西门子6ES7214-2AD23-0XB8常备现货

西门子6ES7214-2AD23-0XB8常备现货

1数控车床的功能需求
　　控制方式选择用开环矢量控制。
　　需要端子控制作为命令源，二线式端子控制：一个正转命令FWD（DI1输入），一个反转命令REV（DI2输入）。
　　频率源为模拟量设定（电脑控制板输出0～10VDC），只需要从AI1口输入频率指令即可。
　　能保证在300r/min速度下正常切削工作，低速力矩要求比较大。
　　加速和减速时间根据客户自身需求，一般在2～3s，需要带制动单元的变频器。
　　需要故障信号输出信号和故障复位信号（DI3输入）。
　　穗特机械目前7.5kW用的三菱E540，5.5kW以下用惠丰,台达的刚用B系列的试机了一套效果也还可以。这次主要试机的是5.5kW和3.0kW的设备,变频器用MD300机床非标机器。　　
　　2主要的参数和性能指标：
　　1）3.0kW数控车床
　　电动机参数：额定功率：3.0kW，额定频率：50Hz,额定电压：380V，额定电流：7.8A，额定转速：970r/min
　　机械传动比：1：1.5
　　加工材料：45#钢
　　实际测试性能指标：主轴转速：200r/min（变频器运行频率15Hz左右）,进刀速度：50mm/min, 单边进刀量：2.5mm，运行的效果很好，实际的进刀速度和单边进刀量还可以加大。
　　2）5.5kW数控车床
　　电动机参数：额定功率：5.5kW，额定频率：50Hz,额定电压：380V，额定电流：13A，额定转速：1400r/min
　　机械传动比：1：1.5
　　加工材料：45#钢
　　实际测试性能指标：主轴转速：200r/min（变频器运行频率9～10Hz）,进刀速度：60mm/min, 单边进刀量：2mm；主轴转速：450r/min（变频器运行频率22Hz左右）,进刀速度：60mm/min, 单边进刀量：4mm，运行的效果很好，实际的进刀速度和单边进刀量还可以加大。
　　两种机器试机的效果总体比惠丰、台达的都要好。　　
　　3调试参数：
　　F0-000：矢量控制
　　F0-011：端子命令通道
　　F0-023：AI1
　　F0-05加速时间：2.0～3.0s
　　F0-06减速时间：2.0～3.0s
　　F0-09DI1端子功能：1，正转
　　F0-10DI2端子功能：2，反转
　　F6-00大频率：100.00Hz
　　F6-01上限频率：100.00Hz
　　F6-03载波频率：10.0kHz
　　F1组（电机参数），根据电机铭牌输入，进行完整调谐。F2矢量参数为出厂默认值即可。

  卷染机  恒张力   恒线速    变频控制  公共直流母线
  

           
一、前言
卷染机适合目前市场对多品种小批量织物的染色需求，可间歇式生产，发展前景看好应用越来越广泛。卷染机控制方面要求具备自动记道、自动计数、自动换向、自动掉头、自动停车、防坠液等功能，在整个工艺过程中，要求保证布匹的张力和线速度恒定，对系统的自控控制水平要求较高。国内较为传统的卷染机大部分采用双直流电机控制，只能达到近似的恒张力控制效果，也有采用单变频器的卷染机，放卷采用异步电机直流制动的方式，收放卷用接触器在变频器和直流制动之间进行切换，以上这些方案，分析其原理，都是在较大误差情况下的一种近似结果，控制效果不尽如人意。进口的卷染机，有的采用伺服控制，有的是用价格昂贵的工程型变频器来实现，效果较为理想，对于国内的用户来说，成本压力很大。本文以一个工程实例来说明采用汇川张力控制专用变频器jingque并巧妙的完成卷染机的工艺要求。
CLM158巨型卷染机技术指标：
◆门幅：1800—3600mm；
◆大卷径：1500mm
◆车速：20—150m/min；
◆高温度：98℃
◆张力调整范围：300~1000N

                           
图四

图四是卷染机工作的示意图，这是一个典型的中心卷曲控制系统。未染色的布匹通过上布电机卷曲到其中的一个辊筒上，在辊筒的传动轴上安装有计数用的接近开关，此时控制系统计下整卷布的道次，上卷完毕，采用人工的方式把布匹的一头卷到一个辊筒上面，待包覆紧密即可正常开始工作。此时两个辊筒朝着同一个方向运转，控制的要求是保持布匹上的张力恒定，保持布匹在染液经过的时间一致，也就是线速度恒定。这是个没有线速度反馈的驱动系统，但线速度又实实在在的随着辊筒的半径的变化在变化。控制系统需要适应这种独特的要求。
汇川MD330变频器为卷染机的高性能控制提供了理想的驱动平台。在江苏地区各个卷卷机厂家以及终用户处的实际使用情况表明，采用MD330控制的卷染机，兼顾了控制性能和成本之间的要求，为该行业的产品升级换代提供了的解决方案。下面结合用于平幅丝绸棉布尼龙人造及合成丝等织物的CLM158巨型恒张力卷染机的工程实例说明汇川MD330高性能矢量控制变频器在该行业的应用。
二、采用张力控制专用变频器的卷染机电气系统
卷染机的控制可以分为温度控制和传动控制两部分，本文重点描述的是关系到张力以及线速度控制的驱动部分控制。

 
图五

该卷染机的控制系统以西门子S7-200作为控制器，采用触摸屏作为人机界面，它们主要完成的是张力，线速度的设定，布的厚度的测量以及相关逻辑动作的控制。变频器和PLC之间采用485通讯。采用通讯方式的好处是可以随时知道变频器主要变量的信息，减少接线，使得整个系统看起来很精简。接线示意可见图五。由图中可见：两台完全一样的变频器，它们均工作于闭环矢量控制模式，由于卷染机在接近满卷时候会较长时间工作在很低的频率下（1~3Hz）,采用较高线数的编码器有助于提高在低转速工况下的控制性能，考虑散热，需要采用变频专用电机。
上布时刻，PLC记录下该布卷在辊筒上面的总圈数，由操作工测量该布卷的直径，把这个值输入到HMI，PLC根据直径和总圈数，可以jingque计算出来单层布的厚度。采用这种方法获得布厚，误差很小。布厚通过485通讯传送到MD330张力控制变频器，作为控制的基本参数。针对每种织物，染色所需要的张力以及染色速度，也在HMI上面设定好，通过PLC传递给变频器。
MD330的功能十分强大，除了具有常规的惯量补偿，卷径计算，摩擦力补偿，锥度计算等张力控制功能之外，还有一个为了线缆、印包等行业收卷控制的自动换盘设计的功能：预驱动。该功能的作用是根据线速度和卷径的关系，自动计算出所匹配的角速度。利用这个功能，我们可以实现卷染机控制要求中的恒定线速度控制。其原理是：根据设定的线速度以及布匹的初始直径，布匹的厚度，我们可以得到一个匹配的电机旋转速度，当直径变化的时候，辊筒每旋转一圈，变频器会自动减去一层布的厚度，从而得到一个新的直径，通过这个新的直径，变频器又能够计算出所需要匹配的线速度，如此周而复始，可以确保布匹线速度的恒定。
恒张力的控制，则是利用矢量控制变频器的转矩控制功能，实时的根据张力的设定值，锥度，补偿量以及卷轴直径计算出所需要的转矩，从而达到间接的控制带材张力的目的。这种控制方式适合较低速度下的大张力控制，而卷染机正是较为典型的该类系统。在该系统中，变频器接收PLC通过485传送过来的张力设定值，根据布厚的递归运算得到直径，张力设定值乘上半径除上机械系统的传动比就是电机所需要输出的转矩。
在该系统中，假设我们把放卷的定为速度模式，它始终工作在预驱动模式下，根据辊筒直径的变化计算出需要的电机转速来保证布匹的线速度恒定，收卷的则始终工作在转矩控制模式下。当一个方向快要染到头的时候，只需要切换一下两台变频器的收/放卷控制模式和预驱动即可。而这正好是一组逻辑上的信号，采用一个继电器即可获得。
由卷染机的工作原理可见，放卷的电机始终处于发电模式，通常的做法都是采用制动单元、制动电阻，将制动产生的能量以热量的形式消耗掉。对于卷染机这样长年累月工作在发电模式下的设备来说，这种方式电能的浪费是大量的。汇川变频器可以方便支持公共直流母线，我们在实践中将两台变频器的PN母线直接并联，这样正常工作制动产生的能量通过并联的母线又回到拖动的电机。为了考虑在快速减速的时候，有可能两台电机都处于发电状态，在其中的一台变频器上面仍旧并联了一个制动电阻，这个电阻的工作是短时的，能耗很小。老是卷染机控制柜下方很大的一个电阻箱现在可以完全取消了，既节省了能耗，又避免了很大的一个热源，从而系统的可靠性也得到了提高。
三、结束语
本系统在优化参数值之后，设备试机时速度150米/min非常稳定，完全解决了原来采用直流电机张力控制不够连续、稳定的问题。为了稳妥器件，套系统在染缸底部的过渡辊上面安装了张力传感器来监测布匹的张力，从传感器检测回来的数据可以看到，这个系统的张力控制的非常的稳定，稳态的时候波动可以做到小于5%，快速加减速度的动态过程波动小于15%。从传感器也可以看到锥度系数在控制中的作用，而这些性能，功能都是原来直流电机没有做到的。采用公用母线方式，设备效率为90-95%、节电率为40%左右。本系统电气器件配置简练、逻辑清晰，兼顾了控制要求和成本之间的要求，的确是个性价比优良的方案，采用该控制方案的卷染机现在已经已经在福建，淮北，江阴等地批量应用。

M98系列化纤高速丝切断机，是切断超短纤维的专用设备。是根据进口罗姆斯式切断机的切断原理,新型圆周挤压式切断机,适用于各种化纤丝的常规切断,具有切断能量大适用于各种化纤丝作3、4、5、6-150毫米多种规格的切断。

  它的生产工序是把高强高膜纤维长丝切断成3、4、5、6-150毫米多种规格的短纤,这种短纤全部出口国外。

　　1、 切断机的功能需求

　　控制方式选择用VF控制，多段VF曲线。

　　需要端子控制作为命令源，二线式端子控制：只需一个正转命令FWD（DI1输入）和模拟输入(+10V.AI1.GND)。

　　频率源为模拟量设定（电位器），只需要从AI1口输入频率指令即可。

　　高运行转速运行频率为60Hz，低的切断频率为2Hz。

　　加速和减速时间根据高强丝自身需求，一般在2～10s，因运行的转速比较高，需要带制动单元的变频器。

　　需要故障信号输出信号和故障复位信号（T/A-T/B常闭,T/A-T/C常开）。

　　2、 切断机的性能需求

　　全速度范围内速度波动小。

　　低速力矩大，可以保证低转速切断。

　　加减速的时间尽量短。

　　从电气设备的调试结果来看，汇川变频器与国内外同档次产品相比性能优越，低的切断频率可以在2Hz运行。汇川MD320变频器可以做多段VF曲线，可以很好的控制高低速的不同转矩提升，能很好的满足化纤切断机上的要求。

　　具体的调试参数(针对额定频率60Hz，额定电压380V，额定转速1460)：

　　F0-01 2：V/F控制

　　F0-02 1：端子命令通道

　　F0-03 2：AI1

　　F0-10 大频率：60.00Hz

　　F0-12 上限频率：60.00Hz

　　F0-17 加速时间：2～10s

　　F0-18 减速时间：1～0s

　　F1组（电机参数），根据高速电机铭牌输入。

　　F3-00 1：多点V/F曲线

　　F3-02 提升截止频率：60.0Hz

　　F3-03 V/F频率点1 0.0Hz

　　F3-04 V/F电压点1 2 .0~ 4.0%

　　F3-05 V/F频率点2 10.0Hz

　　F3-06 V/F电压点2 26.0~30.0%

　　F3-07 V/F频率点3 20.0HZ

　　F3-08 V/F电压点3 75.0~80.0%

　　根据实际情况可以对F3-03～F3-08进行适当调整，保证其在切断状态下流。

引言    根据国家“十一五”规划的要求，对各个行业，特别是能源消耗型企业提出了更高更新的要求：清洁化生产、零排放。钢铁企业“以企业信息化带动工业自动化”的步伐已经迈出了坚实的脚步，对建成ERP（企业资源计划）、MES（制造执行系统）、PCS（过程控制系统）这样一套以数据流、资金流、物资流有机互动的信息化模式进行了多次有益尝试，发现ERP、MES要能正常工作，离不开外部环境的支持，特别是数据支持体系，而其中尤以生产数据为重中之重。强化企业内部的数据综合利用与挖掘，建立自己的实时数据库平台，是实现钢铁企业信息化的关键，是满足企业资本和决策支持的根本需要。

 实时数据库技术概况

   为了获得对更新与查询极快的响应，满足实时应用的需要，将数据库和实时系统两者的概念、技术、方法和机制的无缝结合，产生了实时数据库RTDB（RealTimeDatabase）。实时数据库就是其数据和事务都有显式定时限制的数据库，在时间的约束的条件下保证共享数据的一致性，数据的正确性不仅依赖于逻辑结果，依赖于逻辑结果的产生时间和导出结果所使用数据的时间一致性。
   与传统的关系数据库相比，实时数据系统除了在重视数据一致性之外，还突出地强调了整个系统的实时性。在传统应用领域上，关系型数据库以严格的数学基础，简单清概念，便于理解和使用的操作获得了巨大的成功，在现代工程（尤其是在工业控制领域）和时间关键型的应用领域面前，却显得束手无策。一方面企业希望该数据平台能够提供高速、及时的实时数据服务，能够有效地集成异构控制系统，提供分布式的数据服务。另一方面希望它可以在工厂控制层（现场总线、DCS、PLC等）与MES系统之间建立了实时的数据连接，使企业全生产过程控制和业务管理相结合。它也是流程模拟、先进控制、实时在线优化、生产全过程管理系统的数据平台。而这些仅靠采集控制系统（DCS）和关系数据库技术并不能完全解决。

 分布式实时数据库

   ESP-iSYS实时数据库系统是浙江中控软件技术有限公司针对流程工业企业实现企业综合自动化而开发的分布式实时数据集成与过程监控平台。它为流程工业企业提供了统一而完整的实时数据采集、存储、监视和Web浏览功能，提供了API、OPC、ODBC等多种数据服务方式。该系统采用了COM/DCOM、系统容错、任务调度、压缩算法和位号映射等多项先进技术，保证了系统在企业局域网环境下能高效、稳定、安全地运行。部分关键技术如下：
     基于COM/DCOM的组件技术实现软件的组件化，实现动态链接；
     客户端管理模块管理客户端软件的调度；
     实时数据库技术；
     多层分布式技术；
     统一数据管理与访问平台技术；
     高性能的实时数据库管理；
     具有多层分布式客户/服务器结构；
     优良的扩展性；
     能动态地修改实时数据库中的组态信息；
     完善的备份与恢复机制；
     实时的分布式消息通信中间件；
     磁盘历史数据的旋转门压缩技术；
     容错技术；
     数据处理：累积量计算、报警设置；
     支持先控应用：可编程虚位号； 
    在分布式应用方面，通过计算机网络和正确的DCOM配置和组态过程，ESP-iSYS可以连接不同计算机上或设备上的数据服务器（OPC/DDE），按照统一的数据格式采集数据，对数据统一管理。ESP-iSYS实时数据库允许运行多套实时数据系统，各个数据库系统分别采集不同的控制站位号，进行压缩处理存储，之上集中调度管理，做到物理上分布，逻辑上统一。其分布式体系结构如图所示：

   从图中可以看出，实时数据库软件和数据采集网建立了控制网和企业局域网之间的信息联系，实现了生产过程信息的综合集成。

 实际应用

      湘潭钢铁集团有限公司
   湘潭钢铁集团有限公司有烧结、焦化、炼铁、一高线、二高线、一棒、二棒等七个分厂共几十套PLC和DCS系统，采集位号约15000点。目前正抓紧500万吨钢配套建设，进行新一轮结构调整，大力推进普钢向优钢转变，单一线棒材向板材等多领域转变，以实施企业资源计划（ERP）项目为契机，加快企业改革步伐，努力构建集团化管理新模式，向现代企业制度迈进。
     应用方案
   针对湘潭钢铁厂分厂分散、控制系统较多的特点及分布式结构、多个实时数据库并存等要求，采用分布式集群实施方式，即各分厂单独运行实时数据库系统，并由湘钢信息中心统一管理。其结构图如下：

   通过分布式实施，各个分厂实时数据库并行运行，物理上分散，实现整个企业实时数据集群，实现采集、存贮、管理与查询及归档管理，通过信息中心ESP-iSYS的管理，即可实时了解各分厂系统运行情况，实现上了逻辑上的统一，方便调度与决策。
 应用效果
   实时数据库系统的实施给整个湘钢集团的生产和管理带来了很多有益变化，得到集团公司的一致认可，有效地提升了企业的信息化水平，突出地表现在以下几个方面：
     统一的生产实时数据库平台
   建立企业级实时数据库平台，用统一的平台对不同控制系统各生产自动化装置的实时数据进行采集、存储和发布，并按信息化管理的要求，向企业管理层各管理子系统模块提供生产现场的各种基础数据。
     生产系统实时监控和管理
   湘钢集团厂区较大，装置多而又分散，流程十分复杂，由于无法及时了解生产现场的情况，各种设施协同运行的系统管理一直很难做到。ESP-iSYS实时数据库系统的建立为各级管理部门提供的远程实时生产过程信息，有效地帮助调度人员及时调整物流方向，减少非计划停车，保持生产的平稳运行。
     报警实时监视
   通过比较当前的数据和历史趋势数据，特别是结合装置安全运行的经验，通过趋势图和数据的分析可以及早报告事故隐患，并且通过对事故前后实时记录的历史数据的分析，定位事故发生的原因。
     便于操作考核和加强产品质量控制
   通过实时数据库系统记录的装置运行状态参数的分析和中间产品的质量分析，通过实时数据库系统快速返回相关的结果，来及时调整操作参数，确保装置操作的平稳性，从而有效地提高产品的质量。
     应用和集成平台
   全厂全生产过程实时数据的历史积累，是发现过程运行规律的数据基础，而这些规律的集合则可构成先进控制和流程模拟的数学模型；生产的实时数据也为MES、ERP等上层应用提供了数据运行环境。
     集群实现
   各个分厂实时数据库集群并行运行，物理上分散，实现分布式实时数据的采集、存贮、管理与查询及归档管理，通过总调度室ESP-iSYS集群服务器的管理，可实时了解各分厂系统运行情况，实现上了逻辑上的统一，方便调度与决策。