西门子6ES7223-1PM22-0XA8千万库存
本文所设计跟踪调整装置其结构如下图所示：它主要由底座、立轴、横轴、两台旋转电机、传动齿轮等组成。其中旋转电机1驱动横轴，支撑太阳能电池板绕横轴运动，跟踪高度角运行。旋转电机2驱动水平轴，以跟踪方位角变化。
在的整个过程中，跟踪器能够获得优的高度角和方位角，电池板能够接收到大太阳日辐射量。系统用一套公式由PLC计算出实际时刻太阳所在的高度角和方位角，根据实时太阳高度角和方位角与跟踪装置实际的高度角和方位角的差值，以及驱动装置的运转速度，计算出执行机构的跟踪运行时间。后通过程序执行驱动电机达到要求的位置，实现对高度角和方位角的跟踪。
3 系统软件设计
跟踪模式的判断过程完全由软件实现，灵活度高，可以针对不同地区和不同的气候进行调整，从而提高光伏电站的发电效率。还可以根据需要增加光强传感器、风力传感器等多传感装置，提高安全性和更高的控制要。
通过程序控制，可以自动判断是否满足运行条件从而达到自动启动运行装置、自动停止、返回初始状态等控制。增加风力传感器用于对系统的保护作用，当风力大于一定数值时，系统停止工作，复位到原点，风速满足工作条件时，系统自动开始工作。太阳能电池板有两个自由度，控制机构对高度角和方位角两个方向进行调整。当电池板转到尽头时，由于跟踪装置装了限位传感器，到限位触点时自动切断输出，电机停止工作。
4 结论
本文介绍了基于和利时LMPLC控制的双轴太阳能自动跟踪系统，系统采用视日运动轨迹跟踪方法设计，实现自动检测运行条件，达到实时跟踪太阳的效果。以和利时PLC作为主控单元，由PLC程序通过算法计算出太阳实时位置与系统位置的角度差，再由旋转电机的运行速度计算出运行时间。通过PLC程序的逻辑控制关系，驱动电机转动，达到自动跟踪太阳位置的功能。使得该自动跟踪系统的准确性高、可靠性强，在天气变化比较复杂的情况下系统也能正常工作，提高太阳能的利用效率。因为PLC具有很强的可编程性，客户可以根据自己的要求来修改编写控制程序，达到佳的控制效果。对于串、并联的大型光伏太阳能阵列系统的控制，可以通过LMPLC的通讯，组成通讯网络进行集中控制。基于和利时LMPLC开发的太阳能自动跟踪系统具有精度高、能实时跟踪太阳变化、通讯组网方便等特点，能够满足客户的需求。
：我国加入WTO以后，企业在国际市场上面临前所未有的竞争，针对改善产品品质和提高生产效率的技术革新势在必行。传统的工业控制系统存在硬件繁杂、电气线路多、人机交流困难、机械调速系统复杂而带来的维护工作量大、时间长和可靠性差等问题。本论文根据目前工业自动控制领域比较先进的PLC,触摸屏及变频器技术对塑胶吹膜机进行电气自动化改造及技术升级，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。
关键词：PLC 触摸屏 变频器 自动化控制
1 引言
上世纪80年代来自台湾的塑胶吹膜机，其温控电路采用的是温控器加接触器的方式，由于长期工作在频繁的大电流通断状态，接触器损坏率非常高，每个温控器只能控制一段温度，造成很多温控器散落在各处，操作非常不便。控制电路使用的是继电器互锁的方式，线路复杂，维修的难度很大，可靠性也非常低。调速是通过机械部分完成的，主要通过更换齿轮的减速比来实现，机械磨损很严重且非常耗能。这些落后的技术使得需要投入大量的人力物力进行操作和维护，造成维护停机时间长，零配件消耗费用高等问题。鉴于以上落后的技术无法满足生产需求和使企业在市场上处于竞争优势，本人采用了近年来在工业上使用越来越广泛的PLC，触摸屏及变频器对该机进行了改造。新的技术采用温控模块加固态继电器的方法控制温度，解决了长期频繁的大电流通断所带来的零件损坏问题。变频器调速的方式解决了机械磨损很严重且非常耗能的问题。触摸屏的使用有利于操作者直观的了解机器目前的状态解决了操作复杂，人员培训难的问题。以上技术的综合应用可靠性高，可实现设备长期免维护，解决维护难，维护停机时间长的问题。
第2章 设计思路及选型
2.1控制要求
由于世界经济的复苏，企业订单的迅速增加，产品呈多样化趋势，加上珠三角地区“招工难”情况的加剧。根据实际情况，对控制系统提出以下几点要求：
1.系统要稳定可靠，可长时间无故障运行。
2.可以保存多组配方，并能按预先设定的配方自动的调整各马达的速度。
3.要操作简单，可以集中控制，节省人力。
4.要有故障报警及保护装置。
2.2系统分析
本系统主要是通过PLC，触摸屏及变频器的综合应用结合吹膜机的实际需要来完成控制要求的。设计思路主要是：用PLC温控模块加固态继电器来控制吹膜机各段的温度。用PLC模拟量模块加变频器来控制各马达的速度。使用触摸屏来完成温度的设置和显示，速度的设置和显示，故障的设置和显示，配方功能的实现等等。
2.2.1吹膜机介绍及工作流程图
塑胶吹膜机是一种把颗粒状的塑胶原料制造成塑胶薄膜的机器，其工作流程如下：
在入料口加入塑胶原料，加热主螺杆和旋转模头。待各温度值到达设定值时启动机器，此时经过高温熔化后的塑胶原料在主螺杆的带动下由环状的旋转模头挤出，挤出的薄膜经过风冷和水冷后被引取轮引出，再经过压花轮A和压花轮B压花后被引入轮引入到卷曲轮，后由卷曲轮将薄膜卷成一卷卷的成品。
流程方框图及实物图如下：
图2.1 流程方框图
图2.2 吹膜机图片
2.2.2改造项目的控制方案及思路
1.将原有的温控器加接触器控制温度的方式，改为PLC加温度模块加固态继电器的方式。因为固态继电器是无触点的控制器件，损坏率非常低，用于加热时的频繁大电流接通很适合。PLC加温控模块的方式很稳定，控温准，并且温度可以集中控制。
2.将原有的通过机械部分更换齿轮减速比的调速方式，改为用变频器改变电机频率调速。变频器调速具有节能，稳定的优点。解决了机械调速的磨损和维修难问题，通过用PLC模拟量输出的功能控制变频器，可以集中控制变频器，操作简单。
3.用触摸屏做为上位机来完成各项温度的设定，变频器频率的设定，配方功能，报警显示，机器故障和状态显示等。使操作大为简化，节省人员。配方功能可以方便随时更换新产品，节省新产品上线时间，提高效率。报警显示和故障显示可以随时告知故障情况和故障点，便于维修和调试，避免了故障的扩大化。
以下为控制方案图：
图2.3 控制方案图
2.2.3PLC，触摸屏及变频器的选型
（1）PLC的选型
目前的PLC大致分为两个流派。一个是日本派系，其代表有三菱，欧姆龙等品牌。
另一个是欧美派系，它的代表主要是西门子，AB等。我国的PLC主要是日本派系的，有一些比如信捷，永宏，丰炜，台达等品牌（永宏，丰炜，台达为中国台湾品牌）。
PLC选型主要根据功能和性价比来决定，因为功能越强，价格就越高。本工程要求PLC具有RS485通信，可扩展模块，完成AD转换，温度控制，模拟量输出等功能，要求PLC具备相应指令系统和该公司必须有配套的相关模块。
根据经济实用的原则，本工程选用了永宏电机的FBS-32MAT型PLC，FBS-TC6温控模块，FBS-4DA模拟量输出模块，FBS-6AD模拟量输入模块和FBS-CB5通信模板。
（2）．触摸屏的选型
目前市面上的触摸屏种类很多，常用的品牌主要有FATEK,eView，GE， Proface ，HAKKO ，WEINVIEW，HITECH 等。
和PLC一样，触摸屏的选型也是依靠功能和性价比来决定的，功能越强，价格就越高。本工程所要求的功能几乎所有的品牌都可以做到，根据经济实用原则，本工程选用了价格相对较低的FATEK公司的FV070ST-T50触摸屏。
（3）．变频器的选型
变频器选型时要注意的几点：
1) 采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。
2) 变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。
3) 变频器与负载的匹配问题；
I.电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。
II.电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以大电流确定变频器电流和过载能力。
III.转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。
4)在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。
5)变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。
6) 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。
根据以上要求结合本工程实际情况，本工程选用的变频器均为蓝海华腾V5系列。
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，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。