6ES7231-7PD22-0XA8型号含义
3 解决方案
通过对上述辅控系统的分析与研究，本着力求性价比、稳定性、功能完善的原则，构思设计如下系统解决方案，系统网络结构图如图1所示：
图1 火电厂辅控系统网络结构图
•系统结构
系统采用3套NA400系列PLC作为控制站，分别为水处理控制系统、除灰渣控制系统、输煤程控系统。每个控制站配2个以太网交换机，与主干网的两个工业以太网交换机构成冗余环网。每个控制站各设有工程师站和操作员站，集控室设有工程师站、操作员站和冗余服务器。
•控制系统
NA400中央处理器采用英特尔PentuimM芯片，集成两个以太网TCP/IP通讯接口，省去通讯模块，节约成本，方便组网。模块化结构，安装更换简便，可以在机架任意位置进行安装。机架扩展无需扩展模块，一根总线电缆即可实现对I/O的扩展。
全智能I/O设计和一系列安全性、可靠性设计为系统的安全可靠运行提供了保障。NA400采用现场总线网络，除具有通信速率快、抗干扰能力强、成本低、结构简单、实时性好等特点，还具有很好的扩展性，易于实现模块的灵活配置，大大提高了对环境及安装要求的适应性。集成IEC61131-3的全部五种编程语言及原创顺控图语言，各种语言在程序之间相互调用，使得编程更加灵活方便，能满足多种复杂工况的要求。提供的以太网通讯接口，可以实现远程编程与调试，满足在远方控制中心对现场控制装置控制流程的修改和在线维护。
•网络结构
整个辅控网络采用模块化工业交换机，其中主干网交换机冗余配置。采用多模光缆、工业级交换机建立工业以太环网，采用统一的网络平台和软件平台，来互连各个不同的辅助控制系统，实现外围辅控系统相对集中控制，整个辅控网络的采用星环混合型结构，用以太环网连接各个辅控系统，并分成主干网和子环网。各辅控系统采用星型方式与主干网连接，主干网采用超级冗余环技术，当环网某一点发生故障，系统可以在<500ms的时间内恢复正常工作，并且配置冗余交换机，可以实现整个网络具有多点容错功能。
这样，整个辅控网络不仅具有环形网络的切换快速、安全可靠的特点，还综合了星形网络多路交换、施工方便、扩展灵活的功能，提高了系统的可靠性和实时性。
•系统功能
组态软件采用NA-control，主要功能：
(1) 图形化画面；保持与各子系统操作界面的一致性，显示各子系统的工艺流程；
(2) 实时动态显示：提供生产运行监控所需的测点实时数值及状态；
(3) 趋势：提供实时／历史趋势显示和打印功能；
(4) 报警：具有弹出式的实时报警画面和语音报警功能，可进行报警确认和报警打印，并具有报警历史记录功能；
(5)操作记录和事件记录功能：按时间顺序记录系统启动后的实时报警信息、报警历史和应用程序运行列表，方便运行人员查询和分析；
(6) 各辅助子系统画面快速切换；
(7) 统一的系统登录画面，不同的安全级别和操作权限确保系统稳定运行。
火电厂辅控系统主画面如图2所示
图2 火电厂辅控系统主画面
4 结语
NA400PLC在火电厂辅控系统中的应用，较高的性价比，优良的稳定性，预示着国产PLC在电力行业的应用前景看好，取代国外PLC指日可待。
一、圆网印花机简介
1.圆网印花机原理
圆网印花机是一种使用圆形镍网在白色坯布上连续印制各色图案专用加工设备，工作原理类似套色印刷机。圆网印花机是筛网印花一种。如图1所示。
圆网印花机按圆网排列方式可分为：立式、卧式和放射式三种，其中使用普遍的是卧式圆网印花机。圆网印花机与其他设备组成联合机使用，一般印花车速为30～80m/min。广泛用于棉织物、化纤及其混纺织物和一般针织物、丝织物的印花。
图1 圆网印花机外观
2.印花园网规格参数：
印花圆网是在涂布感光胶的镍网上通过照相制网获得的。如图2所示。
圆网周长(D)：640mm、726mm、 820mm、 914mm、1018mm。
工作幅度(W)：1280mm、1620mm、1850mm、2400mm、2800mm、3200mm。
套色数目：6、12、16、20、24。
印品种类：机织或针织的纯棉、化纤即其混纺布、无纺布、毛巾布、植绒布、丝绸
车速：5～100 m/min
印花精度：0.1mm
图2 圆网外形图
3.圆网印花机主要装置功能
⑴进布装置：保证按要求的速度和张力将织物从布卷或布箱中无褶皱地导入到导带的准确位置上。
⑵印花导带：起作用在于将织物向前导送。
⑶对花装置：对花装置可使安装在网座上的所有圆网迅速组成一个完整的图案花型，共包含以下三个调整系统：
纵向调整：在印花过程中，通过圆网传动电机的差动，对圆网进行纵向调整；
横向调整：由一个对花电机带动减速机通过偏心块拖动网架，作横向调整；
斜向对角调整：由另一个对花电机带动减速机通过偏心块拖动网架，作斜向调整。
⑷圆筒镍网：简称圆网，由镍网胶接在闷头上制成，是印花的主要部件，通过刮刀将圆网图案转印至织物。
⑸烘房装置：主要用于印花织物的干燥。
⑹落布装置：把烘干的织物用正确的速度，以适当的张力从烘干部分送出，进入布箱。
4.设备工艺流程
圆网印花机主要工作流程，如图3所示。
图3 圆网设备工艺流程
二、控制系统设计原理
该系统涵括12台伺服、9台变频、25台HMI，为了便于系统控制和维护，每个色系均采用单独的PLC进行I/O点的控制。由于每个色系有1个bbbbb和5个OUTPUT,故选用DVP-14SSPLC，12个色系子PLC通过台达现场总线DeviceNet与主控PLC进行通讯。由于系统I/O点较多，且采用网络控制，主控PLC选用DVP32EH-L,圆网伺服的控制采用CANopen工业控制网络，实现与主控PLC的数据传输。导带由主控PLC通过模拟量实现速度控制，完成进步、烘房、出布。电机由同步控制器实现与主轴的同步控制。主控人机界面选用色彩绚丽、功能丰富的A系列10.4in超大屏幕触控面板，通RS485与主控PLC进行通讯，实现数据的采集与交换。
圆网采用具有网络型、高解析度、高响应的A2系列运动控制型伺服独立控制每色圆网。由于工艺要求12台圆网与主轴同步，本系统采用A2伺服内建电子凸轮功能和脉冲By-pass功能实现与主轴的同步控制。即主轴编码器直接输入12台伺服，实现所有圆网与主轴导带的同步。
三、台达系统应用解决方案
1.台达系统控制架构
本系统主要由台达B系列高端HMI、网络型PLC、变频器以及智能型运动控制伺服A2组成，其系统架构如图4所示。
图4 台达圆网系统控制架构
2.圆网伺服架构
圆网印花机主机部分是整个机台的核心工艺，工艺难点在于12轴圆网的同步控制。基于台达ASDA-A2系列高性能伺服驱动器的圆网主机控制系统，凭借其内置电子凸轮功能和强大的脉冲By-pass功能即可实现圆网的同步控制。运动控制程序有A2伺服单独完成，伺服与上位控制器之间采用CANopen网络通讯，实现逻辑控制。控制架构如图5所示。
图5 圆网控制架构
圆网点动对花设计
圆网对花：即在机台运转情况下，对印花位置进行调整补偿，此调整只能通过调整圆网来实现。如果花位超前，则需圆网减速，叠加负向偏差脉冲；如果花位滞后，则需圆网加速，叠加正向偏差脉冲。其工艺难点在于每次所叠加的速度和位置大小，因为圆网壁厚度仅为0.2mm,如果每次所叠加的速度或位置过大或过小，都有可能发生“扭网”或“断网”，而这两种现象都是不允许出现的。
对花分为粗对花和细对花，粗对花又包含点动对花和连续粗对花。点动对花主要采用凸轮+PR重叠方式执行，每次超前或滞后导带0.3mm；由于客户所要求印花精度为0.1mm，故细对花每次超前或滞后导带0.1mm,对花由操作人员手动完成。利用伺服事件触发(Event)PR程序，伺服PR规划如图6所示。
图6 伺服PR规划
3.HMI画面程序设计
主控HMI主要用于数据的采集，设备数据和状态的显示，以及机台控制按钮操作。圆网HMI除了规划基本机台控制功能外，通过人机配方功能在系统增加规格记忆与调用功能，此功能可记忆历史规格的套色数目、各色圆网的磁力大小、圆网尺寸、磁棒直径等必要信息，用户在下一做同等规格时，只需调用即可很方便地完成相关的设定。此功能在国产圆网系统为应用。为了减轻PLC的负担，对于规格参数的计算均采用HMI宏指令完成。（图7）
图7 HMI画面程序设计
4.PLC程序设计
⑴网络配置
对于DeviceNet和CANopenBuilder的配置，台达提供人性化编辑软件DeviceNetBuilder(图8),运用此软软可以简单迅速地完成整个网络的地址映射和配置。
图8 DeviceNetBuilder界面图
⑵园网单动程序设计
工艺要求在导带停止状态，即主编码器无脉冲送出的情况下，被选中圆网依然可以保持其原有相位以3m/min的速度运转，故此处利用CANopen网络控制P5-07触发PR#5以速度模式进行运转，以达到同步控制。
启动：写入P5-07=K5，即触发PR#5
停止：写入P5-07=K6，即触发PR#6
图10 圆网动作程序
四、台达圆网整体解决方案优势
1.整个控制系统采用CAN工业控制总线具有节省配线、降低成本、提高性能、方便维护等特点。
2.圆网采用高性能运动控制伺服，整个印花动作伺服单独处理;1kHz响应频宽，独有动态误差修正，保证加减速过程无跑花。
3. 经现场测试，台达控制系统可实现80～100m/min车速，印花精度≤0.1mm。
台达圆网印花机整套集成系统解决方案的成功应用，表明台达对此类行业机械的工艺流程有了更加深入的了解，可以为更多的印染行业客户提供低成本、高性能、优化的系统解决方案。