西门子6ES7241-1AA22-0XA0支持验货

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工控产品是实现自动化系统的物理基础，但由产品堆积起来的系统未必就是性能优异的系统，其关键在于整体解决方案。本文结合工程实践，简要介绍基于台达工控产品并整体配套的自动化系统成功解决方案。
　　
　　　　工业自动化系统正朝着集成化、网络化、平台化、综合管理等方向发展,构建工业控制系统时，不仅要硬件配套，更重要的是要考虑功能完善，将软、硬件系统功能完美地整合，给用户提供稳定可靠，可操作性、可维护性和可扩展性好及功能齐全、性能优异的自动化工控系统。随着时光的流逝工控系统需要升级换代，系统仍然具有很好的兼容性，使用户投资受到良好的保护。新一代的台达工控产品提供了各种整体配套的自动化系统解决方案，限于篇幅，以下列举部分行业应用的成功案例供参考，这些案例经过现场长期运行考核，运行稳定可靠，给企业带来了显著的社会经济效益，受到用户好评，并充分地考虑了集成化、网络化、平台化、综合管理等前瞻性要求，在软件系统支持下，其数据点数、处理能力以及可伸缩性或扩展性等方面都有明显的提高，提供的整体配套解决方案会随时间推移而增值和延长项目的生命周期，从整体上提高了系统建设的投资回报率。以下是部分成功应用案例。
　　
　　1基于台达工控产品的织机自动化系统
　　
　　1）张力控制变频收卷系统
　　
　　　　纺织机械如：浆纱机、浆染联合机、并轴机等设备都会有收卷的环节。传统的收卷都采用机械传动，同轴传动部分的机械平均寿命基本上是一年左右，难于维护维护费用高。基于台达工控产品的张力控制变频收卷系统可取代传统的机械传动系统，保证整个收卷过程稳定，该系统借助台达公司的变频器，采用闭环矢量控制方案实现恒张力控制。为了保证恒张力，在小卷启动的瞬间、加速、减速、停车和大卷启动时，对不同卷经进行不同的转矩补偿，保证整个收卷过程中避免小卷时张力过大，大卷启动时松纱的现象，图1是单台张力控制变频收卷系统的结构框图。

　　　　该系统的优点在于：张力在人机界面上设定，人性化的操作；采用长远卷径递归、空心卷径激活时张力线性递加、张力锥度计算和转矩补偿动态调整等先进控制算法；卷径实时计算**度高，保证了收卷电机输出转矩平滑性能好，可自己纠正卷径值；操作人员进行加速、减速、停车、再激活时极易造成爆纱、松纱现象，但实施变频收卷改造后系统收卷稳定，张力始终恒定；克服了机械磨损，延长了机械的使用寿命，设备维护使用方便。该系统用工控机极易实现**，进而有利于实现管控一体化的系统集成。
　　
　　2)帘子布织机电控系统
　　
　　　　帘子布织机是剑杆织机的一个特类，除具有一般织机性能外有其特殊性。采用以台达ES型PLC、DOP-A型HIM、B/M型变频器构建的新颖电控系统，如图2所示。其创新主要体现于：主机采用台达B型矢量型变频器控制，摆脱了传统的离合器控制模式，可实现主机电气无极调速功能；送经电机、卷曲电机、大卷装均采用台达M型变频器控制；运用台达MODBUS通讯协议构建主机、送经电机、卷曲电机、大卷装控制系统；摆脱了传统的模拟量控制；信号采集、处理采用台达ES型PLC作为CPU处理中心；显示采用台达人机界面，摆脱了传统的LCD模式。上述优点是传统织机控制系统无法比拟的：机械结构大大简单化；可高达450转/分，这是同类机种高不可攀的车速；主机采用变频控制，使织机车速可实现变频调速控制。

图2帘子布之机电控箱内示图
　　
　　　　该系统已在江苏泰州化纤厂投入使用，具有结构简单、操作方便、界面简洁、稳定可靠，成本低廉等特征，是传统控制系统的佳替代产品。
　　
　　3）毛巾织机天经电气控制系统
　　
　　　　毛巾织机是剑杆织机一种，它和普通剑杆织机的主要区别在于毛巾织机比普通剑杆织机多了一个经轴，即天经。该系统的特殊性在于在整个运行过程中存在三个张力段、三个纬密，这和地经（普通织机的经轴）有着明显的区别。其控制系统硬件均采用台达自动化产品，EH型可编程控制器、ASD-A型伺服控制器和TP04G文本显示，便于系统维护、升级。毛巾织机天经电气控制系统的应用如图3所示。

图3织机厂家毛巾织机一角
　　
　　　　系统构架：硬件构架，TP04+EHPLC+ASD；软件构架，TP04+EHPLC。该系统结构简单，操作方便，界面友好，整个系统采用台达自动化产品构成，系统，应用效果良好，受到客户认同。
　　
　　4）国产化剑杆织机电气控制系统
　　
　　　　国外剑杆织机普遍采用微机**系统实现电子选纬、电子多臂等控制，具有自诊断和数据采集管理等多种功能。近年来，国内众多厂家使用台达EHPLC为核心研制的剑杆织机电气控制系统大大缩短了与国外剑杆织机的差距，系统硬件采用台达公司的DVPEH3200TPLC，配置台达TD220中文文本界面。软件系统可实现多种功能：如诊断保护、参数设定、数据保存、选纬等功能。该系统有启动迅速、制动平稳快捷、操作方便、有正常启、制动功能和成本低廉等优点,可实现某些特殊操作,如选纬工艺设定、点动、停手动、正反寻车等。系统在山东聊城剑杆织机投运效果令用户满意，是传统控制系统的佳替代产品。
　　
　　5）三经轴重磅织机电控系统
　　
　　　　重磅织机与一般织机的区别主要在于：其剑杆不是一般的绕性剑杆，而是刚性剑杆,它能完成一般织机无法做的事（如重磅织机能织玻璃纤纬产品），它的织物一般可以是牛仔布等重、厚织物，这是一般织机不能实现的。三经轴重磅织机是在一般重磅织机的基础上添加了两个天经轴、一个大卷装，其目的是实现客户需求双层布织物的功能。

图4系统构架图
　　
　　　　三经轴重磅织机电控系统由主控和三经轴电控部分组成。系统构架如图4所示，大卷装伺服采用台达MODBUSRTU通讯控制，人机界面主画面如图5所示，该织机系统有以下工艺特点：双经轴同步，在启动、停车、运行过程中两轴同步运行；双层布结构，织物是玻璃纤纬材料，在形成双层布过程中有两个方式，即8字形和X形。

图5界面主画面
　　
　　2机械自动切割机整体解决方案
　　
　　　　现以台钢机械自动切割机为例，用台达机电产品为客户提供的机械自动切割机整体解决方案在功能方面完全满足客户需求，整个系统在操作上更加人性化，在原有系统基础上增加了七种控制模式，分连续和单动两种状态。变频器频率的通讯给定不仅可靠便利，还为客户节省了成本。该产品主要出口东南亚及大陆地区，如用于将整卷宽幅在两米多的透明胶带自动切割成标准宽度的胶带等。系统示意图如图8所示。

　图8机械自动切割机示意图
　　
　　　　该系统配置：人机交互DOP-A57GSTD1台；PLC，DVP-48EH00T 1 台；变频器，VFD-007M23A、VFD-015M23A各1台；伺服，ASD-A0721LA1台。系统可在自动和手动状态下工作，由于在程序设计中巧妙运用了变址和循环的功能，程序简练，客户认可，它印证了台达机电产品在系统集成方面的强大优势。
　　
　　3燃气式食品隧道炉上的系统整合方案
　　
　　　　用燃气取代电热式食品隧道炉对缓解地区电力紧张状况有重要意义，这在食品加工行业已经获得广泛认可。台达机电产品在燃气式食品隧道炉设备上的成功整合应用，满足了食品机械客户的需求。该设备电器配置为：DOP-A10TCTD的人机界面，DVP-60ES可编程控制器，DVP-04PT/S温度量测模块，VFD037M43A变频器，通过系统的合理整合实现对设备控制。系统参数设定画面如图10所示，类似地还有其它画面如烘烤时间与输送控制、温度设定与显示、点火控制画面等，不同型号的隧道炉其长度、速比给定等是不同的，它适用于所有类型的隧道炉，可以监视变频器的设定频率和运行频率值以及设定排风时间等。

　图10参数设定画面
　　
　　4自动枕式包装机电控系统解决方案
　　
　　　　传统的枕式包装机采用差速齿轮箱结构，运行稳定，但噪音较大，机械容易损坏，封装精度调整很麻烦。现在提供的自动枕式包装机采用PLC作为控制系统核心，其包装速度高、定位准确，系统更加可靠、

图11电气控制箱内部布置图
　　
　　　　稳定，可满足现代包装的发展要求。枕式包装机是食品、医药等包装行业中应用比较广泛的一种包装机械，能满足日常用品和食品的包装需要。电气控制箱内部布置如图11所示。整合方案采用台达DVP-EHPLC、台达VFD-M变频器、台达伺服系统、编码器及台达DOP-A人机界面，它可满足用户在多种情况下的应用需求，系统运行稳定，封切准确，操作简单，有很好的性价比和市场推广价值。
　　
　　5健身设备电控系统解决方案
　　　　随着人们生活水平的提高，健身车、楼梯机和划船机等运动设备倍受欢迎，但健身设备对稳定性、安全性、调速方便等性能的要求也越来越高，如图12所示的健身设备，采用台达M系列变频器构成的震动机，低速力矩大，全速范围内的电机工作电流都低于电机额定电流，保证了电机长期稳定运行，客户使用非常满意，满足了出口机器的要求。

　图12健身设备
　　
　　6节能家电电控解决方案
　　
　　　　随着家电产品的快速普及，家电已成为我国能源消耗的大户，其耗电量已经超过全国总用电量的15％。如今能源危机愈演愈烈，各国相继出台或修订了家电产品节能标准，如美国结合“能源之星”标识制度，淘汰了市场上的非节能家电，集节能、降噪、提高效率于一体的变频家电是真正意义上的革新，是家电业发展的潮流，台达M系列变频器能满足家电产品的节能要求，使用台达M系列变频器的节能家电，启动时无冲击电流，运行稳定；改变了传统的控制方式（停止/运行状态的切换），延长了设备的使用寿命。
　　
　　7为胶带机提供完美的解决方案
　　
　　　　各种胶带设备如各种复卷机、分条机及各式涂布机等，产品规格灵活多样，其电控系统采用台达触模屏、PLC、伺服、变频器等器材，都能满足要求响应快、定位精度高、质量稳定，的要求。图13是某胶带设备外形图，该设备选用台达系列自动化产品PLC、伺服、变频器、人机界面等构成电控系统，

图13某胶带设备外形图
　　
　　　　配置为DOP-A57GSTD，DVP60ES00T，ASD-A1021L，VFD022M21A。由于产品的技术含量高，完全能够与欧美日等的品牌媲美，而在价格上则更为实惠，在造纸、纺织、塑料机械、建筑等领域有应用广泛。

　细纱机是纺织厂的专用设备，具有前后两个辊子。由于前面辊子的速度比后面辊子快，从前辊子进去的粗纱在两个辊子之间得到拉延，从后面辊子输出的纱就变细了。花式纱不是均匀粗细，而是粗细相间。要得到粗细相间的纱，只需让后辊子的转速时快时慢即可。

1. 差动齿轮系的设计

　　　来自于前辊子的转速经过齿轮减速后作为差动齿轮系的一个输入，另一个输入由两台伺服电动机通过机械合成而成，能实现启停500次/min。若两台伺服电动机不转，差动齿轮系输出到后辊子的为一个低于前辊子的均匀速度，此时细纺机纺出为普通纱。若两台伺服电机均启停250次/min，且启停时间错开，通过机械合成后为启停500次/min，此时差动轮系输出到后辊子的变化速度为500次/min，细纺机纺出为花式纱。

2. 控制系统硬件的设计

　　　在纺纱过程中需要不断地改变纱的粗细、纱的长度和节距3个参数，要求伺服电机不断改变启停周期和速度，每种纱常有300多种变化组合，参数要求方便进行调整，工作环境较恶劣，可靠性要求高。

　　　伺服系统电机采用低惯量永磁同步电机。两套伺服系统的速度控制号由PLC模拟量I/O模块输出控制。两套伺服系统的启停控制信号由PLC扩展的脉冲输出模块输出端控制，其相位相互错开。

　　　为了调节纱的粗细、长度和节距，PLC需要不断检测前辊子的速度，根据设置的参数和检测的前辊子速度计算出后辊子的速度和开关频率。前辊子速度和伺服电机速度的检测采用光电编码器，其输出的脉冲信号输送到PLC的高速计数模块进行计数从而得到前辊子的速度以计算伺服电机速度和开关频率。PLC选用绝缘型通讯用适配器与工控机进行通讯，以实现参数的设置和监控。通过HMI，单独机器部件的状态用图表界面简单明了的变现出来，使得操作和配置更加容易。

　　　贝加莱X20系统能够实现高速低成本的I/O控制，降低了线缆的费用，其模块化设计让系统具有超群的扩展能力，紧密的硬件设计则节省了面板的安全空间。

3．程序设计

　　　速度检测采用M法测速，在固定的时间间隔Ts内读取速度信号的脉冲数从而计算出转速的大小。串行通信模块数据传送利用RS指令，其与工控机进行串行通信时可以设置数据长度、奇偶性、波特率、停止位等。D/A模块具有电压输出和电流输出两种形式。数模转换模块采用FROM，TO指令，其中FROM控制A/D输入，TO控制D/A输出，编程指令包含选择数模转换通道和输入输出数据存放单元，设置数模转换命令，输出或读入转换结果等。

　　　贝加莱系统每一个完整的控制系统的操作配置都集成在一个自动化软件AutomationStudio中，不仅加快了工程进度也节省了成本。

4．结论

　　　该纺织专用细纱机控制系统采用PLC加差动齿轮加伺服电机的设计，后辊子速度变化频率可达500次/min，充分满足了细纱机生产的需要。运行表明，该系统设计合理、工作可靠。

一、 监控系统
  1. 概述
    火电厂除灰渣集中控制系统的整体框架可以分为两大部分，即现场PLC控制部分和计算机监控及信息管理部分。主控室是计算机监控以及信息管理的核心所在。它负责系统数据的采集，命令的下发，以及故障的判断和处理，系统中各设备的运行状态信息在上位机CRT上直观、动态地显示出来。上位机和PLC之间通过数据通讯接口进行通讯（100M以太网）。
    系统使用双回路电源供电，能在电源柜中互为备用，自动切换。当工作电源出现故障时，自动快速切换到备用电源，而不影响控制系统正常工作，确保在任一路电源故障情况下，均不会导致系统的任一部分失电。为确保电源不间断，系统接入了UPS不间断电源装置更加确保了系统电源的稳定性。

  2. 系统配置
    现场控制系统是隶属主控系统又相对独立的智能控制系统，它接收主控机下发的参数设定、运行指令，并以预订的方式对输灰系统进行控制。这样，既保障了全系统的集中监控管理，又保证了各种保护的是实时性，真正做到了分散控制，集中管理。
    现场系统由MODICON TSXQUANTUM系列控制器组成，配备中央处理模块、网络模块、通信模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、电源模块等。
    主机采用双机冗余配置，按功能和地域划分成2个远程工作站。主控制室设置一台操作员监控工作站。监控计算机安装开发版的IFIX3.5组态软件，负责存储运行文件和运行数据。

  3. 系统简介
    监控平台的主要界面提供如下显示和操作功能：
    1. 实时监控仓泵各个阀的工作状态；
    2. 实时监控各个灰管的压力状况；
    3. 料位、压力的越限报警；
    4. 阀门等设备的运行/停机记录；
    5. 料位、压力工况趋势图；
    6. 报警事件处理、告示和记录；

二、 仓泵系统
  1. 手动操作
    手动操作分为就地现场箱手动操作和上位机手动操作（即上位机软手操）。
    1） 就地现场箱手动操作只需要将就地控制箱上的“手动自动”旋钮打至“手动”位即可进行相应的就   地手动操作。
    2） 进行上位机软手操。

  2. 自动控制
    当需要通过PLC程序进行自动运行时，操作前也必须满足以下条件：
    ⑴、 现场箱上“手动/自动”旋钮位于“自动”位； 
    ⑵、 切换上位机“手动/自动”旋钮至“自动”位。
    否则将无法看到“运行”和“停止”按钮，进而无法进行自动操作。
    自动运行条件下，条件⑴现场被人为切换时，则会出现故障报警，即程序停止，现场所有阀门关闭。
    灰管疏通后，将仓泵内残留的灰手动吹扫干净后，返回到相应画面进行报警和故障复位，完毕后在自动操  作条件满足的情况下方可进行新一轮的自动运行操作。

  3. 故障查询与处理
    ⑴、查询
    在系统运行过程中，有故障发生时工控机发生鸣叫提示报警，操作人员可以通过画面切换至主画面处，点  击“报警一览”按钮，打开报警一览画面进行查询。
    ⑵、处理
    根据故障“报警一览”中描述项内的提示，操作人员到现场相应位置进行故障排除处理。

  4. 工艺流程,仓泵系统运行的工艺流程图。自动运行的原理也根据此流程编写。

  5. 事件记录查询
    此系统还提供事件记录查询功能（主要是针对仓泵系统）即可以查询各个阀门的动作情况，以便为故障查  询提供辅助作用。

  6. 参数显示与设定
    仓泵系统中，主要的参数显示有母管压力、各电场的灰管压力等。

三、 灰库系统
  在此系统中，上位机可以实现远程控制操作，上位机不提供自动控制。
  与仓泵控制系统相同，上位监控计算机上可以检测各个设备的运行状态，各指示颜色如下表：

  返回到主画面可以对灰库系统的各台设备进行远程监视、启停及电机调速。主要控制设备包括：库顶切换阀、四套搅拌系统、料位计。

四、
  该系统提供自整定技术和一系列辅助设计功能，给您提供了全面灵活的控制器参数设定方案，通过实现控制器参数设定的自动化、可视化、化提高控制系统的稳定性及生产质量；降低操作工工作负荷，提高了控制器的投运率；带给您大限度的企业效益。