西门子模块6ES7223-1BL22-0XA8品质好货

西门子模块6ES7223-1BL22-0XA8品质好货

1 引言

    在绝大多数变频器调速工程应用领域，都需要外围辅助机电联控系统实现变频器的自动化运行。外围机电联控系统随着调速对象的不同要求千变万化，有时可以是相当的复杂，例如常见的机电一体化运动系统，所以工程上变频器经常与PLC集成联控运行。台达VFD-E（图1）系列变频器在内部集成嵌入可编程控制器。VFD-E为机电一体化等复杂调速系统开创精简型整体解决方案时代。

    2 VFD-E变频器内置PLC简介

    •PLC逐行扫描标准运行方式。

    •丰富的编程语言：指令语句；梯形图；SFC。

    •丰富的指令语句：45个指令种类，包括28个基本指令，17个应用指令。

    •350步长程序容量。

    •uS级基本指令的处理速度。

    •结束再生的输入/输出控制方式（当执行END指令时输入输出有立即刷新指令）。

    •8点基本I/O配置：6个输入点（X）,2个输出点（Y）。

    •I/O模块扩展功能：通过I/O卡可以配置9个输入点，4个输出点。

    •通用辅助继电器M：160点。（M0-M159,特殊用继电器共32点M1000-M1031）

    •定时器：16只。T0～T15（100ms）。

    •计数器：8个16位（C0～C7）；1个32（C235）。

    •通用内部寄存器D：30点（D0～D29）

    •特殊寄存器D：45点。（D1000~D1044）。主要作为存放系统状态、错误信息、监控。

    •通过RS485编程。

    3 VFD-E变频器的PLC程序执行方式

    PLC程序的上传和下载通过PLC2编程页面执行。首先按MODE键到“PLC0”页面，然后按上 键切换到“PLC2”，接着按下“ENTER”,成功会显示“END”,然后会跳回“PLC2”.在没有下载程序到变频器里面之前，如果出现警告可以不理会。注意在上传和下 载程序前变频器是在停止状态下。

    执行VFD-E变频器内部PLC程序有三种方式：

    种方式：在PLC1编程页面下，自动执行PLC程序；

    第二种方式：在PLC2编程页面下，经过WPL由通讯监控PLC程序运行（执行/停止）；

    第三种方式：端子运行方式。当为外部多功能输入端子（MI3-MI9）设定为“RUN/STOP PLC(99)”后，端子接点导通(close)时，在PLC页面会显示PLC1,执行PLC程序。端子接点断路（open）时PLC页面会显示PLC0,停止PLC程序。

1 引 言
　　灌肠机项目属于食品机械的控制系统。系统包括触摸屏、可编程控制器、伺服等。灌肠机的主要功能是把肠料jingque定量的灌注到肠衣中，然后按要求进行绕肠。整个设备控制的主要要求是要灌注准确。由于肠料里有混入的气泡，暂时又没有办法去除，所以设备后是通过设定偏差值的方法来修正偏差的，但是由于机械机构的配合问题，在调试时经过多次软件和硬件的改进后达到了要求，达到了使用要求。

2 系统设计
    2.1 工艺控制原理设计
　　项目属于机械设备的系统，要求精度较高，工艺过程相对复杂。主要要求如下：通过设定不同档次的肠料，可以加工3种规格的产品；要求实际偏差不得超过±5g；要求可设定手动和自动连续运行；要求伺服的速度能够连续调整；偏差微调功能，并且显示微调值；
　　设备工作示意参见图1。触摸屏主要是用来显示和控制、设定重量、采集数据显示微调、记录产量等；PLC主要是采集数据并计算，控制伺服电机和旋转电机的动作；伺服电机的作用是用来使旋转送料器准确定量。
　　（1）系统的功能要求：可以设定伺服转速，以便可以调节产品的加工速度；可以设定输出量，来控制生产产品的规格；设定扭转电机的圈数；具有偏差微调功能，并且显示微调值；根据不同的肠料设定加工不同档次的香肠；能实现连续运行和点动的功能。
　　（2）技术关键。在以上的功能中重要的功能实现就是不同的档次的香肠的控制，这也是难的部分，因为不同的档次的香肠的肠料是不同的，不同的肠料的比重是不同的，所以设备要输出相同重量的产品旋转送料器所转的圈数是不同的，通过对不同的肠料进行做试验，统计不同的肠料对应的伺服的转数，通过几轮的试验终得到了工艺所需要的定量数据，同时还通过试验找到了概略的计量误差修正数据。

图1 设备工作示意

    2.2 系统组成
　　系统规模：6个数字量输入；3个数字量输出；1个伺服控制。
　　控制系统配置：触摸屏：DOPA57GSTD；PLC：DVP12SC11T；伺服：ASD-A021LA；位置检测：接近开关。

    2.3 软件构架
　　系统的软件共分两部分：HMI部分，PLC部分。
　　（1）HMI部分主要构架：主页；控制画面；参数设置画面。
　　（2）PLC部分主要构架：伺服速度设定；运行方式控制；不同产品工艺数据的区分。

    2.4 系统调试
　　调试步骤及注意事项包括：通过反复的试验得到试验值：确定了三种档次的产品单位重量所需要的脉冲数；通过反复试验得到偏差值的大概范围；调试的中需要注意灌肠的速度，因为不同的速度有可能有不同量的空气进入影响肠的重量的准确度。

3 结束语
　　系统中使用了台达的SC系列PLC来控制台达伺服系统，达到了使用要求。项目使用台达系列化机电产品，系统集成性能体现出单一自动化平台总体成本优化的效益优势。

1 引 言
    副井提升机信号及综合保护系统,是副井提升系统的重要组成部分。该系统工作性能的优劣,直接影响到提升机的安全运行。某煤矿副井提升机分为两套提升绞车，一套为双罐笼提升——双层提矸（换层操作）、双层提人（不换层，设人员上下桥台）及其它辅助作业；另一套为带平衡锤的单罐笼提升——双层提矸（换层操作）、双层提人（不换层，设人员上下桥台）及其它辅助作业。原信号系统中的井口闭锁信号及打点信号由于器件的老化等原因，动作迟缓或误动作。同时，可编程序控制器的高速发展和成熟应用,也为副井提升信号系统的改造提供了良好的前提条件。因此，从满足现场需要和操作方便灵活的角度出发，应用可编程控制器对其进行改造。

2 三菱FX_2N可编程控制器
    三菱FX_2N系列可编程控制器是小型化，高速度，高性能的产品，是FX系列中次的超小型程序装置。除输入出16~25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。它具有如下特点:
    ①系统配置既固定又灵活
    在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16-256点的灵活输入输出组合。
    ②备有可自由选择，丰富的品种
    可选用16/32/48/64/80/128点的主机，可以采用小8点的扩展模块进行扩展。
    可根据电源及输出形式，自由选择。
    ③令人放心的高性能
    程序容量：内置800步RAM（可输入注释）可使用存储盒，大可扩充至16k步。
    ④编程简单
    本系统采用三菱的FX2N系列PLC实现上下井口的各种操作。上井口为FX_2N128MR，下井口为FX_2N80MR，车房为FX_2N48MR除紧停信号单独外的各种操作及信号的处理均由可编程控制器完成。

3 系统构成

    系统框图如图所示，由车房显示系统、上井口信号操作系统和下井口信号操作系统等三部分组成。

 在程序设计时除顺、逆限位和顺转、逆转的互锁程序外，重点在于如何用PLC实现多点重复定位。主要设计程序如下：

图3 光电编码时序图

图4 光电码盘的内部电路和外部引线

3 工程应用情况

    这种设计方法被利用在某军用雷达工程的衰减器控制的4位置定位系统中，系统要求驱动机械部件在0°～360°内的4个位置往返定位，定位精度要求O．1°。在具体的设计中驱动电机选用型号为55TYD02的交流电机，编码机构选用型号为OMRON E6B2的相对式光电码盘。位置的行程范围360°对应于8 400个脉冲，则使用S7-200 PLC高速计数器读入的位置分辨率为360°／8400=0．043°；根据机械结构实际标定位置允差值设置为2个脉冲，此定位系统的控制精度可达到0．86°，满足系统定位精度0．1°的要求，电机正向或反向运转一次到位，快速准确。

4 结束语

    PLC适用于比较恶劣的工业环境，通过其通讯口和上位计算机实现通讯，可以使操作人员在安全的环境下实现远程控制；光电编码器构造原理简单，机械寿命可达几万小时以上，抗干扰能力强。由两者为核心构成的硬件电路实现位置控制方法适用于具有多个设置点重复定位的机械旋转控制设备，完全满足一般的工业控制要求。这种设计原理清晰、硬件需求明确、易于实现、调试维护方便，具有很好实用和适用性。上述的位置控制方法已经应用于某军用雷达工程的衰减器控制中，其控制精度可达到0．86°，满足系统定位精度0．1°的要求，设备运行稳定可靠，效果良好。

  对于由伺服电机带动的旋转物体进行位置控制，通常采用套轴式的电磁旋转变压器加复杂的处理电路来实现角度的编码，再由角度编码进行位置的闭环控制。上述的位置控制多用于测角精度要求高的场合中，设备构成复杂、成本较高。在某些实际应用中，需要进行较为简单的位置定位。比如在一个由伺服电机带动的机械机构需要在360°的旋转范围内进行4个或多个档位的定位，实际应用中像建筑行业中控制阀门的大小来对给水量、水泥量、沙石量进行控制或jungong工程控制，这样的定位控制精度要求不高，采用上述的方法进行位置控制显然不够经济，成本过高。

    PLC(Programmable Logic Controller)在工业控制中应用广泛。其高可靠性、高稳定性、友好的编程环境以及辅以触摸式人机界面，使得各种工业控制更方便直观、经济可靠。这里主要阐述了基于S7-200PLC实现位置控制方法。

1 系统硬件设计

    该系统是以PLC控制器为核心的位置控制系统，包含伺服电机、光电编码器、操作及显示屏、上位计算机、伺服电机控制电路和状态返回电路。其硬件总体结构框图如图1所示。

图1 系统硬件总体结构框图

    1．1 S7-200 PLC

    该系统设计核心部件采用西门子S7-200系列的PLC，该系列PLC功能丰富，具有多种功能模块，可方便通过人机界面对设备进行操作和监视其状态，高版本的PLC主机拥有2个通讯端口，在使用人机界面对设备进行操作的同时还可通过RS-485接口和计算机实现逻辑运算及状态管理，对设备进行远程控制和监视。该系统使用S7-200 PLC的一个重要的功能：高速可逆计数。光电编码器和伺服电机同轴连接，伺服电机旋转带动光电编码器产生连续的脉冲串，PLC通过输入点读取光电编码器产生的脉冲，实现高速可逆计数。例如设置高、中、低3个给水量档位并进行控制。在调试阶段应先驱动伺服电机进行3个给水量的位置标定，也就是说，高、中、低3个档位分别对应唯一的脉冲数。应该注意的是，由于采用的是增量式光电编码器，也就是说，当编码器掉电后并不能将当前的脉冲数保存。所以在旋转机构上还要设置2个限位开关，一来保护机械结构；二来把逆向的限位开关的位置定为零位，这样相对于这个零位的高、中、低3个给水档位从光电编码器读到的脉冲数即为这3个档位的位置。这3个位置可通过PLC编程对其控制。图2给出S7-200 PLC高速可逆计数器的时序图。

图2 S7 -200 PLC告诉计数器时序图

    1．2 光电编码器

    光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的两路脉冲信号。图3为在实际项目中采用光电编码器的时序图，从图中可以看出此光电编码器的相位判断角度为90°±45°；另外图中标识的CW(顺时针)和CCW(逆时针)可以根据实际应用在PLC程序中自行定义。图4为在实际项目中采用光电编码器的内部电路和外部引线图。

2 系统软件设计

    2．1 设计要点

    该系统软件设计的重点为：1)准确配置高速计数器；2)位置控制器的允差设计，允差的选择应尽量小以提高伺服系统的控制精度，在满足系统定位精度的前提下，允差的设计上还需要考虑于机械结构定位的分辨率，以免设置值过小机械结构控制不到位而引起驱动电机反复转动调节，往往需要现场标定；3)初始位置的jingque标定，需要注意的是初次标定各档位位置时应使用手动控制方式，并且要将机械限位开关状态接入PLC。由于采用增量式光电编码器，计数器当前值要存在PLC的掉电可保存寄存器MDl4中。

    2．2 程序设计

    在程序中首先需要将高速计数器配置为A／B相正交输入，4倍计数速率，增计数，并使能高速计数器，然后将标定好的各档位位置填入相应的地址中，并且设置允差为两个脉冲，也就是说各档位的脉冲数加减2即为相应的到位。伺服系统传动装置的间隙是多样性的，并且对伺服控制的性能有影响，设置允差的目的是为了消除由于伺服传动间