6ES7211-0BA23-0XB0型号齐全
1. 引言
印花工序是将染料或颜料配置成色桨(染料＋糊料＋化学药剂)，在织物上按预先设定的花样图案上染，并进行织物烘燥，使其获得各色花纹图案的过程，常用印花设备有辊筒印花机、平网印花机和圆网印花机等。
平网印花机由进布装置、对中装置、印花单元、水洗装置、导带驱动装置、机身tisheng装置、烘干机等组成，印花织物由进布装置粘贴在沿经向循环运行的印花导带上，经对中装置导入印花单元；印花时，导带静止，印花装置的筛网下降，刮印器刮印，刮印完毕，筛网tisheng，织物随导带向前移动一个花回(筛网中花纹的长度)，进入下一个印花单元；印花结束后，由水洗装置清洗导带，印好的织物由导带送入烘干机烘干后，以叠布方式导出落入布车。根据工艺和用户需求，每台平网印花联合机一般配有10～16套印花单元，印花台板的长度达20m以上。
双伺服传动平网印花机通过采用两套伺服系统分别传动印花导带的前后两个传动辊，在保证工艺要求的对花精度(0.1mm)基础上，大幅度tigao了导带速度(高60m/min)，从而tigao了印花效率；印花单元的传动系统采用变频器控制的交流电机驱动，经减速后驱动刮印器往复运动，其刮印速度、往返次数、以及刮印距离等均可调节，以满足工艺要求；印花单元相对于导带的间歇运动，需要及时完成筛网下降、刮印、筛网上升动作，以大地tigao印花速度；贴布辊和烘房导带为连续工作方式，相对于间歇运动的印花导带，三者之间必须保持同步。
2. 控制系统方案
双伺服传动平网印花机控制系统采用施耐德电气公司的中型PLC－Premium为控制核心，通过TSXCAY22伺服控制模板控制Lexium伺服系统(驱动器和交流伺服电机)实现印花导带前后两个传动辊的同步运行和定位控制；通过模拟量输出信号控制TwinLine伺服系统实现对中装置的精密控制；每套印花单元采用Twido系列PLC、ATV31系列变频器以及TSX08HMI文本图形显示器控制，Twido PLC与Premium PLC通过Modbus总线连接，整个系统采用10.4” MagelisXBT-G 彩色TFT触摸屏(XBT G5330)进行参数设定、显示等操作和系统监控。
3. 控制系统说明
Lexium伺服系统是施耐德电气公司推出的全数字伺服环控制解决方案，驱动器功率范围为1.5～75A，内置EMC滤波器和制动电阻，具有高闭环响应特性(转矩控制： 62.5us、速度/位置位置控制： 250us)，允许208～480VAC宽电压输入，具有Unibbbb Commissioning软件自动配置闭环参数和负载示波器仿真等功能；伺服电机为高转矩、高惯量交流无刷电机，转矩范围：0.4～100Nm，具有IP65/67防护等级，内置解码器(可选SERCOS码盘)，可选制动器。
TSX CAY 22 是Premium PLC2个独立轴(无限轴)位置控制伺服模板，是为满足机器制造中对兼具高性能运动控制和顺序控制要求而设计的，内置主/从功能、自动纠偏(AutoOffset) 、集成闭环控制器(阻止停车过位)等功能，反馈信号为250 kHz 增量式码盘/1M Hz 式码盘(SSI协议)。通过PL7 Pro编程软件中的特定配置和调试窗口以及SMOVE运动控制命令，可以方便地实现预定的运动控制功能。
4. 同步控制方案
同步控制原理如下图所示：
5. Lexium伺服系统与Twin Line伺服系统的定位
PLC（可编程逻辑控制器）由于其可靠性高、功能强、可扩展性好等特点，而被广泛应用于油气田各类生产监控系统中。在海上天然气平台的生产过程中，被处理介质往往是高温高压、易燃易爆的气体或液体，故生产安全性问题尤为突出。在这种情况下，须将控制生产处理流程的生产控制系统与专职实现保护功能的设施保护系统分开设计与安装。这样，就确保了当生产控制系统出现掉电、系统失控等故障时，设施保护系统仍能将泵、压缩机、压力容器等生产设备切换到安全状态，从而实现生产设施的安全保护。
2系统结构
由于设施保护系统运行在现场，各种电磁干扰大，工作环境恶劣，选用抗干扰能力强的PLC作为系统控制主体。系统由主从处理器、远程I/O以及人机界面等构成。系统框图如图1所示。
由于I/O点数较多、数据处理量大，故在美国A-B公司的PLC5系列处理器中选用处理容量较大的PLC5/40处理挨。考虑到设施保护系统本身负责生产处理设备的安全保护功能，其自身可靠性非常重要，将处理器部分设计为冗余配置。两台处理通过DH+通信同步工作，但只有主处理器从远程I/O中读写数据。当主处理器发生故障时，从处理器立即接管远程I/O，升级为主处理器。
远程I/O部分选用A-B公司的1771远程I/O适配器。该适配器通过A-B公司的DH+数据总线与主处理器通讯，并刷新各输入/输出模块的I/O点状态。与远程I/O相连的现场设备，不仅包括各类传感器、执行器，还包括一些分散在现场的本地控制器，例如仪表气空压缩机控制器、干气压透平压缩机控制器，均为PLC5系列可编程控制器。考虑到设施保护系统对通信的高可靠性与实时性的要求，这些现场本地控制器不采用串行方式与设施保护系统通信，而使用0/24V开关信号直接受设施保护系统的控制。
人机界面，则由美国费舍尔-罗斯蒙特（Fisher-Rosemount）公司的RS3集散控制系统完成。该集散控制系统既是设施保护系统的人机界面，又是控制处理流程的生产控制系统。出于安全性方面的考虑，生产控制系统不对设施保护系统进行任何控制，仅对设施保系统监视。
为了达到企业管理和生产自动化的紧密结合，系统报表功能由一台与企业局域网相连的报表服务器完成。该服务器定时从生产控制系统与设施保护系统中读取数据，并将数据存入数据库，再自动调用LotusNotes，将生产数据以电子邮件的形式投送到生产经理、生产监督等管理人员的电子信箱中。
3设施保护功能的实现
为了达到保护生产设备的目的，需要通过梯形图程序对设备参数进判断并产生相应的关停指令。关停指令共有四种级别，依次是：FireESD（Fire Emergency Shut Down，火警紧急关停）、ESD（Emergency ShutDown紧急关停）、PSD（Process Shut Down，处理流程关停）以及USD（Unit ShutDown，生产单元关停）。
FireESD指令级别高，由火灾报警盘报告火警信号产生。其动作是，关停生产平台的一切设备，启动海水消防泵与海水喷淋系统。ESD指令由一些表示严重生产事故的信号产生，例如，检测到天然气泄漏。其动作是，除应急发电机以外，关停其他一切设备。PSD指令由一些重要设备的非正常状态产生，例如压缩机喘震，仪表气压力低等。其动作是，关停3整个生产处理流程，但保持发电机、仪表气压缩机的运行。USD则是由局部非正常生产状态产生，例如PID控制回路大幅度震荡、分离器液位高等。其动作是，关停发生故障的生产设备。
整个设施保护系统的工作过程是：PLC处理器通过远程I/O对生产设备的压力、温度、liuliang、转速等状态进行判断。一旦检测到非正常工作情况，则立即将生产设备进行全部或局部关停，通过人机界面向操作员报警。
除了由传感器检测到的非正常生产状态可产生关停止指令以外，设施保护系统提供了手动按钮用以产生手动关停止指令。手动按钮散布在生产区各处，由操作人员根据具体事故情况决定是否发出关停指令。
设施保护系统还提供了旁通（Bypass）功能。当维修人员对传感器进行检测或维修时，为了防止设施保护系统产生误动作，需要在梯形图程序中设置旁通位，以便将被维护仪表产生的误关停信号进暂时屏蔽处理。
整个关停过程的程序流程图如图2所示。
4PLC的软件编程
A-BPLC 5/40处理器随机提供6200系列编程软件，但在实际编程中采用了Rockwell软件公司的Logic5软件对PLC进行编程。Logic5是基于bbbbbbs的应用程序，相对于6200编程软件具有直观、易用、功能强大的特点。该软件运行于PC机上，通过RS232串行口对PLC进行编程。由于程序复杂，故将程序分为若干个子程序进行编程。这些子程序块依次是，加电初始化模块、主从处理器同步模块、人机界面通信模块、模拟量高/低报警判断模块、FireESD/ESD/PSD/USD信号产生模块以及关停动作执行模块。经后来的系统调试实践证明，这种模块化的编程方式对安装调试提供了很大的方便，具体程序流程图如图3所示。
5人机界面功能的实现
人机界面由RS3 DCS与报表服务器组成。
由于RS3DCS提供了与PLC 5系列处理器通信的子模块，故人机界面与PLC 5处理器的通信设置相对较为简单。只需将RS3DCS的控制块设置为PLC BLOCK，并将PLC型号设置为AB PLC 5即可建立与PLC的通信。通信建立后，便可在RS3DCS的流程画面、历史曲线以及报警设置等组态画面中引用PLC处理中的变量。借助RS3DCS强大的组态功能，可方便地实现对设施保护系统状态的监视与跟踪。
RS3DCS提供了简单的报表功能，但相对生产管理信息系统的要求还有很大的距离。在RS3DCS原有报表功能上重新开发了报表生成系统。报表服务器的报表软件，采用VisualBasic进行编程。该程序共分为三部分，依次是，数据通信部分、数据库读写部分以及报表生成部分。程序使用串行口通信控件从RS3DCS中读取数据，并通过ODBC使用SQL语言对数据库进行读写操作，后再调用Lotus Notesbbbbbb生成电子邮件格式的报表，并通过局域网将报表传递到生产管理者的信箱中。
6结束语
该系统在应用实施后运行良好，并经多次突发性事故证明了已达到保护生产设备的要求，从而确保了安全生产，降低了生产成本。系统的报表系统自运行以来为企业的管理信息系统提供了大量的生产数据，达到了为操作与管理人员提供及时、可靠的数据的要求。
一、 基本说明：
1） 实验基本目的：
［科威新员工必须亲手做的实验］
［科威经销商必须掌握的实验］
［供第三方参考的实验］
［学习掌握PID指令的运用方法］
［学习模拟量控温编程的方法和技巧，学习PID各参数的改变对系统稳定状态带来的影响，了解闭环调节在实际中的应用］
2） 实验基本要求：
功能要求：用PLC内置的非线性函数，能准确的测量电炉内的温度；利用PID指令控制电炉加热时间的占空比，从而控制接触器给电炉加热，使电炉的温度达到某一设定值。
精度要求：K分度控制精度要求±3℃。
实验设备：电炉（8KW）、K分度热电偶、交流接触器（32A）、电脑（人机界面）、科威PLC（EC-08M08R-04N04B）、若干导线和工具。
二、 工作原理：
1） 原理框图：
实验原理接线图如图1.1。
2） 程序步骤结构图：
实验测温步骤结构图如图1.2。
温控全过程框图如图1.3所示。
三、 实验效果
1） 实验效果图
实验效果图如图1.4、图1.5。
在实验中，效果图中各设备之间的导线要严格按图1.1实验原理接线图接线，否则可能因高压引起不良后果；在确定接线无误后才能合上电源开关。
2） 实验数据记录
实验中，要求对实验数据进行记录，以便后期分析；在实验过程中，应确定需要记录的数据对象；一般在记录数据时并不需要从开始实验时记录，可以在次接触器合上的记录，次接触器合上一般在离温度设定值40℃—50℃时发生，这样既节省时间，又不影响实验效果。还要确定记录数据的时间段（此实验中为1min）;记录时可参照实验实时监控图图1.6。
四、 数据分析
1） 实验参数设定：
设定温度为K1500，PID控制参数的比例增益KP设为K2000，积分系数TI设为K200，微分增益KD设为K0，下限幅度OL设为K0，上限幅度OH设为K3000，上限报警参数SH为K20000。详情见表.1
表.1 参数设定
设定温度 KP TI KD SH OH OL
D300 D301 D302 D2007 D304 D306 D307
K1500 K2000 K5200 K0 K20000 K3000 K0
2） 实验数据
0→1500（150℃）
控时：54分钟
控制精度：K分度（过次高峰后开始记时）
实验数据如表.2。
表.2 实验部分数据表1
时间 实验数据 时间 实验数据 时间 实验数据
12:31 1495 12:49 1507 13:07 1505
12:32 1497 12:50 1507 13:08 1500
12:33 1500 12:51 1507 13:09 1502
12:34 1505 12:52 1505 13:10 1500
12:35 1500 12:53 1505 13:11 1500
12:36 1502 12:54 1505 13:12 1500
12:37 1502 12:55 1500 13:13 1500
12:38 1500 12:56 1500 13:14 1502
12:39 1497 12:57 1497 13:15 1502
12:40 1495 12:58 1500 13:16 1500
12:41 1500 12:59 1502 13:17 1500
12:42 1502 13:00 1505 13:18 1497
12:43 1510 13:01 1507 13:19 1497
12:44 1510 13:02 1512 13:20 1492
12:45 1515 13:03 1512 13:21 1497
12:46 1515 13:04 1507 13:22 1500
12:47 1512 13:05 1507 13:23 1502
12:48 1510 13:06 1507 13:24 1507
曲线图如图1.7
经过计算超调为：1.0%，控制精度为：±1.5℃，完全满足控制要求。
1500（150℃）→3040（304℃）
控时：60分钟
控制精度：K分度（150℃基础上继续升温）
实验数据如表.3。
表.3 实验部分数据表2
时间 实验数据 时间 实验数据 时间 实验数据
13:24 1507 13:44 3072 14:04 3043
13:25 1515 13:45 3050 14:05 3036
13:26 1552 13:46 3028 14:06 3036
13:27 1625 13:47 3028 14:07 3036
13:28 1735 13:48 3050 14:08 3048
13:29 1855 13:49 3074 14:09 3055
13:30 2000 13:50 3091 14:10 3055
13:31 2165 13:51 3098 14:11 3055
13:32 2293 13:52 3093 14:12 3050
13:33 2451 13:53 3081 14:13 3043
13:34 2611 13:54 3072 14:14 3031
13:35 2767 13:55 3057 14:15 3038
13:36 2920 13:56 3045 14:16 3040
13:37 3045 13:57 3038 14:17 3050
13:38 3128 13:58 3038 14:18 3067
13:39 3156 13:59 3040 14:19 3067
13:40 3158 14:00 3052 14:20 3064
13:41 3144 14:01 3055 14:21 3060
13:42 3122 14:02 3057 14:22 3055
13:43 3096 14:03 3050 14:23 3048
曲线如图1.8。
经过计算超调为：3.8 %，控制精度为：±2℃，完全满足控制要求。
五、 PID指令简介
1） 指令解说
上式T为梯形图时间继电器周期输出，在此引为采样及调节周期。
S1为设定的目标值，又称给定值
S2为实际测定值。
S3为PID控制参数的起始参数单元，控制参数占用S3后续的25个D数据寄存器。具体说明如下：
S3+0: TS 采样时间 设定为K1(1T)
S3+1: ACT.运算方向 一般设为 H0001；
设为H0000时为反PID运算。
S3+2: L 滤波系数 0-99% 0% 无滤波。 参考设定为K50
0000-99.00
S3+3: KP 比例増益 0-32767% 参考设定为K2000。
0000-327.67
S3+4: TI 积分时间 0-32767(•1T) 参考设定为K500。
S3+5: KD 微分増益 0-32767% 一般设定为K0。
0000-327.67
S3+6: TD 微分参数 0-32767(•1T) 设定为K0，无微分
S3+7: 偏差，浮点数表示，占两个字节：S7+7，S7+8。
E(K)=SV-PV (ACT.0=1)
E(K)=PV-SV (ACT.0=0)
S3+8:
S3+9: 偏差的一阶导数，浮点数表示。S3+9，S3+10
E(K)'=E(K)-E(K-1)
S3+10:
S3+11: 偏差的二阶导数，浮点数表示。S3+11，S3+12
E(K)''=E(K)'-E(K-1)'
S3+12:
S3+13: 本次滤波后的实测值，浮点数表示。S3+13，S3+14。
PVF(K)=PV(K)+L• [PVF(K-1)-PV(K)]
S3+14:
S3+15: PID的微分调整项，浮点数表示。S3+15，S3+16。
PID_D(K)=[TD•E(K)''+KD•TD•PID_D(K-1)]/(TS+KD•TD)
S3+16:
S3+17: PID的本次调整输出，浮点数表示。S3+17，S3+18
DMV(K)=DMV(K-1)小数部分+KP[E(K)'+TS•E(K)/TI+PID_D(K)]
S3+18:
S3+19: PID控制的输出值，取值范围：0-32767。
MV（K）=MV（K-1）+INT（DMV）
S3+20: SH 上限报警 设定为K20000
S3+21: SL 下限报警 设定为K20
S3+22: OH 上限幅值 设定为K10000
S3+23: OL 下限幅值 设定为K20
S3+24: ALM.0 SH上限报警时ON
ALM.1 SL下限报警时ON
ALM.2 OH上限输出时ON
ALM.3 OL下限输出时ON
2） PID运算式
1. PVF(K)=PV(K)+L•[PV(K-1)-PV(K)]
E(K)=SV(K)-PVF(K)
E(K)'=E(K)-E(K-1)
E(K)''=E(K)'-E(K-1)'
2. D(K)=[TD•E(K)''+KD•TD•D(K-1)]/(TS+KD•TD)
3. MV(K)=MV(K-1)+KP•[E(K)'+TS•E(K)/TI+D(K)]
符号说明：
PV：测定值。
SV：目标值。
MV：输出值。
PVF：滤波后的测定值。
L ：滤波系数。
TS：采样时间。
KP：比例増益。
TI：积分时间。
TD：微分时间。
KD：微分増益。
PV(K)：本次采样测定值。
D（K）： 微分项。
INT（DMV）：PID本次增量输出。
PV(K-1)：一个调节周期T前测定值。
六、 实验
1、 实验前应做好模拟测试，以便实验时能准确的测试，确定零点和量程测试无误，进行实时监控，查看各参数设置情况是否准确，确保实验前程序无误；
2、 应规划好资源分配，因程序不是很大，资源分配比较少，出问题机会就少，但也不能忽视，一旦资源利用重复，实验结果将直接受到影响；
3、 应考虑环温，除了PLC本身特性参数和热电偶特性参数外，环境因数对实验的影响也不能忽视，要考虑环温补偿；
4、 应清楚实验流程，明白程序每步的作用，对于了解整个控温过程更有作用，更能确保实验的准确性；
5、 接线应确保无误，应严格按照原理图接线，特别是电源线不能接错，否则会引起设备损坏