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3.4PLC输出信号控制
(1)主离合器、慢车离合器及找纬离合器控制
主离合器控制电路如图4所示。当PLC输出010CH上的01000点输出低电平时，光耦导通，输出高电平，加到三极管8050的基极，使8050导通，其射极输出高电平，经过隔离二极管4007加至场效应管IRF640的栅极，使场效应管IRF640导通，主离合器线圈得电。当01000点输出为高电平时，光耦输出低电平，导致三极管8050截止、场效应管IRF640截止，主离合器释放。在光耦和8050的一端，直流12V电压为光耦、8050和场效应管IRF640提供工作电压，10kΩ的电阻为释放电阻，为场效应管IRF640栅极放电所用。为防止由于突然关断电源时离合器线圈负载两端出现的瞬间高压损坏场效应管IRF640，在场效应管IRF640的两侧加上120V的压敏电阻进行过压保护。在场效应管的两端又并联一阻容吸收电路(82Ω/2W电阻与0.1μf/1600V电容串联)，吸收由于电路突然关断而出现的负载反峰电压。
(2) 选色电磁铁控制
利用晶体管扩展模块输出01200～01205六点控制剑杆织机上的6个选色电磁铁，当PLC输出01200～01205中出现低电平时，对应图5中的光耦电路导通，光耦输出高电平，使三极管8050及1kΩ电阻所组成的射极跟随器导通，它的导通给三极管2383的基极一个正输入信号，使得加在+24V上的选色电磁铁线圈得电，该电磁铁动作，以选择该色纬纱。在2383三极管的两端同样加上120V的压敏电阻进行过压保护。织机上6个选色钩针就是由这6个电磁铁来一一控制。PLC通过扩展模块的输出点实现了对选色电磁铁的控制，借助PLC和人机界面的通讯，在人机界面上可以根据工艺需要方便进行品种选色设定。
(3) 报警电路控制
报警灯显示故障如下:
红灯亮:断经自停，修复后，红灯熄灭;
黄灯亮:断纬自停;
绿灯亮:手停或手轮保护动作或油压低;
白灯亮:招呼机修人员等;
灯闪烁:制动角过大，红灯信号闪亮;
找纬未完成，黄灯信号闪亮;
编码器故障或慢车接近开关故障或找纬接近开关故障或慢车离合器故障时，白灯闪亮。
报警电路如图6所示。PLC故障输出01100为低电平时，光耦导通，输出高电平，给三极管8050的基极施加正电压信号，使得8050及1kΩ电阻所组成的射极跟随器导通，进而使三极管2383导通，2383提供的集电极电流促使接在+24V上的绿灯点亮，同理当PLC的01101、01102点分别输出低电平时，黄灯、绿灯变亮。01103直接用来控制白灯，当织机维修开关打开时，白色信号灯亮，且封锁一切输入输出，低压制动也没有。而当织机正常工作的时候，01100~01103都为高电平，四个灯都不亮。一旦织机出现某种故障时，所对应的故障显示灯将会立即变亮。
通过把PLC相应的故障输出信号与各自的报警电路连接，保证在出现不同故障情况下，报警灯的可靠报警，并且在人机界面上显示文字报警。
一． 使用设备
1. 使用2台GSM的modem，型号是BM2403A。其规格参数如下
2. 2张中国移动的手机SIM卡（需开通WAP和数据传真服务）
◆MODEM产品特征
为数据、传真、短消息和语音传输而设计的GSM/GPRS MODEM
执行ETSI GSM Phase 2+的标准
类别4（2W @ 900MHz）
类别1（1W @ 1800/1900MHz）
活动SIM插槽
3V-5V SIM
◆MODEM输出功率
2W-类别4，for GSM 900
1W-类别5，for GSM 1800
输入电压：5V-32V
输入电流：空闲<10mA，话音传输200mA for GSM 900 @ 12V
空闲<4.8mA，话音传输100mA for GSM 1800 @ 12V
温度：-20℃ - +55℃工作
-25℃ - +70℃存储
外部尺寸：98×54×25 mm
重量：130g
◆MODEM附加服务
呼叫转移
多方通话
呼叫限制
电话簿
固定号码呼叫
呼叫等待或保持
呼叫线路认证
记费
红外线SIM数据传输
回声取消
SIM 工具包
SIM 锁
USSD
◆ MODEM基本特征
通话或紧急呼叫
高速率，升级高速率和半速率
双音多频功能（DTMF）
A5/1&A5/5加密算法
SMS：MT/MO/CB/PDU模式
◆MODEM数据特征
数据线路异步传输和同步可达14,400 bits/s
波特率从300到115,200 bits/s
自动从2,400到19,200 bits/s
自动传真group3（class 1&2）
通话和传真转换 GPRS WAP
◆MODEM接口
RS-232和声音通过15pin接口连接(RS-232针脚定义 2-Tx 3-Rx 5-Gnd)
电源通过4pin接都相连
SMA天线接口
活动SIM插槽
通过AT指令控制
3. 使用1台OMRON的C200HE-CPU42 PLC（带标准RS232通讯口）.
4. 接线
计算机与MODEM的线是自带的，PLC与MODEM的接线如下
5. 系统图如下
二．试验步骤
1.PLC向用户手机进行呼叫，即发送短信息给管理者的手机，用于PLC处理时自动发送报警信息给用户。不管用户在什么地方，只要手机在中国移动通讯的网络覆盖范围之内，就一定收到PLC的报警信息，从而做出相应的处理对策。
2. PLC设置
DM6645:1001（使用无协议方式发送AT指令）
DM6646:0803（与MODEM设为相同的波特率1，8，1, N）
梯形图程序如下
使用无协议方式发送AT指令给GSM MODEM,从而实现MODEM将你设定好的信息以短信的方式发送给用户手机。
前面的执行条件10.00可以是一个报警的启动条件，一旦程序触发，则将对应PLC内存中的报警内容以短信的方式发送给用户方。
发送内容为：
AT+CMGS=””
发送报警内容是：OK
将以上发送ASCII内容全部转为16进制,存放在PLC的DM100中，列表如下
则用户方手机收到短信息
OK (模拟报警信息)
WROM:XRQBGJSNBOHMKHJYFMYXOEAIJJPHSCRTNHGSWZIDREXCAXZOWCONEUQZAAFXISHJE
9:11 12/4/03 (故障时间 月/日/年)
3.经过多次试验，PLC都可以通过内部的程序控制，将报警信息以短信的方式传送给管理人员的手机中。由于GSM手机现在已非常普及，其可适用场合非常多，使用的前景也非常广阔。
用户基本数据:本客户从事钢联线机生产及生产相关机械设备的制造,现正规划三期生产厂房,前两期主要设备皆仰赖进口,新厂房政策指示以自制为原则且改量现行设备,得利于上海津信扎实的技术基础及迅速的售后服务能力,机械和电气设计人员以丹佛斯产品纳入整体规划考虑,此客户具成长空间,值得投入。
机械设备说明:
原机械设备:放卷部份由马达搭配减速机,依据减速机的速比,限制放卷速度,收卷部份使用磁粉离合器控制.
控制缺失:
(1) 减速机速比固定,放卷速度无法依据生产需求调适
(2) 放卷线速度会随着放卷轮的直径的变化而变化
(3) 收卷轮控制jingque度不足
(4) 整体系统价格昂贵
真实应用图
改善后方案:
放卷轮: 采取速度死循环控制模式,PLC 可依线速度及放卷轮的速度来计算出当下的放卷轮直径,PLC可根据此直径的大小给定不同的速度命令,来完成系统运行时之线速度不变
收卷轮: 采取转矩控制速度反馈死循环模式,相同的, PLC 可依线速度及收卷轮的速度来计算出当下的收卷轮直径,PLC可根据此直径的大小给定不同的转矩命令,来完成系统运行时之线张力不变
系统操作示意图
丹佛斯变频器对于此应用的特点:
(1) 使用人员只需使用单一型号之变频器(FC 300系列)可完成精密速度控制及转矩控制.
(2) 丹佛斯通信协议(RS -485 Protocol)较其它厂牌明显简易许多,以此应用为例,就是使用通讯的方式给定,舍弃仿真量(模拟信号)方式.大大增加控制精度,通信Baudrate 达到115,200,通信延迟小,改善系统响应速度.
(3) 全中文化(简/繁体)操作界面,让现场操作人员易于使用
(4) 标准内建Encoder feedback 接口,不需使用外部附件
(5) 丹佛斯变频器采静态马达调适,对于机械系统已定型的设备,可免去负载拆装的麻烦
的技术分析:中心卷曲在各行各业中广泛被使用,诸如纺织、塑化、金属成品…等,丹佛斯公司针对于此,有各种不同的解决方案,说明如下:
(1) 变频器转矩控制
优点: 控制简易
价格便宜
缺点:
1. 开环转矩控制偏差量达20%,死循环转矩控制高亦只能达成5%偏差量
2. 固定的转矩给定,张力会随着滚轮直径大小变化
3. 无法得知系统张力
4. 要维持定张力,必须使用外部控制器计算直径送出转矩命令(参考值)
(2)变频器Process 控制
优点: 控制简易
价格便宜
缺点:
1. 加减速状态下,张力偏差大
2. 无法使用于半径变化过大或的应用场合,且应用时线速度受限
3. PID 补偿限制,张力控制稳定度不高
(3)变频器使用Winder option Card
此解决方案与变频器Process控制不同之处在于增加了线速度的侦测,可大幅改善加/减速的性能,由于变频器无法得知滚轮的直径进行补偿,滚轮的直径变化量在应用上必须要考虑,目前市面上会使用控制器如PLC计算出滚轮直径,给予变频器前馈补偿,进行更jingque的控制
(5) 变频器使用SyncPos Option Card
优点:
1. 无需外加任何控制器即可完成性能优异的中心卷曲应用
2. 马达控制为死循环路控制系统,在极低速下可保持全扭力输出且无马达速度脉动的问题
3. 内建多重Taper 设计符合大多数应用的需求
4. 程序已标准化,应用只需调整参数设定
缺点: 需使用两个Encoder加上Syncpos 卡,系统成本较高
一般对变频器供货商而言,市场上通常会以能否提供中心卷曲应用的能力来考虑整体的技术指标,Danfoss对于此应用提供多种不同程度得解决方案,对于业务的进展及整体形象阶有极其正面的帮助