6ES7214-2BD23-0XB8原装代理

6ES7214-2BD23-0XB8原装代理

1.引言
　　直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生。由于直流传动易于实现调压、调磁调速，并有成熟的控制理论和控制系统，可以满足工业生产发展不断提出的宽调速、高精度和快速响应的要求，在20世纪的大部分年代里，高性能的调速系统都采用直流调速传动，而约占电气传动总容量80%的不变速电气传动则采用交流电气传动，这种分工在一段时间里已成为举世公认的格局。交流调速传动的控制原理很早被确立，异步电机降电压调速，绕线转子异步电机转子串电阻调速等虽已实用化，但在调速范围、稳定性、可靠性和维修性等方面有些不足，应用范围受到限制。1965年以后，由于电力电子技术的不断发展和进步，伴随着新的控制理论的提出与完善，使交流调速传动，尤其是性能优异的变频调速传动得到飞速的发展。绕线转子异步电机的串级调速，采用变频器的无换向器电机调速，笼型异步电机的变频调速等依次实用化，完成了以变频调速为主流的交流调速传动的基础。现代矢量技术的应用，使交流调速传动也具备了直流调速传动的高性能。直流电机的换向器是它的主要薄弱环节，它使直流电机的单机容量、过载能力、高电压和高转速等重要技术指标受到限制，也给直流电机的制造和维护带来了不少麻烦，这些缺点，在很大程度上限制了直流电机的应用。交流变频调速传动中的笼型异步电机结构简单、坚固耐用、运行可靠、维护方便、转动惯量小、动态性能好，其单机容量、电压等级和高转速等技术指标，均优于直流电机。目前，高性能的交流变频调速系统已完全可以和直流调速系统相媲美，可以在直流电机无法应用的场合使用。直流调速传动一统天下的旧格局已被打破，用交流调速传动取代直流调速传动已成为可能。

2.龙门铣床直流调速系统进行改造的必要性
　　我厂用于道岔加工的龙门铣床调速系统采用三相半控桥不可逆直流拖动，分为工作台、左主轴和右主轴三个进给方向。这台机床的电控系统运行已有十余年，直流调速插板已严重老化，加之插板之间的连线多，由导线虚接造成故障日渐增多，维修成本不断上升。此台龙门铣床的调速系统急待改造。
　　近年来，交流变频调速传动的发展日新月异，它的优异的调速性能已能取代传统的直流调速系统。随着电子元器件的发展，变频器的价格不断降低，经济性价比,不断上升，也给它的应用提供了日益广阔的市场。我们详细分析比较了直流调速系统与交流调速系统的优缺点，采用变频器改造原调速系统，可带来以下好处：

2.1简化控制线路
　　变频器的使用极为方便，可通过其外围的少数几个控制端子进行全范围控制。变频器内部有完善的保护措施，无须在其外围线路中设计各种保护电路。由于变频器的正反向运行是通过控制端子来改变逆变器的输出相位来实现，可以比原直流调速系统少两个大型直流接触器。采用具有无速度传感器的矢量控制变频器后，还可以去掉用作转速反馈的速度传感器，使控制线路大为简化。

2.2可以采用标准笼型异步电机
　　采用笼型异步电机可以充分发挥它坚固耐用、结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的优势，避免直流电机定期更换、维护电刷和换向器的麻烦。

2.3调试方便
　　变频器的各种运行参数调试通过智能化键盘和显示器来完成，设置方便，更改灵活，调试时间短。传统的直流调速系统调试涉及到触发脉冲相位调整，放大板PI整定，转速负反馈调试等多项参数的综合统调，调试难度大，时间长，且不易达到优控制。

3.变频器的选择
　　变频器的正确选用对于机械设备电控系统的正常运行是至关重要的。选择变频器，要按照机械设备的类型、负载转矩特性、调速范围、静态速度精度、起动转矩的要求，决定选用何种控制方式的变频器合适。所谓合适是在满足机械设备的实际工艺生产要求和使用场合的前提下，实现变频器应用的佳性价比。

3.1机械设备的负载转矩特性
　　人们在实践中常将生产机械根据负载转矩特性的不同，分为三大类型：恒转矩负载、恒功率负载和流体类负载。

3.1.1恒转矩负载
　　在这类负载中，负载转矩TL与转速n无关，任何转速下TL总保持恒定或基本恒定，负载功率则随着负载速度的增高而线形增加。传送带、搅拌机、挤压机和机械设备的进给机构等摩擦类负载以及起重机、tisheng机、电梯等重力负载，都属于恒转矩负载。
　　变频器拖动恒转矩性质的负载时，低速时的输出转矩要足够大，并且要有足够的过载能力。如果需要在低速下长时稳速运行，应该考虑标准笼型异步电动机的散热能力，避免电动机温升过高。

3.1.2恒功率负载
　　这类负载的特点是需求转矩TL与转速n大体成反比，但其乘积即功率却近似保持不变。金属切削机床的主轴和轧机、造纸机、薄膜生产线中的卷取机、开卷机等，都属于恒功率负载。
　　负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时，受机械强度的限制，TL不可能无限增大，在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时，大允许输出转矩不变，属于恒转矩调速；而在弱磁调速时，大允许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相一致时，即所谓“匹配”的情况下，电动机的容量和变频器的容量均小。

3.1.3流体类负载
　　这类负载的转矩与转速的二次方成正比，功率与转速的三次方成正比。各种风机、水泵和油泵，都属于典型的流体类负载。
　　流体类负载通过变频器调速来调节风量、liuliang，可以大幅度节约电能。由于流体类负载在高速时的需求功率增长过快，与负载转速的三次方成正比，不应使这类负载超工频运行。

3.2变频器的控制方式
　　现在市场上出售的变频器种类繁多，功能也日益强大，变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。下表综述了近年来各种变频器控制方式的性能特点。

　　异步电动机变频控制选用不同的控制方法，就可得到不同性能特点的调速特性。
　　调频控制根据不同的控制方法，就可得到不同类型的机械特性。基频以下恒磁通变频调速控制方式，其机械特性属于恒转矩调速方式，它适用于负载转矩与转速无关，任何转速下负载转矩总保持恒定或基本恒定，负载功率则随着负载速度的增高而线形增加的应用场合，例如传送带、搅拌机、挤压机和机械设备的进给机构等摩擦类负载以及起重机、tisheng机、电梯等重力负载等。基频以上弱磁变频调速控制方式，其机械特性属于恒功率调速方式，适用于负载随转速升高而减小的应用场合，例如机床主轴的传动、卷扬机等。

3.3根据负载特性选取适当控制方式的变频器
　　我们这次改造的对象是9米龙门铣床的进给机构，工作台进给和左、右主轴进给机构均属于恒转矩负载，它的转矩速度特性如图1所示。原来的直流调速系统的调速范围D=50，要达到50:1的调速比就必须选用带有矢量控制功能的高性能变频器。

　　异步电机的矢量控制就是象它励直流电机控制一样，将电机定子的输入电流分解成产生磁通的电流分量和产生转矩的电流分量，分别进行独立瞬时的控制，将二者合成后的定子电流供给电机。原理上，因为以矢量控制决定变频器的输出频率，需要检测电机的转速,这是转差型矢量控制。随着控制理论得发展和数字信号处理器（DSP）的应用，不用速度传感器“只用异步电机三根线控制”即无速度传感器矢量控制也实现了实用化。目前，市场上出售的无速度传感器矢量控制变频器的调速范围可达到100：1。无速度传感器矢量控制是通过转矩电流的变化量的积分运算来推算电机的转速，势必会带来推算的误差。如果要求tigao调速范围和精度，就要选用带速度传感器的矢量控制。目前，市场上出售的带速度传感器矢量控制变频器的调速范围可达1000：1。
　　普通笼型电机安装速度传感器不但增加工艺难度，加大了技改成本。由于无速度传感器矢量控制变频器的主要技术指标已能满足原机床的设计要求，我们选择了富士FRENIC5000G11S型低噪音、高性能、多功能变频器，它的几项主要技术指标如下：
①调速范围
无速度传感器矢量控制100：1
②启动力矩
0.5HZ时200%额定转矩（动态转矩矢量控制）
③频率精度
高输出频率的±0.2%以下

　　由于G11S变频器提供第1电机和第2电机切换功能，且第2电机也有类似第1电机的功能参数设置选项（动态转矩矢量控制），我们利用该功能将工作台进给电机设置为第1电机（动态转矩矢量控制模式），左、右主轴进给电机设置为第2电机（动态转矩矢量控制模式）。变频调速部分电气原理图如图2所示。

4.变频器及其周边设备的容量计算
4.1变频器容量计算
　　在变频器容量计算之前，要确定拖动负载的电动机容量。由于有原直流电机作依据，我们不必进行详细的转矩计算。由于工作台进给电机容量（11KW）大于左、右主轴进给电机容量（均为1.5KW），变频器容量的计算以工作台进给电机为依据。
　　工作台进给传动交流电机参数为：型号，Y160M-4；功率，Pn=11KW；转速，ne=1460rpm；额定电流，In=22.6A。
变频器连续运行的场合，其额定输出电流：
I1nv≥1.1Imax（1）
　　上式中I1nv为变频器额定输出电流，Imax为电动机实际大电流。
　　根据我们现场测试的数据，工作台进给传动电机的大负载电流Imax≈26A，代入上式（1）则有：I1nv≥1.1×26=28.6A，即变频器的额定输出电流必须大于28.6A。查富士FRN-G11S变频器手册，选择FRN15G11S-4CX型，它的额定输出电流为30A，满足式（1）的要求。

4.2再生能量的处理
　　当采用变频器传动的工作台进给电机急减速时，异步电动机将处于再生发电状态。变频器逆变器中的六个回馈二极管将传动机构的机械能转换成电能回馈到中间直流回路，并引起储能电容两端电压升高。若不采取必要的措施，当中间直流回路电容电压升到保护极限值后变频器将过电压跳闸。
　　在高性能的工程型变频器中，对连续再生能量的处理有以下两种方案。①在中间直流回路设置电阻器，让连续再生能量通过电阻器以发热的形式消耗掉，这种方式称为动力制动；②采用再生整流器方式，将连续再生能量送回电网，这种方式称为回馈制动。动力制动方式控制简单、成本低，但节能效果不如回馈制动。回馈制动方式节能效果好，能连续长时制动，但控制复杂、成本较高。
考虑到节省技改投资、tigao设备的可维修性和可靠性，我们采用动力制动方式。关于各机构采用动力制动方式后的元器件选用和计算,可参阅参考文献1，限于篇幅，此不赘述。
　　按照制动单元和制动电阻选型、计算公式进行换算，变频器FRN15G11S-4CX配用1台富士公司的BU3-220-4型制动单元和1台DB15-4型制动电阻，其技术参数：大制动转矩150%，制动转矩连续制动10秒，PBR=7.5KW，PRcont=0.375KW（100秒钟工作周期）。

4.3变频器低速运行时的特点及对策
　　常规设计的自冷式异步电机在额定工况下及规定的环境温度范围内，是不会超过额定温升的，但处于变频调速系统中，情况就有所不同。自冷式异步电机在20HZ以下运行时，转子风叶的冷却能力下降，再如果在恒转矩负载条件下长期运行，势必造成电机温升增加，使调速系统的特性变坏。当自冷式异步电机在低频运行并且拖动恒转矩负载时，必须采取强制冷却措施，改善电机的散热能力，保证变频调速系统的稳定性。

5.PLC在变频调速系统设计中的应用
5.1PLC硬件配置
　　这次改造中，PLC选用日本欧姆龙公司的模块式C200H,CPU单元为CPU01-E,存储器选4KBEEPROM，型号为ME431，两个输入单元均为16点的ID212，三个输出单元分别为12点的OC222，8点的OC221，独立接点8点的OC224。

5.2变频器控制部分的PLC程序设计
　　龙门铣床的工作台进给、左主轴进给和右主轴进给，通过切换变频器输出侧的接触器来实现，如图2所示。如果在变频器正常输出时切换输出侧的接触器，将会在接触器触点断开的瞬间产生很高的过电压而极易损坏变频器中的电子器件。切换变频器输出侧的接触器一定要等到所控制的电机完全停止以后，才能完全切换。下面详细分析如何用PLC程序来实现变频器输出侧电机的完全切换。

　　我们先来分析变频器输出切换保护部分PLC程序，如图3所示中所用的下降沿微分指令(DIFD)。当进给方向选择开关SA3从工作台进给切换到左主轴进给时，0009由ON变成OFF，0010由OFF变为ON。此时，内部辅助继电器4500在一个扫描周期内ON，而4501保持OFF状态不变。如果在变频器正常输出的情况下，进给方向选择开关SA3切换，三个内部辅助继电器4500，4501和4502三中必定有一个扫描周期内由OFF变为ON，继电器3007变为ON并保持2秒(TIM002的设定时间必须大于变频器的制动时间)后变为OFF。在SA3切换时，由于变频器在正常输出，则继电器3100，3101中必有一个为ON，继电器3008也为ON。在SA3切换的瞬间，由于继电器3007，3008都为ON状态，继电器3012变为ON，它切断变频器的输出进给信号，变频器开始制动停止。在SA3切换信号消失2秒后，此时变频器已停止输出，继电器3007，3008由ON变为OFF，出现下沿信号，继电器4503在一个扫描周期内ON，切断变频器输出侧的接触器，使电机切换到所需的进给方向。如果在变频器停止输出时，SA3切换，由于继电器3008为OFF,继电器3013会在SA3切换的瞬间在一个扫描周期内ON，从而把变频器输出侧的接触器立即切换到所需的进给方向。
　　变频器出现异常时，通过它内部的报警继电器驱动控制柜上的报警指示灯HL1，使HL1连续闪烁，指示操作人员变频器出现异常，必须立即停机检修。变频器报警延时0.5秒后，切断输入侧的接触器KM2，使出现故障的变频器脱离电源，以免故障扩大。
变频器输出切换保护部分的PLC程序，限于篇幅，此不赘述。

6.变频器和PLC的安装和接线
6.1变频器和PLC的安装
　　变频器和PLC的安装度为-10℃至50℃。控制柜内的发热元器件有变压器、接触器、变压器及其制动电阻等，为了降低这些大发热量器件而致的柜内温升，可采用两种方法。一是加大控制柜的尺寸，二是增加柜内的换器风量。方法一势必造成控制柜体笨重，增加金属用料，不经济；方法二只增加一台成本较低的换气风扇，较为经济。变频器在控制柜内安装时，应尽量靠近柜内顶部的换气扇，让从柜下部进入的冷空气全部通过热源部分。
　　对此以数字电路为主构成的PLC来说，工作灵敏度高，很容易受到各种外来电磁干扰，引起误动作。目前市场上出售的变频器多采用PWM控制，它的输出电流中含有多种谐波，是强电磁干扰源。为了防止变频器对PLC的干扰，PLC的安装应尽量远离变频器，并且它们的安全保护接地，屏障接地均应采取单点接地。
　　变频器和PLC周围的控制回路的接触器，继电器的线圈、触点在开闭时，会因电流急剧变化而产生很强的电磁干扰，有时回使变频器和PLC的控制回路，外部没有产生误动作，需要在这种干扰源的线圈，触点两端加装浪涌吸收电路。
　　变频器和PLC安装于高湿度的场所，常发生绝缘劣化和金属部分腐蚀。如果受场所限制，不得已用于高湿度场所，必须加装除湿装置，防止变频器和PLC停止工作时的结露。
　　在有振动的场所安装时，在振源侧需采取减少振动的措施，而在变频器和PLC侧加装隔振器或防振橡胶。

6.2变频器和PLC的配线

6.2.1变频器主回路
　　变频器无速度传感器矢量控制运行要用电机的定子电阻，而数据的获得是由变频器的参数自检测程序来完成的。如果按常规的导线发热校验选择电机的配线，必然在长距离供电时，把线路电阻加入到了参数自检测出的定子电阻数据中，引起变频器的控制精度下降，达不到设计要求。变频器输出回路的导线应在常规发热校验的基础上再加大1-2级截面等级。

6.2.2控制回路
　　变频器和PLC的控制信号为微弱的电压、电流信号，与主回路不同，对于变频器的输出回路是强电磁干扰源，变频器和PLC控制回路的配线不能与变频器主回路配线在同一根铁管或同一配线槽内敷设。为了tigao抗干扰效果，还应采用1.0mm2绝缘屏蔽导线。绝缘屏蔽导线的接地应在变频器和PLC侧进行单点接地，使用专用的接地端子，不与其它的接地端子共用。电磁感应干扰的大小与电线的长度成比例，要尽可能地以短的线路敷设。

7.系统调试
7.1通电前的检查
7.1.1变频器外围接线检查
在变频器外围接线检查中应注意以下几个方面：
①电源线应与R、S、T端子连接，不能连至U、V、W端子上。
②端子之间，外露导电部分有无短路、接地现象。
③接地端子必须良好接地。
④端子、连接器的螺钉是否紧固。
⑤电机是否与机械装置安全脱离。

7.1.2PLC外围接线检查
变频器控制系统PLC外围接线检查应着重检查以下几个方面：
①PLC的220V供给电源接线是否正确。
②PLC输入单元的+24V电源接线是否正确，不能混入220V强电。
③PLC输出单元不能存在短路隐患。
④PLC输出单元所带负载的电源接线是否正确。　

7.2变频调速系统功能参数设置
　　变频器在出厂时，所有的功能码都已设置了。龙门铣床调速系统的要求与工厂设定值不尽相同，一些重要的功能参数需要重新设定。

7.2.1工作台进给电机M1的功能参数设置
①加速时间1（功能码F07）：1s；
②减速时间1（功能码F08）：1s；
③电子热继电器1的OL设定值（功能码F11）：23A；
④转矩矢量控制1（功能码F42）：1；
⑤M1参数——极数（功能码P01）：4；容量（功能码P02）：11KW；额定电流（功能码P03）：22.6A；空载电流（功能码P06）：4.2A；在上述参数设定完后，将功能码P04（电机参数自整定）设定为1，等大约5秒钟，变频器会自动测试工作台进给电机内部数据并保存。如果在测试中发生异常报警，请参阅变频器用户手册予以解决。

7.2.2左、右主轴进给电机M2的功能参数设置
①电子热继电器2的OL设定值（功能码A07）：3.7A；
②转矩矢量控制2（功能码A09）：1；
③M2参数——极数（功能码A10）：4；容量（功能码A11）：1.5KW；额定电流（功能码A12）：3.7A；空载电流（功能码A15）：1.4A；在上述参数设定完后，将功能码A13（电机参数自整定）设定为1，等大约5秒钟，变频器会自动测试工作台进给电机内部数据并保存。如果在测试中发生异常报警，请参阅变频器用户手册予以解决。

7.2.3公用功能参数设置
①X1端子功能选择（功能码E01）：9；外部报警，X1端子串入变频器外围的制动单元和制动电阻的热敏开关，当它们发生故障时变频器立即报警停止；
②X2端子功能选择（功能码E02）：12；电机2/电机1选择；
③频率设定1（功能码F01）：1；
④运行操作（功能码F02）：1。

7.2.4加、减速时间的设定
　　加减速时间可用计算的方法求得，如果实际计算有困难时，可采用以下方法。先将加减速时间设定成较大值，关掉失速电平功能，再逐次减小加减速时间设定值，以变频器不发生报警时的设定值为佳。即便是根据计算求得的设定值，也要利用变频器的报警功能进行终确认。变频器加减速时间设定完后，失速电平功能要恢复成ON状态。

7.3PLC控制系统参数设定
　　在变频器佳减速时间确定后，要重新设定图3所示变频器输出切换保护部分PLC程序中的TIM002、TIM003的时间常数。这两个定时器的时间常数设定值相等，但必须大于变频器的减速时间。

7.4试运行
　　变频调速系统的功能参数设定完后，就可进行系统试运行。先用操作盘上的速度给定电位器设定大约5HZ的低频，按下正反转按钮，让工作台拖动电机空载运转几分钟。注意观察电机的运转方向是否正确，转速是否平稳，温升是否正常，加减速是否平滑等。再继续在10、20、35、50HZ等频率点试运行。如果试运行正常，变频调速系统就可投入正式运行。

8.结束语
　　本文详细分析了变频器的控制特性，提出了无速度传感器矢量控制变频器取代直流调速的可行性，给出了变频器及其周边设备的选型计算公式，并把PLC灵活引入变频调速系统的控制系统。经过两年多的实际运行证明，PLC控制的变频调速系统，不但线路大为简化，各项调速性能达到原直流调速水平，再加上变频器和PLC完善的故障诊断功能，使整个调速系统的可靠性、可维修性得到大幅度tigao。

伺服系统的工作过程
卷烟机输出的烟支直线运动速度非常高，在由直线运动转变为轴向运动之前的烟支制动显得尤其重要，这一过程避免了因撞击而可能产生的烟丝损失或烟支变形。烟支的制动通过制动负压电机驱动制动负压风机，从而产生制动负压。调节制动负压的阀蝶安装于捕烟轮低压气路中通到大气的通风口处，并由捕烟轮伺服电动机控制。鼓轮槽中的制动负压使烟支减速并使之停在每个烟槽中的预定位置上。为了克服不同盘纸摩擦力的影响，制动负压需要连续自动调节。捕烟轮伺服电动机由四个固态继电器来控制正反转从而控制蝶阀，整个捕烟轮伺服系统的电气控制原理如图1所示。

检测的工作原理
卷烟机上的两个加速凸轮将一根接一根的烟支分别推到鼓轮一个接一个的鼓轮槽中，烟支由右侧进入捕烟轮槽中后，一个光纤检测器位于鼓轮要求烟支头端停止位置的上方，即捕烟轮到位检测器。当制动负压大小合适时，平均约一半的烟支将到达检测位置，而另一半尚未到达。所有烟支将停在所需位置两侧的狭窄范围之内。捕烟轮同步探测器的输出由机器的另一个接近开关即捕烟轮同步探测器控制，以保证捕烟轮到位探测器在一定时间内探测到烟支数，与设定值比较，超出范围，由PLC输出电压，驱动伺服电动机旋转，带动蝶阀打开或关闭，从而改变制动负压大小。控制系统连续调节制动负压，保证烟支停在鼓轮上探测点附近的小范围内。
由凸轮触动的限位开关可防止蝶阀完全打开或关闭。限位开关限制阀的运动范围，使制动负压维持在上、下限范围内。低限开关是可调整的，且机器停机以后，蝶阀完全打开，用来在机器起动时提供低速负压。当机器停机时，捕烟轮伺服电动机停止调节。
根据此原理采用西门子S7—300可编程序控制器进行编程，控制整个捕烟轮伺服系统的运动过程。程序如下：
在OB40调用FC1
L PIW8
L MW8
XOW
T MW10
L PIW8
T MW8
CALL FC1
FC1在一定范围计算烟支到位率程序如下：
AN M17.3
JCM005
AN19.0
ON M11.0
JCM001
A M100.0
CU C7
AN M100.0
CU C7
M001：NOP0
AN19.0
AN19.1
ON M11.1
JCM002
A M100.0
CU C8
M002：NOP0
L C 7
L 100
≥I
S M13.0
AN M13.0
JCM003
L C 8
L 45
≤I
SM12.1
AM12.1
R C 8
M003：NOP0
AN M13.0
JCM004
L C 8
L 55
≥I
SM12.0
AM12.0
R C 8
M004：NOP0
A M13.0
R C 7
R C 8
R M13.0
ANM12.0
ANM12.1
S M13.1
AM12.0
OM12.1
R M13.1
M005：NOP0
AN M17.3
LS5T#4S
SE T42
A T42
=Q13.7
在OB1调用FC2
CALLFC2
FC2控制蝶阀程序如图2所示。

用户程序分析
根据系统的动作过程，在硬件中断组织块OB40中对外设的脉冲输入信号进行字异或操作，不断地刷新输入的脉冲信号，调用FC1块。
FC1块为烟支的到位检测功能块，根据机器的速度来判断，若机器静止，则跳转到M005，扩展脉冲定时器T42启动，运行4s，在定时器运行期间，Q13.7保持输出为1，蝶阀打开4s时间。否则，程序顺序执行，当无烟支同步脉冲信号时，程序跳转到M001；否则，烟支同步计数器增加一次。程序依次扫描到无烟支同步脉冲信号和到位脉冲信号时，程序跳转到M002；否则，计数器C8增加记数一次。当同步计数器大于等于100时置位M13.0，M13.0为0时程序跳转到M003；M13.0为1时计数器C8与45相比较，当C8的值小于等于45时，置位M12.1，只要M12.1为1，立即复位C8。程序顺序执行，当M13.0为0时，程序跳转到M004；否则M13.0为1时计数器C8又与55相比较，当C8的值大于等于55时，置位M12.0，只要M12.0为1，立即复位C8。程序线性扫描到M13.0为1时，立即复位C7、C8、M13.0。当M12.0、M12.1为0时，置位M13.1；当M12.0或M12.1为1时，复位M13.1。整个过程的顺序控制过程如此，在FC2块中根据条件来打开和关闭蝶阀，以达到控制负压的目的。
结束语
ZJ19A机组的捕烟轮控制系统以前采用线路板来控制，系统比较繁琐复杂且稳定性不太理想。采用PLC控制后程序简单，控制灵活，在厂家已批量销售，得到了用户的赞同和认可。

1.引言
随着自动化水平日新月异的发展，啤酒生产线冷冻站系统对控制和故障处理的要求也越来越高。在此系统中，使用了施耐德Micro和Twido 系列PLC,并通过Modbus总线实现协调控制，远程监控，故展处理等功能，大大tigao了生产率，降低了保养维护成本。

2.产品介绍
在此系统中，每台压缩机制冷机组都是由Twido PLC进行控制的，通过数字量模块和模拟量模块采集传感器信号，实现手自动增减载，开停机和故障检测，以及把故障信号上传至上位监控计算机。
TwidoPLC属于施耐德小型自动化产品家族中的一员，有13中本体单元，15种离散量扩展模块，8种模拟量扩展模块，多可以扩展至264个I/O，现在新型的TWDLCAE40DRF更集成了以太网接口，可以通过ModbusTCP/IP 使设备直接接入以太网，使得高速数据通信和远程监控变得更容易。Twido家族还增加了一个新成员-CANopen模块TWDNCO1M，通过该模块，可以实现对变频器和智能仪表等设备的高速数据通信。

3.系统构成及工艺简介
啤酒生产工艺以及原料成品的保存，空调系统所需要的冷量都是由冷冻站提供的。冷冻站有五台开启式压缩机组制冷，每台机组都是以TwidoPLC为核心进行控制的，可以实现根据负荷状况自动进行增减载和开停机。通过与系统PLC的通讯，还可以实现五台机组的协调工作。五台机组共用一个蒸发冷系统。氨液经过蒸发冷系统冷却后，通过三个氨分板换机组与系统冷媒丙二醇进行换热。有三台变频泵分别控制着流进每台板换机组的丙二醇的liuliang，从而保证板换机组的出口温度能够保持在-4摄氏度，达到工艺要求。从板换机组出来的-4摄氏度低温丙二醇返回PG罐（丙二醇的储存罐）。由生产现场返回的高温丙二醇在PG罐的上部，从板换机组返回的低温丙二醇在PG罐的下部。根据生产工艺对丙二醇温度的不同要求，通过调节高温和低温丙二醇的混合比例，控制终供出丙二醇的温度达到工艺要求。

4.控制系统网络结构

控制系统网络结构如上图所示。压缩机控制器选用Twido系列PLCTWDLMDA20DRT，它本身所带的一个通讯口和一个文本式人机界面相连。通过人机界面可以设定压缩机的工作方式和运行参数，手动起停压缩机组，检查压缩机的运行状况，查看机组故障情况等。每一个PLC扩展一个通讯口，做Modbus从站，连在Modbus总线上，实现和系统PLC的通讯。
系统PLC选用Micro系列PLCTSX3721001。Micro系列PLC的通讯功能非常强大，支持Modbus，UN-bbbWAY，TCP/IP等多种通讯协议。系统PLC扩展一个TSXSCP114通信卡，做Modbus主站，通过Modbus网络和TwidoPLC通讯，监控五台压缩机的运行状况。Micro PLCTSX3721本身带两个通讯口，其中一个通信口和触摸屏连接，一个通信口和施耐德工业以太网模块TSXETZ410相连。TSXETZ410模块在此起到一个网桥作用，一端通过UNI-bbbWAY总线和系统PLC交换数据，另一端通过TCP/IP协议挂在一个小型的工厂局域网上，这样局域网上的监控计算机就可以监控整个冷冻站的运行状况了（监控计算机上运行的是组态王监控软件）。触摸屏人机界面作为上位监控计算机的后备设备，同样能够实现监控计算机的功能，在上位监控计算机或局域网出现故障时，能够保证整个系统运行正常。局域网上其他系统的控制设备也可以通过局域网和系统PLC交换数据。

5.系统PLC实现的控制功能
系统PLC除了实现如上所述的通讯功能外，还要实现对整个系统的控制。

1.对丙二醇系统的控制。丙二醇系统流程如下图：

利用MicroPLC集成的PID功能块，实现对6个回路的自动控制，包括三个氨分板换出口温度，一个0摄氏度，一个－1摄氏度供液温度控制，一个恒压供液控制。利用PLC的模拟量采集模块，采集过程信号（五个温度信号，一个压力信号），与设定值进行比较（设定值在操作界面上可设定），根据偏差值运算出结果，通过模拟量输出模块，转换成标准信号控制变频器的频率和调节阀的开度。对PG罐液位的控制是通过检测丙二醇系统压力，决定是否打开放空阀和是否进行补水。

2.对蒸发冷系统的控制。蒸发冷系统流程如下图：

蒸发冷系统包括3组蒸发冷凝器，每组包括两台风机和一台循环水泵。蒸发冷系统有自动和手动两种工作方式，手动方式下，可以手动分别起停每一台风机和水泵。自动方式下，根据冷凝压力的大小，按设定的顺序开启一定数量的风机和水泵。

3.五台压缩机的协调工作。五台压缩机组既能够独立运行，也能够根据负荷情况自动投入运行和退出，这种情况下，压缩机组的投入和退出是由系统PLC决定的。系统PLC通过通讯获得每台压缩机组的工作状况，再根据负荷情况决定哪一台压缩机组投入或退出。

4.故障处理。通过数字量输入模块或通讯，采集系统内所有设备的故障状态，并根据故障等级，进行报警提示和停止相关设备等处理。通过通讯，把所有故障情况上传监控计算机。

6.
本系统采用工业以太网实现上位机与控制层MicroPLC的通信，使数据采集效率更高，当然，Twido PLC家族增加了一个新成员－内置以太网功能的TWDLCAE40DRF，也可以使用该Twido PLC来tigao效率，这样可以大大降低成本。