西门子6ES7231-0HC22-0XA8规格说明

西门子6ES7231-0HC22-0XA8规格说明

1  引言
  西门子TP系列触摸屏使用WINCE操作系统，具有256色彩色显示，其功能强大，显示效果较好，性价比较高,兼容市面上的大多数PLC，使用其与国内广泛使用的三菱FX系列PLC连接，各取所长，可谓相得益彰，但在实际应用中发现，组态警报消息复杂。本文以在组态软件protool中的操作为例，详细介绍了操作步骤。
  要实现报警消息的显示，主要的任务就是在PLC程序中驱动组态软件中定义的区域指针的数据寄存器的位，当使用西门子TP系列触摸屏与FX系列(不包括FX3U系列，下同)PLC连接时，下面分两种情况讨论如何组态警报消息。

2  设计方法
2.1  组态的报警消息不多时的情况
  (1) 通讯设置。注意:一定要使用TP的IF2接口(RS-232标准)，并用SC-09下载线与FX系列PLC连接，请在“控制器”的“参数设置”选项中设置“接口”为IF2，如图1所示。

图1     通讯设置

  (2) 在区域指针中添加一个”报警消息”。如下设置报警消息，这里使用32个D，组态32条报警消息。因为使用的是16位的D，每个D占16个位，所以Protool认为已经组态了32×16=512条报警消息，而在本实例中只使用32条报警消息，参见图2、3。

图2     区域指针设置

图3     报警消息

  (3) 在”报警消息”中写好消息内容如图4所示。

图4     在”报警消息”中写好消息内容

    [NextPage] 
  填写报警消息的内容时请注意，如果你不想搞的太麻烦，请只填写区域指针为D0.0，D1.0，D2.0等这样的D开头的位:
  (4) PLC程序的设计。当警报发生时，在FX的程序中传送常数1到D0，即可显示条报警消息，传送常数1到D1，即可显示第二条报警消息，在用户执行警报确认时，请记得传送0到D0,D1,……..等。

图5

  这种做法的意义在于:通过驱动区域指针中指定的D的低位，实现报警消息的显示和清除。
2.2  当组态的报警消息很多时
  如果组态的报警消息很多很多，请按本节办法操作。
  Protool中的设置一样，只是在PLC中驱动D的方式有所不同，在上面的例子中，笔者指定了16位的D作区域指针，而实际上只驱动了D的低位，这样每一个D就有15个位被浪费，要把这15个位也利用起来，你需要注意:
  在程序中给D传送常数时，不仅仅只传送1，而要使16位D的每一位都有机会被置1，在图5中域指针分别是D0的0到13位。比如要显示第二条报警消息，你需要将D0的第二位置1，而其他位置0;
  要显示第三条报警消息，你需要将D0的第二位置2，而其他位置0;
  要显示第四条报警消息，你需要将D0的第三位置1，而其他位置0;
  要显示第五条报警消息，你需要将D0的第四位置1，而其他位置0;
  按照二进制的规则，将数据寄存器的每位依次序置1时，对应的十进制数分别为(这里用十进制目的在与方便记忆和理解):
  第0位置1时(0000 0000 0000 0001)，对应十进制的1，第1位置1时(0000 0000 0000 0010)，对应十进制的2，第3位置1时(0000 0000 0000 0100)，对应十进制的4，第4位置1时(0000 0000 0000 1000)，对应十进制的8，依秩类推;在PLC程序中，传送十进制数1到D0，则显示条报警消息;传送十进制数2到D0，则显示第二条报警消息;传送十进制数4到D0，则显示第三条报警消息;传送十进制数8到D0，则显示第四条报警消息;依秩类推。

[NextPage]

图6     多消息域指针设置

  这里组态了十四条报警消息，对应的区在下面的PLC程序中(图7)，使用X0到X3作为报警的触发条件，使用ANS报警专用指令实现S900到S903这四位的驱动，通过分别传送1，2，4，8实现，二，三，四条报警消息的显示:

图7     PLC梯形图
 
  在下面的程序中，通过M1的接通来执行警报复位，注意，需要同时执行ANR和传送0到D0:

图8

  如果使用了多个D作警报消息的区域指针，您需要多点传送0到所有的作为区域指针的D中(下面的程序以5点为例):

图9

3  结束语
  通过上面的操作，已经顺利的完成了报警消息的组态，合理的开发TP系列触摸屏的功能，可以使它在连接其它非西门子PLC时，也能发挥强大的功能。

的控制有单电压和高低电压控制之分；

单电压控制用一串脉冲信号控制一个开关的通、断来控制电机驱动绕组得电、失电；

高低电压控制在单电压控制的基础上，用另一串脉冲控制一个电子开关的 通、半导通 ，两个开关串联，两个控制脉冲同频率但不同相位和宽度。达到给绕组的供电电压全、一半、迅速关断的目的。

驱动器细分的主要作用是提高步进电机的jingque率。

国内有一些驱动器采用“平滑”来取代细分，有的亦称为细分，但这不是真正的细分，望广大用户一定要分清两者的本质不同：

1．“平滑”并不jingque控制电机的相电流，只是把电流的变化率变缓一些，所以“平滑”并不产生微步，而细分的微步是可以用来jingque定位的。

2．电机的相电流被平滑后，会引起电机力矩的下降，而细分控制不但不会引起电机力矩的下降，相反，力矩会有所增加。

驱动器细分后的主要优点为：完全消除了电机的低频振荡。低频振荡是步进电机（尤其是反应式电机）的固有特性，而细分是消除它的唯一途径，如果您的步进电机有时要在共振区工作（如走圆弧），选择细分驱动器是唯一的选择。提高了电机的输出转矩。尤其是对三相反应式电机，其力矩比不细分时提高约30-40% 。提高了电机的分辨率。由于减小了步距角、提高了步距的均匀度，‘提高电机的分辨率‘是不言而喻的。

很多用户误以为步进电机驱动器的细分越高，步进电机的精度就越高，其实这是一种错误的观念，比如步进电机驱动器细分较高的可以达到60000个脉冲一转，而步进电机实际是无法分辨这个精度的，当驱动器设置为60000个脉冲/转的时候，步进电机驱动器接受好几个脉冲，步进电机才走一步，这样并不能提高步进电机的精度。

步进电机的细分技术实质上是一种阻尼技术，其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。细分后电机运行时的实际步距角是基本步距角的几分之一。（两相步进电机的基本步距角是1.8°，即一个脉冲走1.8°，如果没有细分，则是200个脉冲走一圈360°，细分是通过驱动器靠jingque控制电机的相电流所产生的，与电机无关，如果是10细分，则发一个脉冲电机走0.18°，即2000个脉冲走一圈360°，电机的精度能否达到或接近0.18°，还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大；细分数越大精度越难控制。以次类推。三相步进电机的基本步距角是1.2°，即一个脉冲走1.2°，如果没有细分，则是300个脉冲走一圈360°，如果是10细分，则发一个脉冲，电机走0.12°，即3000个脉冲走一圈360°，以次类推。在电机实际使用时，如果对转速要求较高，且对精度和平稳性要求不高的场合，不必选高细分。在实际使用时，如果转速很低情况下，应该选大细分，确保平滑，减少振动和噪音。）

1  引言
  自动打包机是现代高速线材生产线特有的设备，它集机械、电气、液压控制为一体，动作准确，为现代化的线材生产线构筑了一道靓丽的风景线。
  我厂2004年9月从瑞典SUND-BIRSTA公司引进的PCH-4KNB/5000P型打包机，于2004年底投入使用。该设备位于高线的精整区，对由P-F线的C型勾输送过来的水平盘卷(卷重800~2800kg，外径/内径为φ1250/850mm)进行自动水平压实，并用打包线沿线卷方向成90°等分打四个平行接头。
  打包后的线卷小长度大约为600mm，大大方便了盘卷的储藏、运输。
  本文首先结合瑞典方面提供的外文技术资料及自己的理解，对自动打包机的自动化构成及动作过程进行介绍。
  然后根据近两年的现场维护经验，对该打包机日常维护中出现的故障进行总结分析。

2  控制系统配置
2.1  控制系统的硬件配置
  打包机的PLC系统是由一套S7 315-2DP和七套ET200S及一套E900组成，具体配置如图1所示。

图1     打包机PLC系统

  PLC主站采用西门子公司S7-300系列的CPU 315-2DP，通过DP网与其它从站进行数据通讯，并进行数据处理。
  高速计数器模板型号为6ES7 138-4DA03-0AB0，共7块，拥有脉冲编码器7个。其中，G1、G2分别为1#、2#压实车位置和速度反馈;G3为升降台位置反馈;1S18、2S18、3S18、4S18为送线装置的位置反馈。
2.2  控制系统的硬件配置
  (1) PLC软件采用西门子的STEP7 V5.2;
  (2) HMI软件采用Beijer Electronics公司的E_DESIGNER_V6.13。图2为打包机的主画面。

图2     打包机主画面

[NextPage]

    ●通过画面可以看到打包机各部分的基本状态。使用时只需通过画面边上的功能键即可进行相应操作和画面的切换，简单实用;
    ●具备调整功能，可对许多参数进行调整，例如压实力、升降高度等;
    ●可提供打包机的诊断信息，当打包机出现故障时，该系统将显示有关的HMI画面。

3  控制原理及功能
3.1  液压系统
  液压系统为打包机的核心部分，其工作的可靠性直接决定了打包机动作是否正常可靠，这其中油温控制就成为打包机液压控制部分的关键。本系统采用PT100作为测量元件，测量值直接送入8#站的模拟量输入模板的个通道PIW248。在PLC程序中，该温度值每5s检测一次，经过程序工程量化后传入数据块DB80中的DBW0。
  油温的控制要求:油温T>65℃:报警并停泵;油温T≥60℃:报警但不停泵;油温T＜20℃:报警但不停泵;油温T＜15℃:报警并停泵;油温T＜30℃:加热器启动;油温T≥35℃:加热器停止。
3.2  打包机主体 
  (1) 升降台在两个液压缸的推动下，可沿垂直方向上下移动。实现压实、打包操作期间，支撑盘卷并使其对正中心的功能，动作共分两步。接近开关S10(升降台初始位检测)、编码器G3(检测升降台高度)。升降台的两次升降高度均可由画面更改;
  (2) 打包机的4套弯曲线道系统安装在2#压实车上，并由一根中心轴导向。打包机动作时，线道系统在液压马达的驱动下，向1#压实车水平移动。接近开关S13(线道前位)、S14(线道初始位)、S15(线道向前减速位)、S16(线道向后减速位);
  (3) 2#压实车依靠车轮在轨道中移动，支撑可移动线道系统。压实动作是由固定在轨道上的两个液压缸驱动。接近开关S6(2#压实车初始位)、编码器G2(2#压实车前进速度和位置)、光电开关S8(检测2#压实车进入待打包线卷区);
  (4) 1#压实车与2#压实车结构相似，但其上面装有4个送线机构，4个打包头。接近开关S3(1#压实车初始位)、编码器G1(1#压实车前进速度和位置)、接近开关S12(检测线道闭合)。送线机构主要由送线轮和导轮组成，通过液压马达驱动。接近开关S4(检测送线机构中是否有线)，编码器S18(送线长度，控制送线/拉直捆线)。打包头主要由扭结、剪切和夹紧机构组成。整个打包头可整体由送线位置S20(打包头初始位)移至打包位置。S1(扭结装置在扭结位)，S2(扭结装置在送线位)，S3(扭结是否结束)，S5(夹紧机构中是否有线夹紧)。
  (5) 打程。当带有盘卷的钩子停在打包机中心线位置，定位夹紧器闭合锁定，并发出信号启动打包机的工作循环:
    ●线架电磁阀得电，气动抱闸打开;
    ●1#、2#压实车在液压缸的驱动下同时向盘卷移动。同时，升降台提升;

[NextPage] 
    ●1#、2#压实车压实盘卷的同时线道系统闭合;
    ●送线机构送出捆线;
    ●当捆线经过S4时,编码器S18开始记8700个脉冲,当线经过S2后,再记395个脉冲,并且开始减速,一直到捆线夹紧位,线被夹住不动;
    ●捆线拉紧并将剩余的捆线送回线库;
    ●完成扭结，剪切装置切断打包线;
    ●线道系统后退;
    ●线道系统和压实车返回初始位。同时升降台下降至初始位，打包好的盘卷挂在C型钩上。
对于大盘卷整个过程大约32S。
  (6) 安全防护装置。4KNB型打包机在安全方面借鉴了以往的经验，采取了一系列手段，保证了设备的安全运行。操作台设置了检修用钥匙开关，当此开关被按下并拔下钥匙后，则主操作台不能进行操作。四个送线机构上的机旁箱均设置急停按钮。一个便携式操作箱，维修时可用来操作打包头，此时，主操作台上的一切操作都被禁止。只有当操作箱插入主操作台插座时，主操作台才能进行操作，否则，主操作台上除紧急停车指令外，其它指令都被锁定。

4  日常故障分析表
  如附表所示。

附表     日常故障现象分析及处理

5  结束语 
  打包机自瑞典SUND BIRETA引进以来，虽然在使用中也曾出现过许多问题，但基本上满足了当初的合同要求，平均扭结失败率小于0.4％，扭结抗拉强度大于原线材抗拉力的92％。系统采用S7-300与E900相结合的DP网通讯方式，控制精度高，可靠性强，同时增强的系统自诊断功能，方便了维护，提高了设备作业率。