6ES7223-1PM22-0XA8库存充足
2．2输入侧结构
输入侧由移相变压器给每个单元供电，每个功率单元都承受电机电流，1/8的相电压、1/24的输出功率。24个单元在变压器上都有自己独立的三相输入绕组。功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘。二次绕组采用延边三角形接法，目的是实现多重化，降低输入电流的谐波成分。24个二次绕组分成三相位组，互差20°，构成18脉冲整流方式；这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1，输入电流谐波成分低。实测输入电流总谐波成分小于5%。由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。
2．3控制器
控制器核心由高速16位单片机和工控PC机协同运算来实现，精心设计的算法可以保证电机达到优的运行性能。工控PC提供友好的全中文bbbbbbS监控和操作界面，可以实现远程监控和网络化控制。控制器用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操作信号和状态信号的协调，增强了系统的灵活性。
控制器及各控制单元板中采用8位单片机等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。还有一个CPU，也是8位单片机,负责管理LED显示屏和键盘。
控制器与功率单元之间采用多通道光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，具有很好的抗电磁干扰性能，并且各个功率单元的控制电源采用一个独立于高压系统的统一控制器，方便调试、维修、现场培训，增强了系统的可靠性。
2．4控制电源
控制器有一套独立于高压电源的供电体系，在不加高压的情况下，设备各点的波形与加高压情况基本相似，给整机可靠性、调试、培训带来了很大方便。
图3独立控制电源系统
3、现场情况和节能效果统计
针对现场存在的问题，系统优化改造主要需解决两方面的问题：，在满足系统配注水量的基础上尽可能减少排量损失；第二，在满足注水压力的前提下尽可能减少泵管压差，即减少压力损失。系统优化拟从动能和势能两方面入手，尽可能降低能耗、tigao系统效率。
3.1现场的系统构成
图4现场系统构成
系统闭环控制过程如下：由智能传感器对各运行注水泵进行实时数据监控和处理，即采集和传输注水泵、站的运行参数，如：泵的排量Q单、电机电流I、泵进、出口压力P泵，注水站出口干压P干、总排量Q总、平均单耗等，并将这些控制参数（Q单、I、P泵，P干、Q总、）与其期望值及泵本身的特性曲线进行对比和优化计算。其中，注水站干压和总liuliang是系统所需监测和控制的两个主要参数。本系统中，一方面在泵出口管线上安装一只高可靠性压力传感器，将实测的压力信号与系统的配注压力（期望值）相比，并将其差值送往过程参数调节器（PID）进行比例和积分运算，后将输出结果送给可编程控制器（PLC）；另一方面在泵入口管线上安装一只liuliang计，用于监测系统实际总liuliang，将该值与系统配注量的差值再进行一次PID整定，后将输出结果送给PLC。PLC根据所接收的两个PID整定信号，利用模糊推理的方法，在满足系统干压的前提下，系统及时自动调整高压变频器的输出频率从而控制变频泵的转速。由离心泵原理知，泵转速的变化可引起相应的排量变化，通过频率的变化以达到期望的排量值。通过上述闭环控制，使系统的实际压力和排量与系统的配注压力和配注量相接近。系统设计为闭环控制系统，liuliang和压力为系统的两个主要参数，将系统实测的liuliang和压力信号与地质要求的liuliang和压力（期望值）进行双PID调节；通过模糊推理的方法自动寻优控制，根据推理结果，系统及时自动调整高压变频器的输出，并自动计算出变频器的佳运行频率。
3.2节电效果分析
3.2.1由功率和转速的立方成比例：
p1/p2μ(n1/n2)3（其中，n为机泵转速，p为输出功率）
可知，泵的功率变化与转速的三次方成正比，也就是说，当泵的转速下降1个单位，则泵的功率将以该单位的三次方的关系下降。而变频调速正式通过变频器改变电源的频率来控制泵的转速，这充分说明变频调速是节能的好方法。
采用开放式体系结构设计，充分利用工业PC的现有资源。使用维护非常便捷，方便用户二次开发和集成
华中“世纪星”HNC-21/22五轴联动系列数控系统以其质量好、，新产品开发周期短，系统维护方便，配套能力强，开放性好和便于用户二次开发、集成等多种因素，现已派生出了10多种系列30多个特种数控系统产品，广泛用于加工中心、车铣复合机床等数控设备。
华中“世纪星”HNC-21/22五轴联动系列数控系统采用工业微机（IPC）作为硬件平台的开放式体系结构的创新技术路线，充分利用PC软、硬件的丰富资源，通过软件技术的创新，实现数控技术的突破，通过工业PC的先进技术和低成本保证数控系统的高性价比和可靠性。并充分利用通用微机已有的软硬件资源和分享计算机领域的新成果，如大容量存储器、高分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通信等技术，使数控系统可以伴随PC技术的发展而发展，从而长期保持技术上的优势。
华中世纪星HNC-21/22可控制6个进给轴和一个主轴，大联动轴数为6轴，可与数控车、车削中心、数控铣、加工中心、数控专机、车铣复合机床等机床配套。
HNC -21/22系列数控系统采用先进的开放式体系结构, 内置高性能32位嵌入式工业PC,配置8.4"/10.4"高亮度TFT彩色液晶显示屏和通用工程面板,集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式 PLC接口于一体。支持硬盘、电子盘等程序存储方式，以及软驱、DNC、以太网等程序交换功能，极大地方便用户进行程序输入。独创的SDI曲面插补功能，经济地实现高效、高质量曲面加工。提供二次开发接口，可按用户要求定制控制系统的功能，适合专用机床控制系统的开发。支持在线帮助、蓝图编程及后台编辑。
近几年来，我国中、小型可编程控制的应用推广工作已取得较大成效。大型PLC的应用已有了良好的开端，其中包括国外引进设备应用的PLC，从国外引进的PLC的应用开发以及PLC的国产化等，目前应用较多的除一部分国产PLC外，主要有西门子公司的SI—MATIC一S5系列、日本东芝的EX系列、三菱公司的FX系列、美国歌德公司的M系列和美国通用电气公司的PLC等。
1D-U3701钻、扩孔组合机床技术特性
本机床为单面立式双工位移动工作台钻、扩孔组合机床，由底座、床身立柱、夹具、移动工作台、动力头、主轴箱等主要部件组成，夹具为液压夹具，通过更换定位元件，可装夹三种不同规格的零件。本机床用于“梁室端盖”，“前盖组件”及“后盖组件”的钻、扩孔工序。本机床单件加工工时为4min。
机床的自动工作循环由电气控制、液压驱动来实现，机床有独立的电气柜及液压站。本机床有两种工作状态即调整和自动，在按钮台上设有预选开关，开关置于调整位置，操纵各按钮进行单元动作调整;开关置于自动位置，按启动按钮，油泵工作，机床进入自动工作循环过程。机床动作循环如图1所示。
D—U3701组合机床主要是以继电器、接触器为主要元件的顺序控制器，是利用硬布线逻辑来实现各种控制，需用大量的机械触点，可靠性较差。由于机械触点和线圈的损坏，需经常更换继电器元件，机床的故障率较高，严重影响了正常生产，并给维护人员造成了许多麻烦，更降低了生产效率。采用先进的工业用可编程序控制器来改造本组合机床。
2 系统设计
通过分析组合机床的技术特性及加工循环工艺要求，以及内部器件排列布局、PLC的特性及改造的周期和简繁程度等因素综合考虑，初步确定仅对本组合机床的控制部分用可编程控制器进行改造。本组合机床的油泵、主轴和冷却主回路部分不改动，仍用它原来的部分，因为油泵、主轴及冷却这三个元件的硬布线较少，故只改动它的控制部分。
2.1 可编程序控制器选型
根据D—U3710组合机床动作循环图、技术特性，确定采用东芝EX系列可编程控制器。东芝EX系列可编程控制器与其他类型的可编程控制器相比，体积小，耗电量小，装置时间短，耐大电流冲击，可靠性极高，尤其是采用与众不同的图形液晶读/写程序编写器，可以在其显示器上监视程序的编排、修改，一目了然，非常直观。
通过系统分析，D—U3701组合机床的输入点为24个、输出点为19个，选用东芝EX系列可编程控制器的基本单元EX-40H+扩展单元EX20来完成。EX-40H+ EX20的输入点为36个、输出点24个，大于系统所确定的VO点数，为此使用EX-40H+ EX20是可行的。
2.2 VO地址分配及硬件接线
在确定系统所需的VO点数后，还需确定输入量、输出量的元件号，输入/输出继电器的元件号与它们对应的VO信号所接的端子编号是一致的，做好这一步就为绘制硬件接线图做好了准备。在此过程中应列一张地址分配表，标明各信号的名称、代号和分配的元件号。如果需要还应列出信号的有效状态，是上升沿有效还是下降沿有效，是高电平有效还是低电平有效等；对于开关量输入信号还应列出是常开触点还是常闭触点，触点在什么条件下接通或断开。为输入量、输出量分配好元件号后，下一步就可设计出可编程序控制器的硬件接线图以及其他电气部分的原理图、接线图和安装图。通过对组合机床的工艺、动作循环、接点数量和作用等分析，确定的输入、输出地址分配如表1所示。
引言
拉丝机是金属线材生产的重要设备，主要是将金属线材拉拔成各种规格的细丝。从产品规格上可分为：大拉机、中拉机、小拉机以及细微拉。从机械结构上可分为：滑轮式、活套式、水箱式和直进式。在电线电缆行业，双变频细微拉应用十分广泛。其要求的控制性能也较低，而对大部分钢丝生产企业，针对材料特性，其精度要求和拉拔稳定度高，使用直进式拉丝机较多。特别是焊材生产企业，气体保护焊丝、埋弧焊丝、铝焊丝、氩弧焊丝、不锈钢焊丝、高强度焊丝以及先进的药芯焊丝，其对拉丝机的电气控制要求很高。变频器作为主要的电气控制部分，它的性能，特别是张力控制的精度直接影响到产品的质量和产量。
深圳正弦电气作为一家的变频器制造商，所生产的拉丝机专用变频器，以其卓越的性能赢得了电线电缆企业和焊丝生产企业的认可和好评。
直进式拉丝机实物
一、拉丝机工作原理
直进式拉丝机是有多个拉拔头组成的小型的连续生产设备，通过逐级拉拔，可以一次性地把钢丝冷拉到所需的规格，工作效率比较高。由于通过每一级的拉拔后，钢丝的线径发生了变化，每个拉拔头工作线速度也应有变化。
根据拉模配置的不同，各个拉拔头的拉拔速度也要变化。拉拔速度的基准是每个时刻通过拉模的钢丝的秒liuliang体积不变，以下公式成立：
πR2×V1=πr2×V2
其中R：进线钢丝的直径
r：出线钢丝的直径
V1：进线钢丝的线速度
V2：出线钢丝的线速度
直进式拉丝机的各个拉拔头的工作速度就是基于以上的公式，保证各个拉拔头同步运行。以上的说明是基于理想状态的稳态工作过程，由于机械传动的误差以及机械传动的间隙，还有在起动、加速、减速、停止等动态的工作过程中，各个拉拔头就无法保持同步，我们在直进式拉丝机上采用了位移传感器（如图1所示），动态测量各个拉拔头间的钢丝的张力，再把张力转换成标准信号(0/4~20mA或0~10V)，用这个标准信号反馈给调速变频器，变频器用这个信号作闭环PID过程控制，在主速度上叠加上PID计算的调整量，保持各个张力检测点的张力恒定，也就保证了直进式拉丝机工作在同步恒张力的工作状态。
二、系统介绍
该套设备的作用是对药芯焊丝的二次精拉。药芯焊丝是用钢带卷曲为空心的钢丝，卷曲的过程中，将特制的药粉填充空心处，经过拉拔后形成2.80mm左右的一次成品。再经过二次拉拔形成1.20mm左右的成品（依需求而定）。我们调试的时候模具的配
模具配比表
根据客户要求，我们设计了11联直进式拉丝机，该系统采用深圳正弦电气新一代产品——完全电流矢量张力控制专用变频器SINE309和拉丝机拉丝专用变频器SINE311，系统配置如下图1所示，人机界面+PLC+正弦变频器。
直进式拉丝机工作原理图
1、人机界面：
良好的人机接口，使操作简洁方便，各种参数一目了然。
我们在界面上设计了多种功能功能——系统启动、停车、跳卷、线速度设定、收卷点动、断线保护有效、防护罩有效等，方便操作人员对设备进行操作和监控。
2、PLC：
PLC在整个系统中起着重要的作用——①得到人机的启动信号后，PLC输出使变频器RUN与COM端子闭合，变频器运行。②根据触摸屏上设定的线速度，PLC的D/A模块输出0~10V的主速度信号，并按照30秒的加减速线性变化，如下图所示
PLC模拟量信号线性变化关系
③低速穿线时，需要前联动、正转点动、反转点动和后联动。
前联动：我们以放线工字轮为前，假如我们在4#塔轮处脚踏前联动开关，应该是1#~4#机联动，即PLC使1#~4#变频器走点动频率，以此类推。
正转点动：当某台塔轮上线材松动时，需要单独点动该台，其他塔轮不动作。
反转点动：极少用到可以不设计。
后联动：仍以放线工字轮为参照——前，假如我们在4#塔轮处脚踏后联动开关，应该是4#~11#机联动。
3、变频器
如图1所示，机台上有11个塔轮，其中1#~10#采用正弦SINE309拉丝机张力控制专用变频器，分别对应位移传感器。位移传感器反馈给变频器4~20mA的电流信号，变频器以此保证线材的恒张力。11#采用正弦SINE311拉丝机拉丝专用变频器，没有张力机构。12#同样采用正弦SINE309变频器控制收线轮，与1#~10#不同的是，收线工字轮的卷径在不断的变化，还要保持线材恒张力，以免张力过大断线或太松乱线。
在前面提到，我们拉拔的是药芯焊丝，其材质较实心钢丝柔软很多。06年我们给客户安装的6套八联和3套七联直进式拉丝机，加工的都是高碳钢丝或不锈钢丝，材质坚硬，在调试过程中汽缸摆臂有较大晃动，也可能不会断线。药芯焊丝的硬度大约只有高碳钢或不锈钢丝的一半，在生产过程中就要求张力控制得很好，即汽缸摆臂几乎不晃动，才能保证生产的高效。也就是要求变频器有很好的张力控制能力。
三、正弦变频器特点
●正弦变频器采用磁场定向电流闭环矢量控制，电机变量完全解耦。
●采用美国TI公司新款高性能32bit电机控制专用DSP，高速、准确完成复杂的控制算法，国内首家产品化应用。
●调速精度：Hz
●调速范围：~600.00Hz
●冲击负载：180%电机额定转速，2秒内部跳脱。
●低频转矩：0.00Hz，150%额定转矩输出。180%额定转矩加速和减速。
SINE309系列拉丝机张力控制专用变频器
1、型拉丝机收卷专用变频器,不用设定变频器参数，出厂值即佳参数，只需要按说明书正确接线，就可以开机正常工作；
2、所有动态参数：卷径、传动比、线径，空盘、半盘、满盘，低速、中速、高速，张力、断线全部由变频器内部自动处理；
3、不需要PID板，只需要外接操作开关、少量中间继电器、指示灯和显示仪表；
4、系统更简洁、成本更低、维护更方便，控制效果更佳，设备运行更稳定；
5、张力平衡杆或位移传感器在下限位、中间位或上限位，都可开机运行。自动跟踪拉丝线速度，张力平衡杆或位移传感器基本维持在中点位置；
6、变频器与电机同功率配匹使用，不需要放大变频器的容量；
7、适用于双变频、多变频拉丝或收卷的张力控制应用场合，更换拉丝模具或机台数时不需要调整任何参数。
SINE311系列拉丝机拉丝专用变频器
1、傻瓜型拉丝机拉丝专用变频器,不用设定变频器参数，出厂值即佳参数，只需要按说明书正确接线，就可以开机正常工作。低速穿模、高速拉丝相互独立；
2、无转速死区，低速1Hz额定转矩平稳输出，穿模、试机没有材料损耗；
3、根据拉丝线材实际负载变化，自动调节输出频率，维持线速度恒定；
4、不分材质，可拉钢丝、铁丝、铜丝、铝丝及其它材料；
5、变频器与电机同功率匹配使用，不需要放大变频器的容量。
四、安装调试
（一）、1#~10#SINE309参数设置
说明：
1、F0.02=2无PG矢量控制0——无PG开环矢量控制
电动机的转速信息只是实时估算，而不进行反馈控制，电流全程实时闭环控制，，0.50Hz输出达150%的额定力矩，自动跟踪负载的变化并自动限定输出电流，使其不超过允许的大电流值。负载突变、快速加减速，变频器也不发生故障，实现通用变频器配置的高性能、高可靠性。
2、F0.08=002过程PID输入方式——PID调节器有效
3、F7.08=10PID调节器输出+前馈输出
即K1*VS+K2*UPID。其中K1为F7.12前馈输入增益GFK，K2为F7.13PID输出增益，VS为主速度信号，由PLC的D/A模块提供，UPID为PID的调节信号。此方式特别适合张力闭环PID控制，取消外部PID控制器。K1随收线卷卷径自动调节，直至收放设备的佳实时传动比。
4、FB.00=100~前馈增益上限
如上所说，K1随收线卷卷径自动调节，直至收放设备的佳实时传动比。达到佳状态时K1的值确定后，可以将此参数十位改为0前馈增益不变化。
（二）、调试
1、变送器模式：位移传感器感应面接近金属时，反馈的模拟量信号就越弱，便越强。调试时，要根据凸轮曲面与传感器感应面的变化规律，选择变送器模式。
例如本案例中，当汽缸摆臂在下限位时，凸轮曲面与传感器感应面离得近，即反馈到变频器的信号弱约0.05V，此时说明1#机转快了，应该放慢速度，这样PID就是反作用。则为正作用。
2、由于机台比较大，所有11台11KW电机等都与机台直接接触，高速生产过程中，难免有震动。再加上生产过程中由于线材原因难免断线，汽缸摆臂的碰撞可能会使凸轮松动或传感器位置偏移，除了安装时将其紧固外，过一段时间要检查一下传感器反馈给变频器的信号是否在0~10V内，好不要存在死区或死去范围不能太大。否则直接影响变频器对线材张力做出正确判断。具体方法如下：
将凸轮和传感器紧固后，用手均匀推动汽缸摆臂，使其在上下限位置平滑移动，观察SINE309变频器监视功能代码C25——PID运算反馈，看其是否在0.000~10.000内成线性变化，不能有跳跃或死区。
3、张力机的调试
所谓张力机就是成品收卷部分，由于客户以前的老设备都采用的是力矩电机、直流电机或磁粉离合器收卷，习惯上把这部分叫做张力机。客户曾经试过采用变频收卷，但效果都不很满意。当得知我们采用变频收线时，客户还有些担心，但调试结果使客户使客户很满意。
12#收卷变频器同样采用正弦SINE309变频器，唯一不同的是，1#~10#变频器塔轮上的卷径没有变化，而12#则所生产的进行，工字轮卷径不断增大。SINE309变频器通过实时卷径自动计算，调节转速，保持线速度一定。PID自动调节使张力轮始终处在中间位置，保持恒张力。
张力机构采用张力轮的形式，如图所示
4、PID闭环控制的参数调整
设定变频器的过程PID闭环控制方式有效，通过反馈信号观测系统的输出，根据输出波形调整PID控制器的参数，一般采用如下的规律调节：
●在输出不振荡时，增大比例增益GP
●在输出不振荡时，减小积分时间常数GTi
●在输出不振荡时，增大微分时间常数GTd
实际调节时，可按如下步骤调整PID参数：
抑制输出超调：缩短微分时间常数Td，延长积分时间常数Ti。如图所示。
抑制输出周期振荡：减小微分时间常数Td或使其为0，减小比例增益P。如图所示。
五、
山东某厂从06年至今已经先后使用正弦变频器配套3套6联滑轮式、9套8联直进式拉丝机和1套11联直进式拉丝机，使用一年多，生产效率大幅tigao，且故障率低，维护方便，客户非常满意。