西门子6ES7231-0HC22-0XA8现货库存

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一、机组技术概况概述

上引法连铸无氧铜材工艺，是国际80年代末新技术，主要用于生产光亮、大长度、高导电率的无氧铜杆、线。它把传统的铜线生产的熔铜—铸锭—加热—开坯—轧制—剥皮—拉伸等工序，简化为熔铜上引连铸两道工序。

机组采用微机监控，交流伺服电机驱动，具备优良的软件支持系统，使系统具有宽广的调速范围，使生产过程控制更为简单可靠，上引连铸铜杆质量更加稳定，成材率高。熔铜炉采用先进的精炼技术，设置熔化、保温炉三连体结构，高效节能，生产成本低，无三废污染，该机组从上引连铸、牵引、收卷实现了机电一体化，本机组可生产ф8、ф14.4、ф17、ф20光亮大长度含氧量低的铜杆线。

1、机组技术设备特点

1．采用交流伺服电机驱动，微机（PLC）控制连铸速度、节距、牵引频率，具有高分辨率、高精度驱动，高的响应速度，完成拉—停—停—反推运动，使连铸铜杆质量稳定，成材率高，上引速度0-3米/秒。并能在线调整连铸节距大小、牵引频率、反推量，操作更简便，克服了传统打链，超越离合器机械牵引的诸多弊端。

2．连铸机采用四立柱式结构，刚性好，克服了单柱式连铸机面板振动不稳而影响铜杆质量。由于铸机面板和两端设置双电机驱动，能生产两种不同规格铜杆，更换工装可生产铜管、棒、扁带。

3．熔化炉和保温炉设置三联体、四联体组合结构，可实现大块废紫铜下料（或电解铜整板下料），高效节能，无三废污染。

4．机组连铸铜杆特性：（1）密度8.9kg/dm3；（2）软态电阻率≤0.017241Ωmm2/m；（3）含氧量≤10PPM（0.001%）；（4）抗拉强度≥280N/mm；（5）伸长率≥4%。注：用1#电解铜原料生产可保证以上特性，用光亮废电线电缆原料生产，可保证拉线丝至0.12mm，但电阻率不保。

2、主要技术参数

(1)主要工艺流程：用废紫铜料投入熔化炉中熔炼，在铜液上覆盖木炭，使铜液与空气隔离并对之还原除氧，熔化炉底部与保温炉连通，熔化的铜液由此流入保温炉中。保温炉的铜液上覆盖石墨片，以隔离空气和防止热辐射，铜液在此得到进一步的精炼并保持在佳结晶温度，将结晶器装在牵引机上，接通冷却水，将牵引杆通过结晶器插入铜液中，铜液在结晶器中不断地结晶、冷却，被牵引拉出即为铜杆。

(2)主要技术参数

本机组更换工装可生产：铜管材、铜扁带材、 上引连铸ф8MM黄铜线丝材。

二、系统架构

主要产品功能规格

（1） 控制器：永宏FBs-14MCT主机，8点DI，6点DO继电器输出高脉冲频率达200K；
（2） 伺服：使用位置控制模式（脉冲+方向）；
（3） 人机界面：通过RS232以永宏协议与永宏PLC进行通信。

系统结构：

核心部分，永宏PLC作为控制器，承担着信号采集、处理，输出的任务；
上位部分，人机介面通过port0与PLC通讯，可对设备进行操及工作参数的调整，同时监控当前状况；
下位部分，主要是通过PLC脉冲输出来控制伺服进行定长拉料。

I/O配置

主机FBS-20MA：

三、工作流程

通过按钮控制一号轴、二号轴伺服电机启动停止，通过人机界面设定牵引、反推长度及停顿时间，具体流程如下：

四、结束语

永宏PLC以它的高精度、高稳定性及超高的性价比，使其在工业电炉行业中得到广泛的应用；此上引法连铸机组使用永宏PLC作为控制核心，使其稳定性得到大大的提高。

第3章 应用设计及功能实现

3.1触摸屏与PLC实现人机对话的设计

要想实现触摸屏与PLC的人机交流，必须却保PLC与触摸屏的正常通讯，同时触摸屏上画面的各种元件必须一一对应PLC上的各种软元件。

3.1.1 FBS系列PLC与永宏FV系列触摸屏的连接说明

图3.1 永宏触摸屏软件触控大师设置图

FV系列触摸屏的画面编辑软件为《触控大师》，上图3.1 是永宏触摸屏与FBS系列PLC通讯时画面编辑软件《触控大师》上的设置。图3.2是FV系列触摸屏与FBS系列PLC通讯的详细接线图，用RS232通讯协议实现通讯。

图3.2 触摸屏与FBS主机的RS232通讯接线图

3.2温度控制的实现

本工程要求温度控制在一定的精度范围，用触摸屏输入设定温度值，同时通过触摸屏画面监控温度值。

3.2.1PLC温控模块FBS-TC6的接线图

温控模块的作用是把热电偶感知的温度信号转变为数字量信号送给PLC的装置，温度的精度与模块的分辨率有关，分辨率越高精度就越高。下图是FBS-TC6的接线图。

图3.3 PLC温控模块FBS-TC6的接线图

3.2.3触摸屏温控画面

图3.4是触摸屏的温控画面。图中《设定值》用来设定所需温度值，《感测值》用来显示FBS-TC6所检测到的温度值，《手动加热》是用来选择加热的开关。

图3.6触摸屏温控画面

上图中《感测值》用来显示FBS-TC6所检测到的温度值，也就是FBS-TC6测量现场所得到的测量值经过转换得来的，之所以要经过转换，是因为FBS-TC6测量现场所得到的测量值是一个工程值，要想显示实际的℃温度，就必须转换。该处需要注意一个问题，触摸屏里面的小数点只是个假象，参与程序运算的实际上是个整数，比如触摸屏设值33.3，那么在PLC中参与运算的则是333.

3.2.4PLC温控程序的思路

目前来讲PLC控制温度为科学的方法应当是PID控制法。PID 控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID 控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。

PID 控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID 控制器参数的整定步骤如下：

(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；
(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；
(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID 控制器的参数

PID温控系统常见的一些问题和对策：

1.加温很迅速就达到目标值，但温度过冲很大

分析：

A.比例系数过大，致使在未达到设定温度前加温比例过高。
B．微分系数过小，致使对对象反应不敏感。

对策：减小比例系数或增加微分系数。

2.加温经常达不到目标值，小于目标值的时间较多。

分析：

A.比例系数过小，加温比例不够。
B.积分系数过小，对恒偏差补偿不足。

对策：增加比例系数或增加积分系数。

3．基本上在控制目标上，但上下偏差偏大，经常波动。

分析:

A.积分系数过小，对即时变化反应不够快，反映措施不力。
B．积分系数过大，使微分反应被淹没钝化。
C.设定的基本定时周期过短，加热没有来得及传到测温点。

对策：改变积分系数，调整基本定时周期。

4． 受工作环境影响较大，在稍有变动时就会引取温度的波动。

分析：

A.积分系数过小，对即时变化反应不够快，反映措施不力。
B.设定的基本定时周期过长，不能及时得到修正。

对策：改变微分系数，调整基本定时周期。

3.3马达调速的实现

触摸屏，PLC，变频器实现马达的调速，有以下几点：1，通过触摸屏输入马达速度的设定值和显示马达的当前速度。2，用PLC的模拟量输出模块FBS-4DA输出0-10V的电压控制变频器的输出频率。3，由变频器驱动马达运转及停止。

3.3.1PLC模拟量输出模块FBS-4DA的接线图

模拟量输出模块的作用是将PLC给出的数字量转换为模拟量信号并输出电压或电流的装置，下图是永宏电机FBS-4DA模拟量输出模块的接线图。O0+和O0-端子输出的0-10V电压连接到变频器的0-10V模拟量输入端子上，来控制变频器速度。

图3.7 FBS-4DA模拟量输出模块接线图

3.3.3 触摸屏速度控制画面

下图是触摸屏的速度控制画面，主要用来控制各马达的速度。OFF 这牌按钮是用来启停相对应得马达的开关。A处的按钮用来设定和显示马达频率设定值。B处显示马达当前运行的频率。 《加速》和《减速》按钮分别用来在运行时对马达频率进行微调。

图3.9触摸屏的速度控制画面

《马达频率设定值》是触摸屏对PLC主机给出的现场所需的马达频率，为一个现在值，需要根据实际情况通过PLC主机程序运算得到一个0-250的工程值，把这个工程值赋予FBC-4DA模块，再由FBS-4DA模块转换为模拟量电压或电流来控制变频器。在这里同样要注意触摸屏的小数点问题。

3.3.4 变频器的接线及设置

变频器接线示意图：

图3. 10 变频器拖动负载示意图

变频器的设置
不同品牌的变频器参数设置方法各不相同，但万变不离其中，主要有以下几个方面：

1. 设定频率指令来源，本工程应设定为主频率输入由模拟信号DC 0- +10V 控制（AVI）。
2. 运转指令来源，本工程设定为运转指令由外部端子控制。
3. 马达停机方式，本工程设定为自由停车。
4. 高操作频率，本工程设定为100HZ。
5. 高输出电压，本工程设定为220V。
另外一些比如加减速时间，禁止反转等功能也需要根据实际情况进行设定。

结论

PLC，触摸屏及变频器的自动控制综合应用技术提高了工业生产产品的品质和生产设备的效率，解决了传统控制系统操作复杂，新产品生产周期长等问题，有利于人员培训及提高企业市场竞争力。本文结合现实生产中的实际情况，完成了对塑胶吹膜机的改造，应用PLC，触摸屏及变频器的综合控制技术完成了温度，速度的控制，提高了电气控制的可靠性，缩短了维修时间，减少了维修的工作量，降低了设备零部件的损坏率。因此该技术可以在现代工业中应当得到广泛的应用，具有广阔的发展前景。