西门子6ES7221-1BF22-0XA8接线方法

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 引言

数字化、智能化印刷机械关键技术与装备项目是围绕书刊、报业、包装装潢、商业印刷的重大装备急需。双面印刷是出版物印刷、说明书印刷以及笔记本印刷的印刷工艺。双面印刷可以保证印品一次印刷完成，效率成倍增长。对开双面平版印刷机是一种新型高速双面印刷机，适用于书刊杂志等印品的印刷。高速双面印刷机以高速印刷高质量的印刷品受

到用户的青睐。项目选用了台达机电自动化系列产品对电气进行了改进设计。

2 工艺自动化分析

高速双面印刷机整机动作控制整机由输纸机、收纸机和主机三部分组成。主机除主电机，上、下水辊电机，制动辊电机分别由四个变频器控制外，其余主要动作由七个气缸分别来控制上水辊、下水辊、上墨辊、下墨辊、递纸、上滚筒、下滚筒等的离合动作。气路的控制分为手动和自动两种模式。整机的核心调试工作就是电气、气动与机械动作相匹配，避免印刷中纸张的浪费。

由于自动工作模式下各动作要以一定的顺序工作，机械采用凸轮来控制各动作离合时的角度，电气选用二相增量型旋转编码器来实时测量凸轮的旋转角度，编码器每旋转一周，产生360个脉冲，PLC高速计数器计数720，到零位后复位重新计数。我们可以随时更改编码器的角度值，来配合机械的改动或因速度不同，惯性不同，所需动作的角度值不同，省却了烦琐的机械控制。

3 台达机电技术的自动化应用

3.1 系统原理设计

机床的控制以台达的DVP-EH型PLC为技术平台，触摸屏为操作界面，变频器作为执行构件。触摸屏通过COM2口与DVPEH　PLC 的COM口相连，采用MODBUS协议。PLC通过485口控制四台变频器，支持MODBUS协议。

3.2系统配置设计

台达　PLC：DVP64EH00R ＋扩展DVP08XP11R。台达触摸屏：DOP-A57CSTD。台达变频器：VFD110B43A ；VFD004M21A。框架如图1所示。

图1印刷机系统配置设计

3.3 编程案例

（1）触摸屏显示报警。台达EH系列PLC提供了方便的高速计数功能，使程序编写简单，调试快速。我们将编码器的信号线接入PLC的高速计数端子X0，X1，编码器的复位端子接X2，对应计数器为C251，Y23为主机运行，当编码器两相接错时，触摸屏显示报警M455,如图2所示。

　　　 
图2 触摸屏显示报警

（2）通讯调试。在小型电气控制系统中，设备间的通讯调试是一个难题，但台达PLC与变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可解决问题。如读取主变频器的输出频率,先写好通讯协议，然后利用下条指令即可：

其中通讯命令装置地址为01，数据地址H2103，数据长度2个word。

两者的通讯省却了中间继电器的控制，减少了故障隐患，再利用触摸屏将PLC中的数据读出，可以方便地监视运转中出现的问题。

（3）画面设计。触摸屏的应用省略了原有的一些按钮、指示灯、计数器、转速表、时间继电器及润滑程控控制器等元器件，降低了故障率，也减少了接线的工作量。台达的人机编辑软件－TP Editor提供了7个等级密码的保护，有利于使用厂家对某些特定的使用条件进行了限定，保护了用户的利益。因触摸屏有3M的内存，所以设计时在画面中以走马灯的形式提供了大量的报警信息，也设计了多屏PLC输入、输出状态监视画面，在系统帮助里详细介绍了本机电气操作及维修提示，使整机的电气系统操作、使用、维修简单方便，参见图3。

图3触摸屏画面设计

4 结束语

该系统配置取代了原日系品牌的配置，整体来说性价比要高好多，故障率也远低于原配置。现批量使用已有一年多，系统稳定性强，用户操作简单，维护方便，得到了用户的肯定。

一方面由于出口商品比较多，另一方面由于人们的生活水平不断提高，审美要求不断发展，纸包装印刷质量和品种严重滞后于社会经济发展的速度，一批制约印刷装备制造业发展、对行业产品升级换代和技术进步具有带动性强、辐射面大的相关关键共性单元技术和数字化、自动化印刷技术装备，对提高数字化印刷技术与装备的自主创新能力和技术水平，对打破国外印刷装备的市场垄断，对增强国际竞争力是非常有帮助的。日常消费品包装正在从单色向多色发展，市场潜力巨大。单张纸多色高速双面印刷机领域的空白还有待于别的关键技术与装备重点突破。

　起源于美国的速冻食品近年国际增长速度高达20％—30％。速冻食品将成为世界上发展快的食品，其销售量在发达国家将占全部食品的60％—70％，已取代罐头食品的垄断地位而跃居加工食品的首位。目前，我国已有生产速冻食品企业近200家，品种达300多个，年生产量达1000万吨。速冻方便食品的出口量已超过意大利居一位。

　　我国速冻食品从生产厂家至商店及家庭冷冻链已经形成，所以随着人民生活水平的提高，对食品的卫生、营养、保鲜和方便性等方面的追求，以及速冻食品在国际贸易份额不断增大，速冻食品的发展前景十分广阔。

　　速冻食品是将经预处理过的食品，在30分钟内迅速通过-1℃—-5℃的大冰晶区，然后在低于-18℃的环境下保藏和运输的食品。速冻食品在我国市场上出现不过才十几年光景，但因其迅速发展的态势而被誉为食品业的一轮朝阳。

2　基于台达机电平台的控制系统

　　螺旋式速冻机由于结构紧凑,冻品范围广等优点而广泛应用于速冻行业。螺旋速冻机是速冻鸡块、水饺、汤圆、虾、鱼等油炸食品、面食制品、肉禽类制品、水产品等及小包装食品的主流设备。但如何能使螺旋速冻机在正常使用过程中保证速冻食品工艺实现，避免冻时过长，避免冻裂等问题是螺旋速冻机食品速冻机的关键问题。

2.1　PLC主控中心

　　PLC主机选用台达DVP14SS11R2，作为螺旋速冻机的控制中心，进行程序控制及通讯命令的发送，外围开关量信号的采集及执行器件的控制命令发送、配方数据的储存等功能。

　　电源模块选用台达DVPPS01，为控制系统提供稳定的DC24V电源。

　　PLC扩展模块选用台达2个DVP16SP11R采集DI/DO控制点信号。

2.2　人机界面

　　人机界面选用1个台达DOP-B07触摸屏，提供良好、友善的人机界面，可以通过人机界面进行整机速度、配方参数、故障信息、风机水泵控制等。

2.3 温度控制

　　温度控制选用台达温控模块DVP04TC-S，采集螺旋速冻机的工作温度，能否正确控制系统优质的生产出产品，温度的准确采集非常关键。

2.4 变频驱动

　　变频驱动选用台达2台VFD-M055变频器，一台变频VFD-M驱动传送带运行，另一台变频VFD-M调节传送带平衡，速度均衡等功能。

　　基于台达机电平台的螺旋速冻机控制系统配置框架如图1所示。

3　主要功能设计

3.1　自动/手动控制模式选择

　　通过触摸屏选择自动或手动控制模式，如图2所示。

 图2 控制模式选择

　　自动运行可以通过选择与之相对应的组号参数进行自动控制运行，设置好“冷冻温度”一项里，与之相对应的“速度”就会显示在“达温网带速度”一项里。将“未达温网速度”和“进料温度”设定好后即按“启动”启动设备，如图3所示。

  图3 自动运行模式

3.2　HMI配方管理

　　由于温度难免会由于环境、负荷、生产效率等综合因数产生变化，但食品在不同温度的冷冻时间上却是非线性的关系，所以通过台达HMI的强大配方功能进行不同产品进行不同的温度-速度设定,如图4所示。

  图4 HMI配方管理

4　结束语

　　项目测试和试生产证明，台达自动化控制系统构建的平台能够完美、高效、高质地生产出各类包装，包括速冻鸡块、水饺、汤圆、虾、鱼等油炸食品、面食制品、肉禽类制品、水产品等食品的包装。而随着电控系统的高效、成熟，应用价值极高的台达自动化方案，将能为食品机械的升级换代提供更多助力，为社会做出更大贡献

    PLC可编程控制器为复杂控制和人机沟通提供了可能。当故障出现后，可以通过输入、输出指示灯找到故障点。

         在制药厂，作为喷雾增压剂的氟利昂R12、R11是一种不燃烧、不爆炸的安全、稳定制冷剂。此特性为纯气动改为以PLC为中心的电气控制提供了。


改造方案如下：


1．保留原执行机构（工位）不变。
2．控制面板及按钮功能保持不变。
3．使用原来的气包、过滤器、调压装置。
4．将气控阀改为电控阀。
5．纯气动控制系统改为以PLC为中心的电气控制。
6．执行气缸位置信号由气电转换器引出。
7．定量缸位置信号改用行程开关。
8．电器元件选用OMRON、TE公司产品，气动元件选用FESTO公司产品。
9．调试成功后再拆除原纯气动控制系统。


         在电气控制系统中，使用了一只日本OMRON公司生产的30点PLC (CPMlA30CDRA)和一只20点的扩展模块（CPM 1 A20EDRA)。


      在编程时，利用气电转换器发出的位置信号和牵引盘接近开关发出的复位信号实现循环。其逻辑方框图见图1。

        改造后，使瘫痪设备起死回生，现已生产了10万多瓶气雾剂。实践证明，该设备改造是成功的，运行可靠，并且所有技术指标均达到改造前的水平。