6ES7241-1AA22-0XA0货期较快

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　1 引言
　　目前制纯水的方法有四种，蒸馏法、电渗析法、离子交换法和反渗透法。而反渗透又是先进、效率高、节能的制纯水技术。反渗透是20世纪60年代迅速发展起来的一种水处理工艺。目前，它已用在城市用水、制药用水、锅炉补给水、电厂锅炉补给水、工业废水及海水淡化和各种溶液中溶质分离等方面。
　

　　2 反渗透技术介绍
　　2.1 反渗透技术原理
　　反渗透技术是当今先进和节能有效的膜分离技术。
　　其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97%-98%）。反渗透是目前高纯水设备中应用广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物；反渗透（RO）、超过滤（UF）、微孔膜过滤（MF）和电渗析（EDI）技术都属于膜分离技术。
　　反渗透设施生产纯水的关键有两个，一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一定的压力。 简单地说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。 在水中众多种杂质中，溶解性盐类是难清除的。因此，经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果。反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。
　

　　2.2 反渗透制纯水设备组成

图1 反渗透设备
　　反渗透纯水设备主要由两部分组成，机械部分和电气部分。
　　机械部分主要由水泵、压力罐、水箱、过滤器和管路组成。
　　电气部分主要由可编程控制器（PLC）、触摸屏、变频器、压力表、继电器等组成。
　　　3 反渗透控制工艺
　　本系统工艺流程专为生产制药用纯化水而设，系统采用多介质过滤器、活性炭过滤器及保安过滤器作为前级处理，有效除去原水中的悬浮物、泥砂、微粒、有机硅胶体、有机物、异味、余氯等杂质，使经过处理后的原水符合反渗透的进水要求，然后进入程控二级反渗透装置去除水中的溶解性盐类物质、细菌、热源等。

图2 系统的工艺流程图

　　本系统设置有自动和手动两种运行模式。自动程控装置采用和利时PLC(可编程控制器)作为中心控制元件，通过多点多路水位传感器、动态压力控制器组合监测各部件的运行情况来实现系统的自动运行。同时，设置了手动操作方式，可用于系统安装调试和维修时使用。
　

　　4 控制系统介绍
　　控制系统上位机采用和利时HT6600C系列触摸屏，下位机CPU选用和利时LM3105模块，上、下位机之间通过RS232进行通讯。

图3 控制系统配置
　　4.1 可编程控制器部分
　　该设备有4路数字量输入，5路DC24V数字量输出。因此，本系统配置1个CPU模块LM3105。
　　表1系统I/O分配表

信号类型

名称

PLC地址

备注

开关量输入信号

原水箱上位浮动开关

%IX0.0

常开

原水箱下位浮动开关

%IX0.1

常开

中间水箱上位浮动开关

%IX0.2

常开

中间水箱下位浮动开关

%IX0.3

常开

开关量输出信号

原水泵

%QX0.0

一级高压泵

%QX0.1

二级高压泵

%QX0.2

纯水泵

%QX0.3

原水进电磁阀

%QX0.4

　　4.2 触摸屏部分
　　上位监控部份采用和利时HT6600C系列触摸屏，配以监控软件来完成。触摸屏可以显示系统的工作模式，包括手动、自动和停止，可以显示水泵的运行状态。同时可以通过触摸屏设定水泵的投切时间。

　　5 结论
　　反渗透技术在未来20年内将是有效、关键的水处理方式，这就是说纯水机的诞生无疑是饮用水市场发展的必然规律。目前，市场上纯水设备所采用的控制器主要以S7200系列、三菱、欧姆龙系列为主，低端产品相对出现的较少。目前和利时产品性能方面完全能够满足该行业应用要求，在特殊要求场合下（湿度较大），我们可以根据客户需要进行产品定制（内部电路板做防水处理）。

运用WinCon-8000 可编程自动控制器Ethernet 主机搭配上I-7000 系列分布式模块的开放式架构，远程侦测边坡表层土壤结构的数据变化，透过应变仪(I-7016)及模拟数据模块(I-7017)收集位移计测量的土壤结构变化量、荷重计测量的地锚拉力的变化量、水位计测量的地下水含量及雨天之排水量、埋入式倾斜仪测量的各地层滑动量，并将数据收集回Ethernet 主机。由于数据收集主机必须架设在户外箱体内，需面对因气候变化可能造成的恶劣环境，主机尺寸须符合箱体有限空间的限制与达到省电、稳定的要求。

WinCon-8000 是WinCE-Base 的嵌入式控制器，内置RISC CPU 与实时操作操作系统，利用WinCE4.1 网络TCP 功能及FTP 的功能，便可轻易扮演「警报服务器」、「File Server(档案服务器)」、Data log(历史数据储存器)」的几重角色。

一旦有紧急情况，作为Data Server 它将实时警报数据透过网络TCP 方式传回中央监控服务器，而WinCon-8000 内含的FTP 功能则扮演Data logger 与File Server 角色，收集历史资料并定时传回记录文件到中央监控(Data Center)的数据库(SQL Server)进行长时间边坡土壤结构分析观察，针对异常数据作交叉比对，尽速进行补强土壤结构改善工程或发出警报通知相关单位撤离。

相较于以往的系统架构中系统主机仅具备数据采集功能，无法实施远程计算机的功能，所以要将系统主机的数据传回中控中心服务器，不是采用无线模块的解决方案(但受限于地形限制很大且成本提高很多及稳定性问题)，便是在现场再搭配一台计算机主机将数据传回(成本提高很多及稳定性问题)；而使用WinCon-8000 PAC 等WinCE-Base 的嵌入式计算机+PLC(可编程逻辑控制器)+数据库(WinCE SQL)，再搭配ICPDAS 研发团队所开发的许多Firmware (Web Server、ModBus TCP / RTU Server、Web HMI 等)，可大幅降低系统厂商开发时间，降低解决方案的成本，并提升整体系统架构之稳定性，已获得客户的认同并持续采用

钢200万炼钢有3座120t顶底复吹转炉，1＃转炉已经于2005年4月份投产，2#和3#转炉于2006年初投产，3座转炉的倾动和氧枪系统均采用罗克韦尔自动化公司的Allen-Bradley Logix平台控制系统ControlLogix、NetLinx网络架构ControlNet和基于磁场定向矢量控制技术的1336 Force交流变频器，实现转炉倾动和氧枪系统的自动控制，其自诊断和保护功能可靠，降低了设备故障停机时间，大大提高了生产效率。

    1 转炉倾动负载特性分析

    在转炉系统中，炉体倾动部分采用4台倾动电机，通过减速机刚性连接，并采用全悬挂固定方式和扭力杆力矩吸收方式，如图1所示。

    根据工艺要求，转炉的倾动角度为正反360°。转炉炉口和炉底方向轴线与地平面垂直时为零位状态。故炉子倾动负载力矩为角度的函数Mfz=f(θ)，属于反阴性的位能负载。另外，据工艺设计说明，转炉按正力矩设计，即炉子耳轴下部比上部高，下部比上部重。从而确保转炉电控系统失灵或抱闸力不够时，能靠炉体自身的正力矩来确保炉口向上，这样不至于发生倒钢等事故。但当维修炉拆除炉底后以及炉口粘钢渣太多时，炉体可能出现上部较下部重，由于液体钢水重心随转炉倾角的变化而变化，这样在修炉和出渣或出钢时，可能出现负力矩。当炉体处于正力矩状态时，电机处于电动运行状态，当炉体处于负力矩状态时，电机处于回馈制动状态，电机的机械特性和负载特性如图2。

    额定力矩／电流：1750N·m/230A;

    速度反馈用编码器：30-3641IA-1024。

    2 系统功能

    2.1控制功能

    转炉倾动变频系统各变频器的控制分两种方式：

    （1）变频装置的单机调试、检修在人机接口操作面板（HMI）上完成；

    （2）设备联动运行通过PLC系统实现（操作地点：正常生产时在中控室或机旁，联机调试时在变频器柜柜门）。

    在任何一种情况下，均能保证控制方式的唯一性，而且控制方式的切换通过柜门上转换开关、按钮实现，方便、可靠。

    转炉4台倾动变频器在正常工作时以1主3从方式进行工作；当其中1台故障时，余下3台装置转换调整后以1主2从方式进行工作；进一步当其中2台故障时，余下2台装置转换调整后以1主1从方式进行工作。

    2.2系统配置和功能实现

    根据倾动机构工艺要求及控制功能，每座转炉倾动变频系统配置了一套相对独立的PLC（1#转炉为PLC 12）系统，通过控制总线Control Net网络接口实现转炉变频器及PLC间的通讯（如图3），同时实现与转炉主PLC（1＃转炉为PLC11）系统的通讯（如图4）。系统主要硬件配置如下：

    倾动变频器：1336T-B250-AA-GT3EN-L4，4台（含制动组件）；ControlNet光纤模块：1786-RPFS，4块；控制系统：1756-L55M22 Logix5555控制器1个。

    在转炉传动变频控制系统中，4台变频器通过光纤连接，构成主从应用工作组，工作时其中一台设为主传动工作方式，另三台工作在从传动方式，从传动变频器以转矩模式工作，主变频器速度由PLC系统通过变频器I/O口给定，主变频器通过Drive-to-Drive bbbb通讯向从机发送运行信息，内容包括主机转速，转矩及开关状态等，由主从装置参数设定自动实现与主传动的速度／转矩跟踪和转矩准确分配，实现了多电机传动中速度同步和转矩分配。

    系统正常运行时，PLC系统通过CNB总线与转炉倾动变频器正常通讯，实现控制和数据采集。当因某种原因引起故障时，例如某台从变频器或电机故障时，故障变频器自动停止工作，另外三台变频器继续工作，主变频器控制负载在这三台变频器之间平均分配；当主变频器或电机出现故障时，主变频器停止工作，并发出故障信号，此时可设置另外一台变频器为主传动，组成新的主／从工作组，按主／从方式继续工作，新的主变频器负责速度控制和负载分配。

    另外，转炉倾动需严格监控，防止出现“溜车”故障，在转炉传动变频控制系统中，利用了PLC控制程序，使抱闸在系统起动后转矩建立在一定的输出转矩时松开，在系统停止后转矩下降至一定的输出转矩时抱紧，大大提高了系统应用的可靠性。

    为了监控转炉的倾动的位置，在设备主轴上安装有编码器，通过现场总线将信号传送到PLC系统，通过PLC来计算、转换，在画面上显示。

    3 1336 FORCE变频器的参数设置及链接

    3.1 1336 FORCE变频器的参数设置

    由于变频器功能参数很多，实际应用中，没有必要对每一参数进行设置和调试，多数可采用缺省值，有些参数可以通过做AUTOTUNE后产生，如速度调节器和滑差调节器的PID参数、额定转速和额定电流下的Q轴和D轴电压、电机的额定和大小滑差频率等等，不需人工设定。而有些参数则要根据电机的负载特性和功能来设定，主要设置的参数为电机铭牌参数，极限参数（包括速度和电流），定标参数，链接参数和通讯口等。另外，更换同型号电机后，可以继续使用原有参数而不需要改变。但反馈类型改变后，由于对整个系统的影响较大，需要重新做AUTOTUNE。根据倾动电机工艺参数和相关特性，表1列出了1＃倾动变频器部分参数的设置。

    3.2 变频器的参数链接

    通过参数链接，可以实现PLC对变频器启停信号的控制，变频器反馈信号的接收以及变频器与变频器之间信号的传输。表2以1＃倾动变频器为例说明参数链接与PLC的对应关系。

1  引言
      纸护角用于包装纸箱的边角加固，参见图1所示。纸护角由纱管纸和牛卡纸经成套护角机定型压制而成，两端面光滑平整、无明显的毛刺，且相互垂直。纸护角广泛应用于电子电器、高科技产品、家倶等产品的包装和运输。纸护角又称纸槽钢、纸包角、护角板、护角条、纸角铁、纸角条、护角纸板、边缘板、角纸、纸角钢。纸护角可与缠绕膜、打包带、纸免熏蒸托盘等配套使用，实现中重型全纸质自然降解环保包装。纸护角包装操作简易方便，抗压堆垛承重坚固，是国际物流业的先进包装技术。 

                               图1 纸护角

      上海某包装机械设备制造商客户的数控高速护角机用于高速定长切割各种长度的护角材料。纸护角切割方式与飞剪方式不同，属于追剪控制。伺服电机往返运动，在同步区和送料速度一致，完成剪切，迅速反向返回。该客户设备原采用普通PLC控制，无法稳定实现追剪定长切割控制生产需求，主要问题在于高速运行时同步精度差。基于设备需求，台达提供了DVP-20PM00D运动控制型PLC的电子凸轮解决方案，经过实际应用，完全达到客户预期要求。

2  台达DVP-20PM00D解决方案
高速数控护角机由机架、测量机构、切刀机构、皮带传动和电控系统组成，如图2所示。 

 图2 数控高速护角机

2.1 运动控制PLC简介
      台达DVP-20PM00D是一款具有运动控制专用功能的可编程控制器。DVP-20PM00D的大特点是PLC主机直接提供电子凸轮功能，或者说DVP-20PM00D是内置电子凸轮功能的PLC,所以有些场所直接称呼DVP-20PM00D为台达20PM运动控制器，如图3所示。
      20PM具有2路500KHz的输入与输出，在电子凸轮功能中定义X轴为从轴，编码器输入轴为主轴，当定义好CAM Table后，从轴依据定义的曲线跟随主轴运动。采用高速双CPU结构形式，利用独立CPU处理运动控制算法，可以很好地实现各种运动轨迹控制、逻辑动作控制，直线/圆弧插补控制等，数控高速护角机正是利用了20PM运动控制器的电子凸轮功能很好的解决了上述高速切割时出现的不等长等问题。20PM的主要特点：
（1）20PM适用于高速、高精度、高复杂的运动控制场合；
（2）多段速执行及中断定位；
（3）64K 大容量, 内置Flash存储体；
（5）两组差分脉冲输出，高脉冲输出达500KHz；
（6）两组手摇轮控制；
（7）内置电子凸轮功能，轻松实现绕线、飞剪、追剪等应用；
（8）支持PLC顺序逻辑控制及NC控制(G 码与M码)。

　　
2.2 高速追剪解决方案分析
      普通PLC一般利用高速计数，通过编码器输入到PLC内置高速输入点，高速输入編碼连接定长压轮,采集线速度,采集來的脈沖頻率乘以一定的速比,然后作為输出高速脉波驱动伺服,将动作速度与护角的线速度的速比进行简单速度同步，同时编码器的数值与预设长度的数值比较,达到预设值時，比如650PULSE,产生中断,就是使切刀动作。这种方法切刀動作總是在滯后動作，受線速度，PLC运算影响，同步精度差，计算量大，CPU处理时间较长，因此会出现定长不均匀等问题，严重影响成品的质量。在低速的情况下（10米左右速度）尚可基本达到要求，但是对于超过20米速度时就会长短不一，误差在2毫米以上。
       20PM内置电子凸轮功能，采用独立运动处理芯片，通过硬件方式，能够实时处理主从轴之间的运动关系，2轴同步控制时间小于0.5ms，从而保证高速时主轴与从轴之间的位置和速度关系，解决高速时长短不一的问题，达到客户设备极限50米的生产速度，误差基本上在0.1MM之内 。基于20PM的高速追剪解决方案硬件配置如表1所示。

表1 硬件配置

      基于20PM的高速追剪解决方案电子凸轮软件设定如图4所示。图示追剪控制的CAM（数控编程）图，与飞剪控制的CAM图有些变化，观察CAM的速度关系图，运动机构反复运转，在同步区和物料送料速度一致，完成剪切后迅速反向返回，然后再次在同步区和物料送料速度一致。编码器脉冲输入与PLC脉冲输出完全按照轨迹一一对应，无须经过PLC程序扫描。因此，克服了过去高速时定长误差大，电机经常过冲等问题。  

 图4 电子凸轮软件设定

3  结束语
       通过20PM在高速护角机切割设备成功应用，可以扩展到其它类似追剪控制的场合，例如饮料填充，其动作与追剪动作相同，只不过机构由刀子换成了注射口。通过变换不同的控制曲线，该功还能广泛应用于各种较高要求的运动控制中,例如在纺织机械中电子凸轮细纱机、包装机械的连续灌装动作、立式包装的横切热封动作、金属加工中的弹簧变径加工、剪板折弯等中都会使用到20PM 的CAM（数控编程）功能。