备的档次。
　　
　　
　　
　　HMI：OMRON触摸屏NT20S
　　NT20S是欧姆龙公司为小型控制系统设计的中型显示器，是一个简单实用的终端机。NT20S分辩率为256×128点，大画面数达500幅；可以采用1：N NT bbbb的方式使多8台PT来控制一台PLC。NT20S有内存、开关自检，通信和其他条件状态设定确认，简单通信确认等维护功能；还拥有不反光荧幕，可以调换背光灯来延长使用时间；即使在恶劣环境下也能运作。
　　
　　
　　通信协议：MODBUS-RTU
　　MODBUS-RTU协议是工业自动化控制系统中比较常见的一种协议。该协议采用RS-485传输，主从半双工方式，波特率可在9600bps和19200bps之间选择，具有抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉的优点，广泛地用于PLC与变频器的通信中。
　　只要在CP1H CPU 单元上安装・布线RS-422A/485 选件板（或RS-232选件板），通过软件开关操作，就能将CP1H作为Modbus-RTU的主站，来发送Modbus-RTU 的命令。如果在Modbus-RTU 简易主站用DM 固定分配区域中设定了Modbus 从站设备的从站地址、功能、数据，软件开关置ON后CP1H就可发出Modbus-RTU 指令，接收的应答也会被自动保存到DM 固定分配区域。
　　

桶往fuzhuang置用来盛放由卷绕机牵伸下来的丝束，并通过纵向电机与横向电机的运动将丝束在桶里铺成V型，以便于后纺的牵伸，满足工艺的要求。
　　
　　
　　丝桶往复控制系统由纵、横向运动部件、进出桶输送部件、台车等组成。采用伺服电机驱动，丝桶作纵向、横向往复运动。进出桶辊道由电动驱动，可实现辊道速度与台车进出桶速度同步。采用计算机控制，实现jingque定长。
　　
　　欧姆龙整体解决方案及其优势：
　　在丝桶往复控制系统上，我们选取了欧姆龙的中型PLC CJ1系列，采用DeviceNet现场总线作为控制系统。纵向、横向运动部件由欧姆龙的OMNUC W 系列AC伺服电机控制；变频器3G3MV控制出桶电机。系统还配有NS的触摸屏作为现场人机对话界面，并可根据用户需要通过以太网连接上位机。
　　
　　
　　PLC：CJ1
　　高速处理，LD指令执行速度仅需100ns
　　超小型设计，高度仅相当于一张名片宽度
　　无需底板，以更高的效率组合各种单元
　　3种网络（DeviceNet、Controller bbbb、Ethernet）的无缝链接，信息保持全过程可视
　　CPU本体内置高速计数、脉冲输出、中断输入功能（由CJ1M-CPU22/CPU23提供）
　　使用大容量CF卡作存储卡，简化维护过程
　　提供PLC串链功能，多可连接9台CJ1M
　　
　　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：3G3MV
　　矢量控制
　　支持RS-422/485通讯(MODBUS协议)
　　支持CompoBus/D(DeviceNet)现场总线
　　易操作(操作面板上提供频率给定旋钮)
　　提供PID调节和节能控制
　　多段速调节(大16种速度)
　　
　　Servo：OMNUC W 系列AC伺服电机/驱动器
　　W系列提供了400Hz的高频响应和5000rpm的高转速
　　所有驱动器参数设置和监控均可通过面板操作来完成
　　电机符合IP67(防水)规范
　　提供12种不同的控制模式，适应不同场合
　　 对于参数设置可设定密码
　　 符合 EC/UL 规格