西门子6ES7231-7PF22-0XA0接线方法
、引言
印刷机是一个精度较高的机械,印刷品的好坏一方面取决于机械加工以及安装精度,另一方面取决于水路,墨路的平衡以及合压的准确性。为使印刷出来的产品性能稳定,采用了以V80系列PLC为主控器的控制方案。
2、系统结构
V80系列PLC德维森科技有限公司开发的一款通用型高性价比的小型可编程控制器,采用32位高性能CPU芯片和高速逻辑解析ASIC芯片,程序扫描速度快,每条基本指令仅需0.2ms,I/O控制点数多达256点,用户存储空间大,性能稳定可靠。
由于双色印刷机的输入,输出点较多,采用了双机通讯。上位机采用V80系列产品M40DR+E16D+E4DA2,主要负责主传动的控制,各机组离合压的控制,以及气泵,气阀的控制等。下位机采用V80系列产品M40DR+E8AD2,主要负责水辊电机的控制,主传动的调速输出,调版电机数据采集等。选用了一台eView触摸屏,主要负责水辊电机速度显示,调版显示,以及整机故障显示等。
系统结构如图1所示:
其中,上位机与下位机采用了RS485通讯,通讯协议采用Modbus协议。在设计中,每个机组既要考虑到安全控制,包括本位机组的急停,安全按钮;还要考虑方便操作,包括每个机组均应有正点,反点按钮。这样就造成一方面输入点增加很多;另一方面,走线也很不方便。采用双机通讯,可以很好地解决此问题。
双色机的每一色组,都有水路和墨路装置。为了便于水辊速度的调节,每根水辊都用一个变频器控制,主电机速度也需要变频器调节。为了实现多路速度调节,采用了V80-E4DA2模拟量输出模块,它将PLC方给出的数字量,根据相应的算法,转换成0~10V直流电压输出,很好地实现了多路速度调节要求。
对多色机来说,调版是一个比较繁琐的过程,各组版对正的精度会对印品产生很大的影响。如果套印不准,印刷品就会出现字面重叠或影像不清。一般来说,印版轴向调节范围为-2mm~+2mm,周向调节范围为-1mm~+1mm。如果使用手动调版,会浪费很多时间,精度不高。为了实现自动打版,在版辊上安装了电位器,通过电位器将模拟量传送给V80-E8AD2,经过PLC处理,可将版辊的转动精度很好地控制在打版范围内。
通过触摸屏,用户可以自由地组合文字,按钮,图形,数字等来处理或监控管理随时可能变化的信息,能明确指示并告知操作员机器设备目前的状况,使操作变得简单生动。使用触摸屏,还可以使机器配线标准化,简单化,也能减少PLC控制所需的I/O点数,降低生产成本,也相对提高整套设备的附加价值。
3、系统设计
3.1给纸设计
印刷机整体的电气设计对时间的要求严格,在机器的很多地方装有接近开关,用来检测不同的时间点。在印刷过程中,走纸的好坏是影响机器质量的一个重要环节。所谓纸走的好坏,指的是无歪张,双张等现象,如果有歪张,双张现象,在高速情况下,就会将走坏的纸,卷入机器内,从而破坏胶皮,给用户带来很大损失。
给纸过程的流程,如图2所示:
按照上述流程编制的程序,在速度增高至7000r/h后,会出现歪张锁不住现象,主要是因为光头反应时间和磁铁动作时间滞后造成。为了让电磁铁输出提前,采用中断编程指令的输入输出刷新指令,使电磁铁输出立即执行,提前了电磁铁动作时间,在12000r/h的速度下,也能很好的锁住有故障的纸张。
3.2离合压设计
离合压的准确性,对印品质量的好坏有着直接的影响。合压过早,会弄脏压印辊筒,给操作带来很多不便;离压过早,会使后一张纸印不上完整的图案,造成纸张浪费。
印刷时,版辊筒与胶皮辊筒先合压,胶皮辊筒与压印辊筒后合压。由于印刷速度是多段速,在3000~12000r/h之间,根据用户需要可选择不同的速度。由于合压采用了气动装置,每个气缸都有一个动作时间,齿轮转过角度是一定的,机器速度不合压时间也不同。为了解决此问题,根据理论计算值,找出对于不同机器速度时,机器的延时时间。采用比较指令,当机器段速与理论值相等时,延时相应的时间,使压印辊筒与胶皮辊筒准确合压。
4、结束语
采用德维森V80系列PLC的控制方案,系统运行可靠,维护方便,操作简便直观,大大提高了胶印机的档次,受到用户好评
1引言
起源于美国的速冻食品近年国际增长速度高达20%—30%。速冻食品将成为世界上发展快的食品,其销售量在发达国家将占全部食品的60%—70%,已取代罐头食品的垄断地位而跃居加工食品的首位。目前,我国已有生产速冻食品企业近200家,品种达300多个,年生产量达1000万吨。速冻方便食品的出口量已超过意大利居一位。
我国速冻食品从生产厂家至商店及家庭冷冻链已经形成,随着人民生活水平的提高,对食品的卫生、营养、保鲜和方便性等方面的追求,以及速冻食品在国际贸易份额不断增大,速冻食品的发展前景十分广阔。
速冻食品是将经预处理过的食品,在30分钟内迅速通过-1℃—-5℃的大冰晶区,在低于-18℃的环境下保藏和运输的食品。速冻食品在我国市场上出现才十几年光景,但因其迅速发展的态势而被誉为食品业的一轮朝阳。
2基于台达机电平台的控制系统
螺旋式速冻机由于结构紧凑,冻品范围广等优点而广泛应用于速冻行业。螺旋速冻机是速冻鸡块、水饺、汤圆、虾、鱼等油炸食品、面食制品、肉禽类制品、水产品等及小包装食品的主流设备。但如何能使螺旋速冻机在正常使用过程中保证速冻食品工艺实现,避免冻时过长,避免冻裂等问题是螺旋速冻机食品速冻机的关键问题。
2.1PLC主控中心
PLC主机选用台达DVP14SS11R2,作为螺旋速冻机的控制中心,进行程序控制及通讯命令的发送,外围开关量信号的采集及执行器件的控制命令发送、配方数据的储存等功能。
电源模块选用台达DVPPS01,为控制系统提供稳定的DC24V电源。
PLC扩展模块选用台达2个DVP16SP11R采集DI/DO控制点信号。
2.2人机界面
人机界面选用1个台达DOP-B07触摸屏,提供良好、友善的人机界面,可以通过人机界面进行整机速度、配方参数、故障信息、风机水泵控制等。
2.3温度控制
温度控制选用台达温控模块DVP04TC-S,采集螺旋速冻机的工作温度,能否正确控制系统优质的生产出产品,温度的准确采集非常关键。
2.4变频驱动
变频驱动选用台达2台VFD-M055变频器,一台变频VFD-M驱动传送带运行,另一台变频VFD-M调节传送带平衡,速度均衡等功能。
基于台达机电平台的螺旋速冻机控制系统配置框架如图1所示。
图1 控制系统配置
3主要功能设计
3.1自动/手动控制模式选择
通过触摸屏选择自动或手动控制模式,如图2所示。
图2 控制模式选择
自动运行可以通过选择与之相对应的组号参数进行自动控制运行,设置好“冷冻温度”一项里,与之相对应的“速度”就会显示在“达温网带速度”一项里。将“未达温网速度”和“进料温度”设定好后即按“启动”启动设备,如图3所示。
图3 自动运行模式
3.2HMI配方管理
由于温度难免会由于环境、负荷、生产效率等综合因数产生变化,但食品在不同温度的冷冻时间上却是非线性的关系,通过台达HMI的强大配方功能进行不同产品进行不同的温度-速度设定,如图4所示。
图4 HMI配方管理
4结束语
项目测试和试生产证明,台达自动化控制系统构建的平台能够完美、高效、高质地生产出各类包装,包括速冻鸡块、水饺、汤圆、虾、鱼等油炸食品、面食制品、肉禽类制品、水产品等食品的包装。而随着电控系统的高效、成熟,应用价值极高的台达自动化方案,将能为食品机械的升级换代提供更多助力,为社会做出更大贡献。
1、引言:
超声波切割机用于加工化纤、尼龙类布料,主要用来制作无尘拭布(洁净布),无缝缝润等产品。
无尘布是常用于电子产品、光学仪器以及其他在无尘生产环境中制作的零部件清洁用布。无尘布柔软、弹性大、易变形。在使用中不能出现脱毛、崩布边等要求。由于该布料有着特殊的使用要求,对布料的分切加工也有着特殊的工艺要求。
超声波切割机是针对无尘布的特点,专门设计制造的专用机械。具有切口光滑、牢靠,切边准确,不会变形,不翘边、起毛、抽丝、皱折等优点。可避免的“激光切割机”存在的切边粗糙、焦边、起球等缺点。
作为国内技术力量强的PLC研发和生产厂商——德维森科技(深圳)有限公司和厂商一起从电气控制到工艺,为厂商提供了解决方案。
2、超声波切割技术
超声波切割机主要有2个技术问题,一个超声波的产生,一个就是布料的传送控制,切割。超声波主要是通过陶瓷振子加上电压产生超声波振动,再经增幅放大,使刀头刃具产生高速振动,可用来切割布料,塑料等材料。作为超声波切割机中重要的一环就是实现布料的jingque传送以及高速切割。切割机要求每次布料的传送长度一致,并且为了提高生产效率,对布料的传送和切割速度有要求。并且在切割时要求不能产生黑边的现象。由于切割机的需要非常大,对成本控制也比较严格。
3、德维森的超声波切割机解决方案
德维森公司针对前面提到的问题,提出了一个价格低廉和可靠高效的解决方案:
对主传送马达,我们采用普通的步进电机代替伺服电机,对于切割电机,采用普通的交流异步电机。其他压布挡板的控制,进刀,退刀的控制以及布料的安装等均采用气缸来控制。
电气控制采用V80M32DR-AC/S就可以实现所有控制,并带一个简单的触摸屏来实现对布料切割长度的设置以及累计产量的统计并实现机器的启动停止控制。
V80M32DR-AC/S为德维森科技推出的带运动控制的小型PLC,具有16个输入点以及16个继电器输出点。并且带有2路单独的速度高达50KHZ的高速PTO/PWM输出单元。并有2路全功能(ABZ三相)的高速计数功能。
切割机的控制流程如下:
从上述工艺我们可以看到,和传统的切割机比较,我们节省了切割刀具的进刀退刀的过程,我们的刀具切割,可实现从左到右切割一次,下次可实现从右到左,而不是有的机器,切割一次以后,必须将刀具归位的做法,大大提高了整体速度,我们的解决方案具有功能强,精度高,成本低,的特点。对于布料的长度设置,我们可小设置布料长度在5cm以下,布料宽度可灵活调整。
采用V80M32DR-AC/S小型PLC,单机可实现对传送布料的步进电机,切割的交流异步电机,以及气缸的控制。由于V80的脉冲输出具有速度可任意设置,多可设置256段不同加减速曲线,并且脉冲输出jingque,驱动电路抗干扰强的特点,保证了布料传送的jingque和快速。在本系统中,我们设定了5段加减速频率,分别为2段加速,2段减速,1段高速稳定输出。
V80脉冲输出功能块程序编写的简要介绍。V80带S型的PLC具有2路高速脉冲输出的功能。脉冲输出具有三种设置功能模块,分别为:普通模式脉冲串输出(PTO)设置(N_PTO_S);平滑模式脉冲串输出(PTO)设置(B_PTO_S);多段模式脉冲串输出(PTO)设置(M_PTO_S);脉宽调制输出功能块为:脉宽调制输出(PWM)设置(PWM_S)。
运行功能块为:脉冲输出运行(PLSRUN)
我们这里需要用到多段模式脉冲串输出设置(M_PTO_S)模块,每一段频率脉冲需要5个参数,如果有N段加,减速曲线,则需要N*5个参数。5个参数分别为:,起始周期(单位可为ms或者us)频率则为周期的倒数;第二:递进周期T(bit0~bit14有效,bit15 为递进方向控制位,1 为减,0为增);第三:递进间隔脉冲数N,即每隔多少个脉冲,变化一次频率;第四:当前段脉冲数,以这个方式输出的总脉冲个数;第五:方向输出线控制字,是否和外部的方向线绑定输出。我们可以看出,对脉冲输出的控制设置比较清晰,操作简单。
PLCV80PLC具有2个通讯接口,都支持MODBUS协议,可方便和各类人机界面连接,在本套系统中,采用一个5.7寸单色屏,实现一个启动,停止的控制,并且可设置,切割长度的设置,并实现对切割产量的统计和清除。
V80系列PLC整个系统的宽温和宽电源供电设计使其可以在任何恶劣的环境中游刃有余,V80全系列产品都通过了CE认证,也为用户产品的出口打下了良好的基础。
4、结论:
通过采用V80PLC来控制超声波切割机,提高了布料的传送精度,提高了切割速度,并且改进了切割工艺,大大节省了成本并提高了切割产量。并且V80系列的PLC以其高性价比直接为客户节省了大量的电控成本,提高了产品的竞争力
1引言
近20年以来,橡塑电缆机械行业与其它行业一样发展迅速。在入世后的市场竞争中橡塑机械行业面临严峻的挑战。提高橡塑生产制造装备自动化技术水平能够有效地提升行业综合实力。
2工艺流程
线材进入放线设备在放线张力控制条件下,从预成型辊轮架穿过并加热,被挤塑机挤出的橡胶材料覆盖外套。覆盖了橡胶外套的线材,进入生产线主速牵引装置,经过高温硫化由变频器控制每分钟的生产速度,再经由履带辅助牵引进入后处理阶段。在芯线折断和成型工艺装置上,经过张力架检测张力作为张力反馈,速度由主速给定,匀速恒定张力的送线,经计米器控制后切割成型。在整条生产线上,主牵引和辅助牵引控制系统工作在速度方式:包括高温处理,微波硫化,后加热速度串联同步;并且要求各级可以微调并后级同步调整。而钢带放线和成型控制系统工作在恒转矩方式,速度变化引起的转矩波动被转矩控制系统控制,相互配合以保证速度和张力的恒定。
3基于台达机电产品的配置设计
图1 自动化系统体系结构
系统体系结构由台达机电产品构成核心自动化技术平台,参见图1,配置表参见表1。
表1自动化系统配置表
注:DOP-AE57CSTD人机上的界面程序在另两台DOP-AE10THTD上必须有,就是DOP-AE10THTD能控制DVP12SA11R,而DOP-AE10THTD界面程序不必在DOP-A57CSTD上有,就是DOP-AE10THTD不控制EHPLC。
4基于台达机电产品的整体解决方案
4.1一机多屏
由于此流水线长度较长,客户需要在流水线不同的地方安装人机,以便在操作时不用走很长的距离来操作及监控设备,根据此要求人机之间必须进行通讯,这就是我们平常讲的“主从屏”控制。
利用台达人机有一个非常的特点就是有三个通讯口且两个通讯口可以RS232、RS485、RS422进行随意配置,且每个通讯口都是互相独立的。这样就可以利用每一个人机的一个通讯口(此例中采用人机的COM3设置为RS485通讯格式 7 E 1 9600)连接起来,进行通讯,主机通讯协议采用(MODBUSMASTER),而从机采用(MODBUS SLAVE)。而人机间数据的交换必须采用宏程序来实现。
4.2通讯从站
根据系统变频器、温控器通讯要求快速的的要求,采用两台10.4寸人机分别与两台EHPLC通过另两个通讯口(COM1COM2)进行通讯,那是不是要问如上述所说不是一机多屏不是一样能完成吗?何必要如此多此一举呢?那我这里为什么要这么做呢?因为在我实际调试时发现用宏程序来做一机多屏时,如果数据很多,数据利用宏程序在人机交换,因为数据很多,人机的处理速度有限且由于波特率的限制,要满足非常快的通讯要求会有一些勉强,那么我采用在PLC上加装DVP-F485卡(只能作为从站),使得一个PLC能与两个触摸屏通讯,这样我就可以在与变频器、温控器通讯这一块不用通过人机处理直接与两台PLC通讯,这样通讯慢的问题迎刃而解。
4.3EASYbbbb通讯
根据需要通讯的变频器及温控器数量众多且通讯要求及及时性要高,故采用了台达PLC具有的EASYbbbb功能,此功能优点在于通讯程序底层已经写好,没必要你自己编写复杂的通讯程序,你只需要设置相应的特殊寄存器,这样既方便又可靠且速度快,EASYbbbb功能请参考台达PLC编程手册。
4.4变频器同步
整个生产线控制有8台变频器,8台变频器频率控制水线,分成七段控制,主要利用台达通讯的便利性,用通讯的方式,随时随地读变频器的频率,只要发现其中一台变频器频率有变化,会根据一定的比例,后续几台变频器跟着变化,以便处理四段速度的同步以控制张力。
八台变频器,当其中一台变频器频率有改动时(通过模拟量改动,或者主频、比例给定)有改动时,那后续的几台变频器就会根据以上的关系,会自动改正频率,以保证同步。
当有两台以上变频器频率通过模拟量微调或者通过人机改变比例、主速时,那以前一台为准,后续几台的频率值修改都必须得屏蔽掉,例:比如现场有两个操作工修改第二台、第三台变频器的模拟量进行微调频率,那频率修改值以第二台为基准。
频率值是主频与模拟量辅频设置,在现场模拟量辅频何时改变是不可知的,那编写程序时必须每时每刻都要读频率,来了解现场变频器频率值变化,频率读好后,还要根据频率变化根据比例计算后,计算出的频率值自动的靠通讯写给相应的变频器。因为是每时每刻的在读频率,频率给定有两个来源,那难点在于何时把写好的比较值,给寄存器,再用此频率值与读的频率比较,当作参考值。
运用以下思路编写程序,而通过调试客户满意调试效果。原先想运用04AD+04DA,这样的话写程序更简单,因为客户现场此生产流水线过长(有五六十米长),微调的模拟量必须紧靠每一个工位,客户布线现状比较糟糕,在这么长的线路上模拟量会有很大的衰减和干扰,靠通讯的方式会相对比较好一些,故采用完全用通讯的方式来解决客户同步的要求,相对的程序要求编写会比较复杂一些,特别是何时在给比较值参考,怎么样屏蔽后几台频率变化的问题。
4.5PID功能
此PID功能主要应用在控制微波加热,而我在应用PID功能时进行了变速积分及积分饱和限制的改进算法,使其在控制时超调非常的小及非常的稳定。
4 结束语
通常,整体解决方案难点主要在于怎样根据设备工艺要求组成高效稳定的网络,使电气产品能够有效地进行通讯。本案例系统的给出自动化系统集成项目关于通讯问题的深入分析与设计方法。基于台达机电单一自动化平台,解决方案为实现系统通讯的整体集成提供了相对于异构自动化平台通常难以顺畅集成的工程技术优势。