西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8接线方法
近些年，随着人们审美意识增强和生活水平的提高，色织产品愈加受到人们喜爱。不仅仅真丝绸，化纤丝、人造丝、混纺纱和棉纱等也可采用色丝织造，这就促使纱筒染色工艺在色织行业获得广泛应用。一般纱筒染色前需要将外购的坯纱络成适合于筒子染色用的“松式筒子”供下道工序用，松式精密络筒机的需求日益增加。
国内现有的松式络筒机整机结构一般采用单锭集中传动方式，通常包括卷绕、导纱、超喂等几种运动，采用机械齿轮和凸轮机构完成，针对各种纱线不同的络筒工艺，设备调整比较困难；导纱机构采用的是槽筒和旋转翼片，对一些纱线易产生损伤；由于采用的是机械传动结构，卷绕速度不高。目前国外这种松式络筒机已经完全采用基于电子齿轮和电子凸轮的全数码卷绕结构，即单锭独立传动；卷绕、横动导纱、纱线超喂、张力补偿均采用单独电机控制，各电机之间的运动关系可通过参数设置进行描述，灵活应对各种特性的纱线卷绕工艺的需要；横动导纱采用的是“导纱器”，即俗称的“兔子头”，对纱线的损伤很小，特别适用于色织纱线的卷绕；由于各电机在机械上没有直接的传动连接，辅以高速精密运动控制软件算法，可以很方便地实现高速精密交叉卷绕，络纱速度远大于机械式松式络筒机，大大提高了络纱效率。
北京和利时电机技术有限公司通过和国内纺机集团合作，针对精密松式络筒机的工艺特点，在自身多年伺服和运动控制技术积累的基础上，在国内开发成功全面拥有自主知识产权的高速精密松式络筒机电气控制方案。整个方案具有良好的性能价格比，大大提升了国产松式络筒机的自动化水平，主要技术指标达到了国外同类设备的水平。
系统控制方案简介
以单锭控制为例，系统控制方案原理如图一所示，横动电机轴连接一个钢丝轮，通过钢丝轮的正反旋转驱动紧固在钢丝上导纱器左右移动，实现纱线的横动排线运动；卷绕电机直接驱动纱筒旋转，实现纱线的卷绕运动，上述横动和卷绕两个运动合成后即表现为纱线以螺旋线的形状来回卷绕在纱筒表面。张力补偿电机和超喂电机则主要用于控制纱线卷绕过程中的张力。
本方案中横动导纱电机采用了一台经过独特设计的超小惯量伺服电机，卷绕和超喂电机采用的也是专门设计定制的高速无刷直流电机，张力电机采用了一台普通步进电机。图中的“单锭控制驱动器”是和利时电机公司在自有开发的全数字永磁交流伺服驱动器的基础上，嵌入了精密络筒机高速电子导纱运动控制算法、卷绕无刷电机速度控制和纱线张力控制策略的专用型电机驱动控制系统。整个系统结构简单，功能齐全，通过键盘或通信方式调整“单锭控制驱动器”内部存储器参数可以方便设置纱线卷绕成形的几何参数（满筒直径，收边幅度等），卷绕的线速度，卷绕比，往复动程长度，纱筒硬边修整的差动幅度、差动周期、差动凸轮曲线等各项工艺参数，具备RS232、RS485、CAN总线三种通信接口，可以很方便完成多锭联网控制，完全实现柔性化数码卷绕。主要技术参数列举如下：
可实现精密卷绕和数控分层卷绕两种功能；
卷绕比控制范围2.000～12.000；
横动伺服电机换向加速度高达8000r/s2，往复频率大为800次/分钟，即每分钟1600次换向；
横动伺服电机具备动程自动找零功能，无需外接零位传感器；
内嵌有卷绕、超喂和张力补偿三个电机的控制功能，可与变频器、直流无刷电机驱动器、步进电机驱动器方便接口，实现卷绕电机、超喂电机和张力补偿电机的控制；
具备空筒直径校准功能；
多种实时参数显示，如实际线速度、纱筒直径、往复频率等；
多种故障保护措施，如参数异常、电机超速、动程超差、硬件故障等；
实时工作参数具备掉电保护功能，如卷绕长度、卷绕直径等；
横动伺服电机控制简介
为了保证纱筒具备良好的染色性能，需要从开始卷绕到满筒之间任何直径点上，筒子上的纱线在空间上成立体交叉，彼此都不平行，保证每层纱线没有重叠，就是说需要对纱筒的卷绕比进行精密控制。所谓卷绕比，就是横动导纱钩每往复一次，纱筒卷绕的圈数。交叉卷绕有传统的槽筒卷绕（任意卷绕）、恒定卷绕比精密卷绕、数控分层卷绕三种形式，本方案主要实现了恒定卷绕比精密交叉卷绕和数控分层卷绕两种功能。
为了实现精密交叉卷绕，“单锭控制驱动器”通过实时采集卷绕电机反馈编码器脉冲信号计算其实时速度，根据精密卷绕工艺要求，用独特数控算法得出横动伺服电机的速度给定指令，以保证横动伺服电机转速与卷绕电机转速按照卷绕比的定义保持一定关系，让纱线以空间螺旋线的形状往复绕在纱筒上。通过精密控制卷绕比，往复卷绕的纱线彼此交叉，不重叠，也就是说巧妙采用电子齿轮和电子凸轮取代机械齿轮和凸轮传动实现纱筒的精密卷绕。
为了实现精密卷绕的高速性能，需要横动伺服电机在做往复运动时，能够快速换向，这就要求伺服电机具备较高的转矩惯量比，为此对横动伺服电机进行了独特优化设计，以保证电机转子惯量尽可能小。伺服驱动器的电机控制算法在高动态响应性方面也做了针对性的设计，采用PID控制结合模糊控制算法，保证伺服电机速度在不产生超调的情况下，尽可能短时间内完成换向。
由于横动电机换向时，不论多快，都会因为换向加减速造成有硬边现象出现，按照机械式络筒机硬边消除原理，在“单锭控制驱动器”中嵌入了差动凸轮运动规律算法，周期性地实时变换横动导纱器的换向点，完成硬边消除功能。可以根据不同纱线特性，选择不同的差动凸轮曲线，设置差动周期和幅度。
除了采取差动电子凸轮算法消除硬边技术外，本方案还富有独创性地实现了导纱器小换向弧长的控制算法，充分利用了DSP数字信号处理器高速运算能力，实时计算和修正横动导纱伺服电机与纱筒卷绕电机传动的凸轮曲线规律，保证在任何卷绕转速和卷绕直径状态下，导纱器换向的弧长小，大限度地消除卷绕纱筒的硬边现象。
卷绕线速度控制简介
理论上分析，纱筒卷绕的线速度随纱筒的卷绕半径变化而变化，而线速度的变化直接引起卷绕张力的波动，从而会影响纱筒的成形质量和纱线的机械物理性能。如果外层纱的张力大于内层纱的张力，就容易产生筒子外层纱挤压内层纱的胀边现象；如果络纱过程中张力变化过大，也会容易造成纱线因络纱张力不同出现纱线拉伸率不同，这就要求在络筒过程中尽量减小张力及压力的波动。除保证恒定纱筒压力外，保证卷绕速度相对稳定是控制张力波动的一项重要措施。
张力控制简介
精密卷绕加工时纱线张力的大小直接影响筒子卷绕的松紧度，从而影响筒子绕纱的容量和染色的难易，并影响纱线加工的断头率，各种精密卷绕络筒机都有纱线的张力控制环节，特别是供筒子染色用的纱线的加工张力，不宜过大，以获得松式卷筒，有利于染色。本方案除了采取措施保证相对恒定的纱线卷绕线速度外，还设计有一个张力递减调节装置，采用一个步进电机控制的张力调节杆。在线速度升速过程中，通过调节步进电机的转角状态，控制张力调节杆的角度，改变纱线通过的门栅夹持力度，以保证卷绕张力恒定；按照特殊纱筒“里紧外松”的工艺要求，可以根据纱筒卷绕半径调节张力杆的角度，保证卷绕纱筒小直径时卷绕张力大，大直径时卷绕张力小。
超喂电机控制简介
精密卷绕过程中纱线线速度肯定大于纱筒退绕线速度，张力值也增大，而过大的张力不但得不到优质纱筒，会增加纱线的断头，降低生产效率。本方案采用了所谓“超喂”的办法，即送出纱线的速度大于卷取纱线的速度，将纱线卷绕时筒子“硬拖”纱线的状况改变成缓和地卷取纱线的状况，从而减少断头，获得满意的松式卷绕筒子。纱线在超喂滚筒上环绕的圈数取决于超喂量的大小，一般的超喂量控制值在1．02～1．06（一圈情况下）之间。
结论
精密络筒、络丝机器是纺织工艺中提高纺织品质量的关键设备，高速精密数码卷绕方案成功掌握了纱线高速精密卷绕工艺中的“KNOW HOW”，全部采用永磁电机驱动技术，机器能耗远远低于传统的变频电机传动设备。由于采用了柔性化数码控制技术，非常适合于织物的多品种、小批量纱筒生产，具有良好的社会经济效益。和利时电机技术公司开发的该创新解决方案涉及了电子控制，数字伺服电机和驱动、精密运动控制、和计算机网络通信等技术，是典型的高技术机电一体化控制方案，也是采用数字控制技术改造传统产业的典型案例。
1.概述
1)袋式收尘设备简介
袋式收尘设备在适用于建材，煤炭，电力，冶金，制药，机械，化工，轻工，粮食等行业的非纤维性废气除尘。
2)袋式收尘原理
当含尘烟气由进风口进入灰斗以后，一部分较粗尘粒在这里由于惯性碰撞、自然沉降等原因落入灰斗，大部分尘粒随气流上升进入袋室，经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外侧，净化的烟气由滤袋内部进入箱体，再由阀板孔、出风口排入大气，达到收尘的目的，随着过滤过程的不断进行，滤袋外侧的积尘也逐渐增多，从而使收尘器的运行阻力也逐渐增高，当阻力增到预先设定值（1200～1500Pa）时，清灰控制器发生信号，控制提升阀板孔关闭，以切断过滤烟气流，停止过滤过程，电磁脉冲阀打开，以极短的时间（0.1～0.15秒）向箱体内喷入压力为0.5～0.7MPa的压缩空气，压缩空气在箱体内迅速膨胀，涌入滤袋内部，使滤袋产生变形、震动，加上逆气流的作用，滤袋外部的粉尘便被清除下来掉入灰斗，清灰完毕之后，提升阀打开，收尘器又进入过滤状态。
上述的工作原理所表示的仅是一个室的情况，实际上气箱脉冲式袋收尘是由多个室组成的，清灰时，各室分别顺序进行，这就是分室离线清灰，其优点是清灰的室和正在过滤的室不干扰，实现了长期连续作用，提高了清灰效果。
3)袋式收尘的控制系统
袋式收尘设备依据实际工况的需要，控制系统的配置情况较多，客户设备的控制系统由某品牌的PLC更换为施耐德电气的Twido系列PLC后，利用了施耐德电气PLC所特有的优点，使客户不同配置设备之间的PLC控制程序极其相似，不同设备间程序只做很小的改动，就可在不同硬件配置的设备上使用。在这里以某客户的一个具体机型进行说明，控制系统需要18个开关量输入/56个开关量输出，使用Twido作出以下配置：TWDLCAA24DRF＋TWDDMM24DRF＋TWDDRA16RT(x2)，另配一个TSX08H02M两行文本显示器，用来显示设备的运行状态以及设置设备的一些运行参数。
2.系统描述
袋式收尘的控制系统要求比较简单，但实现起来PLC的程序部分比较繁琐。其基本控制功能有设备状态指示、电机启停及故障报警，这一部分功能的实现比较容易，它的清灰动作输出部分在实现上有比较特别之处，在本文中会把重点放在这一部分。
清灰部分动作有1＃~16#脉冲阀、1＃~16#提升阀及1＃~4#卸灰阀36个输出点的输出控制。具体控制要求如下：
1)脉冲阀、提升阀、卸灰阀进入循环状态：
1#提升阀通（T1时间后）→1#脉冲阀通（T2）→1#脉冲阀断（T3）→1#提升阀断（T4）→2#提升阀通（T1）→2#脉冲阀通（T2）→2#脉冲阀断（T3）→
2#提升阀断（T4）......→16#提升阀通（T1）→16#脉冲阀通（T2）→16#脉冲阀断（T3）→16#提升阀断（T0）→1#提升阀通（TI）→1#脉冲阀通（T2）→1#脉冲阀断（T3）→1#提升阀断（T4）......
每当2，4，6，8，10，12，14，16号提升阀关断后，也即小循环完成后，开始一个卸灰循环：1#卸灰阀通（T11）→1#卸灰阀断（T12）→2#卸灰阀通（T11）→2#卸灰阀断（T12）→3#卸灰阀通（T11）→3#卸灰阀断（T12）→4#卸灰阀通（T11）→4#卸灰阀断。
2)按一下脉冲阀测试按钮，1#脉冲阀通0.25秒后关断，再按一下脉冲阀测试按钮，2#脉冲阀通0.25秒后关断，再按一下脉冲阀测试按钮，3#脉冲阀通0.25秒后关断....按第十六下脉冲阀测试按钮，16#脉冲阀通0.25秒后关断，再按又回到1#脉冲阀......
3)按一下提升阀测试按钮，1#提升阀通，再按一下1#提升阀关， 再按一下提升阀测试按钮，2#提升阀通，再按一下2#提升阀关......按一下提升阀测试按钮，16#提升阀通，再按一下16#提升阀关，再按又回到1#提升阀......
4)卸灰阀测试原理和提升阀相同，4#卸灰阀通、断后又回到1#卸灰阀。
分析上述控制要求，在PLC程序中实现这些功能比较麻烦，如果设备的收尘室数目增加时，这一部分的程序将会更加冗长。客户反映，以前用某品牌的PLC时，程序的编制、调试及维护都有很多不便之处。根据客户的实际情况，结合施耐德电气PLC本身的特点，对设备的控制思路做了优化，以完美的实现设备的要求。
在对客户的控制要求进行深入分析的基础上，发现控制要求中是有一定的规律：每个循环中脉冲阀、提升阀和缷灰阀的每个小循环动作是相同的，只是具体的阀的输出不同。脉冲阀和提升阀有16个小循环，缷灰阀有4个小循环，每个小循环中只有1个同类的阀在输出（脉冲阀、提升阀或缷灰阀）。
基于以上分析，在Twido的程序中将做以下重点处理：
1)需要对清灰动作所涉及的36个输出点合理规划，使其具有特定的规律，理由可由下面的描述中得到。4个缷灰阀分配到个扩展模块TWDDMM24DRF，在PLC中地址为%Q1.0~%Q1.3，16个脉冲阀分配到第二个扩展模块TWDDRA16RT，在PLC中地址为%Q2.0~%Q2.15，16个提升阀分配到第三个扩展模块TWDDRA16RT，在PLC中地址为%Q3.0~%Q。
2)不采用位变量作为脉冲阀、提升阀或缷灰阀的中间变量，否则会涉及大量的位变量操作。将这些阀的输出状态填写到Twido的常量字中，如图1所示，
利用施耐德电气PLC的位变量的结构化功能，将常量字内容赋值给输出点的组合对象经过如此处理，不仅大量减少中间位变量的使用，可以将本地操作/远程操作及阀门测试时对输出点的操作共用起来，带来的好处不言而喻。
3)用1个设置计数值为16的计数器（%C1）对脉冲阀和提升阀进行记录，以得到脉冲阀和清灰阀小循环的位置；用1个设置计数值为4的计数器（%C2）对缷灰阀记录，以得到缷灰阀大循环的位置。
4)用Twido的索引对象（相对寻址）结合小循环计数器%C1与大循环计数器%C2的计数值，得到循环某一位置时的输出状态。见图2。
的计数值，得到循环某一位置时的输出状态。见图2。
5) 用相同的原理编写脉冲阀、提升阀与缷灰阀的程序。得到相应的输出的状态字。
6) 将各种状态得到的输出字做或运算，产生终的输出，将输出状态字的值赋给输出点的结构化对象。如图3所示。
使用以上思路设计Twido的程序后，程序的整体长度只有客户原来使用的某品牌的
PLC的程序长度的1/4，程序结构简洁明了，修改及调试的工作量非常小。在客户的不同输出点配置的袋式除尘设备中，使用本文的设计思路后，不同设备间的程序非常类似，有良好的通用性，得到了客户的认可。
3.结束语
由于Twido系列PLC本身所特有的强大功能，使得设备的终的控制程序的长度相比于其它品牌的PLC非常短，程序在不同清灰室配置的设备中有通用性，在该客户陆续使用的100多套设备中，设备的运行情况良好，客户的程序设计及维护的工作量大大减少，客户对施耐德电气的解决方案给予极高的评价。
1.概述
高速自动配页机是印后处理过程中的重要环节,它是将经过印刷，折页后的书帖分别放在配页机各配页工位,运行时按设定顺序将不同的书帖自动高速收集成整本书帖;整机大配页工位24个,配页速度高10000帖/小时,书帖尺寸介于196X135到460X230mm;
可自动检测各工位堵塞.空帖.双帖故障并且自动排废,将配页错误的书帖自动从排废口输出,所配书帖多于配页数时，可手工加帖或插页处理;在配页时可选择1:1连续配页或1:2间隔配页,在生产帖数较少的书籍时生产速度增加一倍,书帖传输为立式传递，可减少印张的摩擦，缩短取帖时间;故障和产量等生产状态信息可显示在中文文本显示器上,运转情况一目了然.
控制系统选用施耐德Twido系列PLC,文本显示器.变频器.接近.光电.行程开关.接触器.继电器.开关;
TwidoPLC是该设备的控制中枢,通过Modbus通讯方式将各工位有机地连接在一起,实现系统高速配页,产量.时间和各工位空帖.双帖.堵塞检测等故障实时在操作中文终端显示;整个控制系统结构清晰简捷,极大的提高了工作效率,减少了I/O点数和配线,降低了成本,明确的显示工况信息.
2.控制系统概述
Twido模块化主机可支持2个RS485通讯端口,CPU上编程端口用来和上位中文文本操作屏TSX08H04M通讯,通讯扩展模块上的第2个通讯端口通过Modbus实现和各配页分站联控,多24工位,需7套Twido联控输入输出点数接近300个.
控制系统图如下(以12工位配页机为例):
Twido PLC-模块化20点+扩展IO
TSX08H04M四行文本显示器
变频器ATV58-控制整机传动电机
ABL7 RP开关电源
光电开关XU,接近.行程开关
3.结束语
本控制系统采用Twido PLC作为，给客户带来了许多好处，主要表现为：
1． 采用模块化本体，节省安装空间。
2． 晶体管输出频率高，提高配页效率。达10000贴/小时。
3． 多台Twido PLC灵活组网，电控系统配置更灵活，以适应不同工位数量对系统的要求
控制系统全套采用施耐德工控自动化产品,结构紧凑.系统可靠.Modbus通讯连接，极大的降低了控制成本,提高了生产效率.