西门子6ES7221-1EF22-0XA0大量供应
1引言
系统用于酒店,小区高层供采暖/生活热水。系统采用循环控制自动调节,保证恒定温
度和压力。系统根据室外温度和设定的供水温度循环控制供热liuliang,根据管道回水压力波动,控制供水泵组中单台电机的转速或多台电机的投入及退出,使管网主干出口端压力始终保持恒定.以满足用户对高性能、高质量供水的要求,并使整个系统始终保持在高效节能的佳运行状态。
2基于PLC技术的恒压供水系统设计
1.1供热机组自动控制技术要求
(1)供热机组自动显示功能:一次供水liuliang,压力和温度;一次回水压力和温度;二次供水压力和温度;二次回水压力和温度;水箱水位;循环泵,补水泵故障警报;二次供水压力和温度过高和过低报警;二次回水压力和温度过高和过低报警;水箱水位过高和过低报警。
(2)供热机组自动控制功能。根据二次供水温度和室外补偿温度调节,一次供水liuliang达到二次供水温度恒定;停电自动关闭一次供水;二次回水恒压运行;自动上水;系统设备发生过压,过温,欠压,过流。超载,过热,短路等故障可远程报警。
1.2生活热水机组自动控制
(1)运行功能。自动变频:用于水泵正常供水的工作状态;手动变频:用于系统调试,手动控制变频;手动工频:自动控制失灵。切换到手动,工频控制水泵;故障报警:系统设备发生过压,过温,欠压,过流。超载,过热,短路等故障可报警;显示:数码显示器可显示频率,压力,电流,电压等数字信号。变频运行定时切换:当一台水泵连续运行达到一定时间,自动变频启动另一台水泵,前一台水泵自动停机,保障每台水泵的磨损系数。如果系统主泵数大于2台,则此过程依次轮换。切换泵时候需要一定的延时,保证电气安全,防止电流冲击。
(2)恒压供水控制。循环方式控制水泵恒压运行;变频,工频自动转换:系统用水量
超过水泵的额定供水量时,水泵自动转为工频运行,自动变频启动另一台水泵运行,共同向系统供水。若用水量又趋于下降到单台水泵的额定供水量时,原工频运行的水泵停止工作,变频工作的水泵在新的频率下单独向系统供水。如果系统主泵数小于2台,则此过程依次轮换。当变频器控制的电机满足不了设定liuliang要求,此时变频器输出频率逐渐上升,直到工作在设定的上限频率,如压力仍达不到设定值,由可编程控制器,通过PID运算得到输出量给发出速度控制指令。如系统用水量超过水泵的额定供水量时,水泵自动转为工频运行,自动变频启动另一台水泵运行,共同向系统供水。若用水量又趋于下降到单台水泵的额定供水量时,原工频运行的水泵停止工作,变频工作的水泵在新的频率下单独向系统供水。如果系统主泵数小于2台,则此过程依次轮换。
供水系统结构参见图1。二次供水温度PID控制比例阀的开口(热水liuliang阀)回馈二次温度。二次回水压力,控制回水压力(变频器)回馈回水压力。
图1 生活热水系统结构
(3)系统特点。自动化控制避免用水高峰压力不足,用水量少时恒压防止管网压力
过高爆管,实现无人看守;可以利用变频技术显著节约电能,节能量通常在10-40%。从单台水泵的节能来看,liuliang越小,节能量越大;安全卫生。系统实行循环供水后,用户的水全部由管道直接供给,取消了水塔、天面水池、气压罐等设施,避免了用水的“二次污染”,取消了水池定期清理的工作。
2系统电气设计
主控制器选用PLC,自动化程度高,简化了线路。开关量(包括启动停止按纽,限位,故障,频率检测等)输入24点;输出10点;模拟量检测11路(压力.温度,水位);模拟量输出2路.分别控制变频器和比例阀,控制系统压力和liuliang。主控制电路如图2所示。
2.1 PLC控制电路设计
(1)配置设计。根据系统控制需求分析, 电气系统配置如图3所示。
(2)CPU单元设计。PLC选取台达CPU单元DVP48EH:24 IN/24 OUT,CPU单元控制电路如图4所示。
(3)扩展单元设计。1个4通道AD输入2通道AO输出模拟量扩展单元06XA-H,2个4通道AD模拟量扩展单元04AD-H,模拟量控制电路如图5所示。
图2主控制电路
图3 电气系统配置
图5模拟量控制电路
2.2 人机界面设计
人机界面选取台达7.5”彩色触摸屏。人机界面(HMI)可显示工艺流程、工艺参数和设备状态,HMI图形接口友好,只需直接对图示进行手动点触操作,操作简便灵活。
具体画面规划如下:
(1)开机画面说明:系统上电后,在人机界面上显示如图6所示画面,按画面提示进入各个子画面界面。
图6 开机画面
(2)参数设定画面说明。可以设定二次供水温度,3位加一位小数;二次供水压力,1位加2位小数,单位MPA;可以设置温度和压力的高限和低限。
(3)控制画面说明。1#循环泵启动和停止,2#循环泵启动和停止;手动变频可以直接设速度,也可以用增加按钮和减小按钮来手动调节速度;校表功能可以调节各种表的系数;PID参数可以来调节系统的PID参数比例/积分/微分,积分饱和限制等。
其它画面包括:当前警报;历史警报;历史趋势;系统数据说明(图7)等。
3 结束语
系统均采用台达系列自动化技术控制,操作方便简单,实时检测,多种保护.该系统主要应用在设备档次及自动化要求比较高、智慧化比较高供水场合,系统运行稳定可靠,是传统控制系统的佳替代产品,代表未来恒压供水发展方向。
1引言
项目原型基于小型制袋封切机开发外销出口型新机。原制袋宽度为600-1000mm。由于该机型送料胶辊惯量较小,送料电机采用130步进电机经过减速可实现传动,使用单片机进行位置控制。新机型制袋宽度tigao到1500mm,送料胶辊惯量大幅增加,考虑到既能满足精度和速度的要求又有较大的瞬间转矩,送料系统改用伺服电机。由于用PLC开发周期较短抗干扰性、灵活性好,采用PLC+HMI作为控制系统。可实现中英文操作画面,满足设备出口的要求。
2封切机机工艺
2.1 工艺结构
封切机机由机身、上下切刀、变频传动机构、上下送料胶辊、伺服传动机构、放料架、放料直流电机、可调色标检测架、可移动操作箱、电控箱等单元构成,参见图1图片。
2.2 封切机工艺过程
(1)空白定位运行方式:忽略色标信号,送料长度为设置袋长,送料完成后剪切并计袋数,循环动作直至袋数达到设定值,停机并延时至设置时间,以等待收料设备或操作人员收集袋料后,启动并循环工作。
(2)色标定位运行方式:送料长度为设置袋长,在此期间的色标信号忽略,继续送出偏差长度的袋料,检测色标信号,定位于色标信号,定位完成后剪切并计袋数,循环动作直至袋数达到设定值,停机并延时至设置时间,等待收料设备或操作人员收集袋料后,启动并循环工作。若误检次数达到默认值,则停机并报警。
工作流程如图2所示。
3FD1500型封切机机电系统设计
3.1 传动系统设计
(1)切刀传动系统。切刀传动系统为交流变频器拖动三相异步电机,由面板电位器调速,PLC控制切刀启动与停止。传动轴上安装2只霍尔开关,分别检测切刀低位和送料/切刀高位。开关1:切刀低位信号,该信号为送料停止信号。若送料时检测到切刀低位信号则表示系统超速,需报警并停机。开关2:收到切刀低位信号后的ON信号为送料信号,是送料电机的启动信号;第二次ON信号为切刀高位信号,是高位停机时的停机信号。
(2)送料传动系统。送料传动部分为交流伺服系统,采用同步带1:2减速传动。动力选用台达中惯量2KW伺服电机。具体型号:驱动器ASD-A2023M,电机ASMT20M250。
(3)控制精度计算。通过以下计算得出单个脉冲对应的送料长度,即为控制精度。
系统要求0.2mm定位精度,现计算得出控制精度为0.0314mm,因机械定位误差不大于0.1mm,定位精度+机械误差=0.1314mm<0.2mm,定位精度满足制袋机系统要求。
(4)高脉冲输出频率计算。用户要求高送料速度为180m/min,由此可计算得出系统所要求的脉冲输出频率,以此为PLC选型的重要依据。
3.2 PLC与HMI选型
(1)输入信号统计。在色标传感器检标时,由于袋料上所印刷的色标不同,故亮通(Light On)、暗通(DarkOn)均有可能。无论亮通或是暗通,在检测到色标信号时都需要PLC作出中断响应,需要把色标传感器的Light On与DarkOn都接入PLC。色标信号:2点;低位信号:1点;高位/送料信号:1点,共4点DI信号。
(2)输出信号统计。脉冲输出(Pulse+Sign):2点(Y0,Y1);切刀动作:1点;冲孔动作:1点;蜂鸣器:1点;共5点DO信号。
(3)其它功能。可输出大于系统所要求频率(95541pps)的脉冲;2点外部中断回应。
基于以上考虑,PLC选择DVP-20EH00T。具体功能参数为:200Kpps脉冲输出,8点外部中断回应。与HMI通信可使用RS485连接,抗干扰能力优于一般的RS232通信方式。HMI选用台达DOP-A57GSTD高性价比触摸屏,通过图3可见触摸屏操作更为直观方便。大部分操作在HMI上进行,从而可减少外部按钮开关、指示灯的使用,只保留急停按钮等必要设备。
机电一体化封切机电系统原理如图4所示。
3.3 PLC程序设计要点
主体程序使用逻辑顺序控制,的编程重点如下:
(1)使用浮点运算。为减小计算误差,如袋长脉冲数、偏差脉冲数等重要数据的计算,均使用浮点运算。经过验证,计算误差小于0.001mm。
(2)袋长脉冲送料使用DPLSR可调加减速脉冲输出指令,反复修改并验证启动频率与加减速时间设置的合理性。完成袋长脉冲之后,使能色标检测,以忽略袋料中间部分的色标误检。检测到色标时,响应外部中断,执行中断程序置位M1334以停止CH0脉冲输出。可设置亮通(LightOn)中断或是暗通(Dark On)中断。精简中断程序的内容,尽量减少中断对扫描周期的影响。
4结束语
FD1500型制袋封切机的性能虽已达到初的设计目标(在袋长为1000mm时,制袋速度:60个/分),但PLC脉冲输出频率尚有较大余量可用。使用标准100mm直径胶辊时,可改变伺服电机电子齿轮比,在保证控制精度的前提下,更加大PLC脉冲输出频率的余量。以上有利因素均为FD1500型制袋机tigao加工速度奠定了良好的基础。二次开发时,加大减速比至1:3,将突破伺服负载/电机转子惯量比过大这一限速瓶颈,终tigao生产效率。