西门子模块6ES7211-0AA23-0XB0库存现货
一、前言：
悬挂链输送线是根据用户合理的工艺线路，以理想的速度实现车间内部、车间与车间之间连续输送物品达到自动化、半自动化流水线作业的理想设备。可在三维空间作任意布置，能起到空中储存作用，节省地面使用场地，悬挂输送链以其输送距离远,运行速度范围大和转弯、爬越、布置灵活等优点而广泛应用于喷涂、烘干、表面清洗、电镀、装配和产品传输转运等领域。
链条是输送机链的牵引部件，普通悬挂输送链有两种型式的链条，即模锻可拆链和冲压可拆链，以上两种形式链条除了作直线运动外，均能在水平方向、垂直方向任意回转,模锻可拆链的吊挂能力较大。在输送链较长，并且重载和爬越高度大、转弯多等情况下,一般都分成几个部分，由二台或三台或者更多电机分别驱动。
在输送链分成几个部分时，在每一部分都有1对张紧伸缩节（正常时约7至10厘米长），如这一部分的链条的速度小于其它部分的速度，张紧伸缩节的距离会被压缩，如距离被压缩完后链条会在某一点发生堆积产生冗余进而造成输送链停车，如这一部分的链条的速度大于其它部分的速度，它的距离会增大，如超过一定程度甚至链条会被拉断。要保证输送链能正常工作，每一部分输送链的移动速度必须相同,也就是同步,否则各个电机在所承担的负荷畸轻畸重情况下速度差异很大,设备无法正常运行。
前不久,我们承接了这样一条输送链(模锻可拆链)驱动的设计制作,在这里谈一下PLC、变频器及POD触摸屏在悬挂输送链电机同步控制中的应用。
二、 任务要求:
1.输送链长度560米,高运行速度6米/分.工作时间一星期七天,每天16小时,工作环境温度0-40度。大吊挂重量100千克/80厘米, 整线大吊挂重量70吨。
2.输送链整线分成3个部分,由三台功率为3KW的电机分别驱动,要求3个部分的输送链要同步运行。
三、同步控制方案与论证
（一）方案
1．简单的把要控制的三个电机的功率加起来乘一个1.2到1.5之间的系数，以此数值选一变频器，用这一台变频器直接驱动三台电机。
2.用市面有售的同步控制器，用同步控制器发速度指令给三台变频器，每台变频器驱动一台电机。
3.用三台变频器，在一号电机上加PG卡及编码器(增量式A、B相，PC、12/15v1024p/r)，以1#电机为主电机，2#、3#电机以1#电机速度为基准；方向指令加到三台变频器。1#电机矢量控制方式闭环运行，2#电机、3#电机开环v/f控制加转差补偿。
4.用三台变频器，在每个电机上加PG卡及编码器(规格同上)，1#电机为主电机，2#、3#电机以1#电机速度、转矩为基准；方向指令加到三台变频器。1#电机以速度控制方式闭环运行，2#电机、3#电机以转矩控制方式闭环运行。
5.用PLC控制，控制转速的指令由PLC的DA转换模块以直流0-10V形式向驱动电机的变频器发出，在每一个电机用编码器或测速齿轮加接近开关测量其实际转速并反馈给PLC，以电机实际转速为基准，PLC根据测量到的2#电机、3#电机的实际转速经运算处理后向控制2#电机和3#电机的变频器发出修正指令，保证3台电机实际转速趋于一致。
（二）分析：
在实际运行中输送链负载的变化是很大的，因为在输送链中存在转弯、高度升降，在输送链在空载时三个电机的负载也不是完全相等的，在生产过程中变化更大，尤其是在开始生产也就是向空线吊挂工件时（此时1#电机负载大于2#电机、而2#电机负载大于3#电机）以及生产结束开始也就是向输送链不挂只卸工件时（此时3#电机负载大于2#电机、而2#电机负载大于1#电机）及在换品种（新工件与老工件重量有差异）也会发生以上的情况。
（三）论证
种方法和第二种方法均是开环控制。种方法只适用于各电机负载相同和同步要求不太高的场合，第二种方法实际上只是把同一个速度给定信号简单复制几份或者按比例复制几份加到相应变频器上，它只适用于各电机负载相同或各电机负载不相同但负载不变同步要求不太高的场合。
第三种方法是半闭环控制，控制精度好于前两种，但也只适用于各电机负载相同或各电机负载不相同但负载不变同步要求不太高的场合。
第四种控制方式和第五种控制方式均是闭环控制，都能满足控制要求。比较起来，第四种控制方式以控制转矩为主，追求各电机转矩及速度同步，同步精度高一些，但配置价格较高；第五种控制方式以控制各电机速度为主，同步精度稍差一些，但配置价格较经济，我们在经反复比较和考虑后决定采用第五种控制方式。
由于560米长的悬挂输送链是由1000多节40厘米长的链条联接而成，在吊挂工件后链条会有一些伸长,在悬挂输送链有两段温度高达摄氏150度以上,还有几段凉水喷淋或强迫风冷的地方,温度因数也会造成链条伸长或收缩,由于链条节数较多,每节微小长度的变化累积起来也会使三台实际转速同步的电机驱动的三部分链条的移动速度不相同。为此，必须对同步控制作一些修正，我们在每一个张紧伸缩节处安装了四个接近(限位)开关(稍快,很快,稍慢,很慢)，PLC根据每一个张紧伸缩节处的开关接通状况发出相应的修正指令。严格地说三电机同步实际上也不是完全同步，只是三电机趋向同步，是一个差异调整再差异再调整的过程。
四、硬件配置：
1.变频器选择：考虑到台达M系列变频器具有较好的性能价格比，对环境适应能力强，可靠性较高，并且也考虑变频器长期运行，其功率应留有一定的余量，决定采用台达VFD037M43B，其输入电压为三相380V，输出功率为3.7千瓦。
2.PLC选择：为了实时监测和控制三台电机的转速，PLC必须有三路高速计数输入(占用3个输入点)和模拟量输出，“自动运行”、“停止”占用2个输入点，三段输送链张紧伸缩节位置指示占用15个输入点，三台变频器报警要占用3个输入点，三台变频器使能控制及报警输出要占用5个输出点，PLC必须具有3点或3点以上的高速计数输入通道，具有23个以上的输入点和五个输出点，台达EH系列PLC具有较高的性能价格比,它采用CPU+ASIC（高速运算处理晶片）双处理器，分工运算处理技术，基本指令速度可达0.24微秒，有四组计数频率可达200Khz的高速计数器，可带8个扩展模块，功能强，能满足要求，后采用的是台达EH系列PLC的DVP20EH00R+DVP08H11N+DVP08H11N+DVP04DA-H，其输入点为28点，输出点为8点，有四路模拟量输出。输入和输出点的地址分配见下表。
表1 地址分配表
○1POD采用台达的DOP-A57CSTD(屏幕为5.7吋)，用于设定电机转速，显示三台电机的实际转速及张紧伸缩节的状况。
○2由于在电机及减速机是订购的成品，在电机轴上安装编码器时同轴度很难达到规定要求，不得已，选用测速齿轮加接近开关这种测速方式，经测算测速齿轮齿数为60齿接近开关的大应答频率应大于1.5Khz，我们采用了OMRON的E2E系列的接近开关，其大应答频率为2Khz，可以满足使用要求。
控制系统原理图见 图1：
图1 控制系统原理图
控制系统流程图见图2：
五、系统实现的功能
当把“自动运行”按钮按下时，三个电机启动，输送链开始移动，为了减少冲击力，电机缓慢起动后，先在低速运行3秒，加速至设定速度运行。在运行过程中，开始时，PLC的模拟量输出单元给每个控制电机的变频器的速度指令是相同的，之后，PLC每0.5秒对三个电机采集一次实际转速数据，以台为基准对其他两台电机转速进行比较，算出差额，经CPU处理后，再向控制第二台和第三台电机的变频器发出修正后的速度指令，使其的速度与台的速度趋于一致。
PLC在某一部分的“稍快”开关接通时,即将相应的电机的转速以设定转速为基准增加3%,如果这个信号未消失,那么以后每0.5秒将相应的电机转速增加1%;PLC在某一部分的“很快”开关接通时，即将相应的电机转速以设定转速为基准增加9%，如果这个信号未消失,那么以后每0.5秒将相应的电机转速增加3%，直至信号消失。PLC在某一部分的“稍慢”开关接通时,即将相应的电机转速以设定转速为基准减少3%,如果这个信号未消失,那么以后每0.5秒将相应的电机转速减少1%;PLC在某一部分的“很慢”开关接通时，即将相应的电机转速以设定转速为基准减少9%，如果这个信号未消失,那么以后每0.5秒将相应的电机转速减少3%，直至信号消失。
悬挂输送链的几个部分速度不同步或由于机械原因造成链条滑轮卡死会造成张紧伸缩节处拉伸或压缩过度，从而引起机械故障，为此，我们在每一个张紧伸缩节处安装了一个极限位开关，它可在张紧伸缩节处拉伸或压缩达到一定程度时停止整线的运行，如果三台变频器的一台报警，整线的运行也将停止，这样可有效地避免引起机械故障。
输送链在非正常情况下(指输送链只有半条线挂工件时)停车,此时由于严重受力不均，有的部分链条会被拉伸,有的则被压缩,使张紧伸缩节处于报警状态，笔者见过的同类型的悬挂输送链碰到此类情况是靠人工干预后才能重新起动。我在程序中编了一个子程序，识别报警是否在运行中发生，如是，则需在人工干预查出故障后才能重新起动，如不是，则PLC根据得到张紧伸缩节处的状况指示，先调整各个电机的启动次序和转速，消除报警，再转入正常运行，这样一来既保证了设备的安全运行，又避免了设备无故停产。
在触摸屏上可设定电机的转速（只有特定人员可进行此操作），如不重新设定,每次开机时执行上次已设定的转速。在触摸屏上可显示每个电机的实际转速，显示每一个张紧伸缩节处的状况（正常，稍快,很快,稍慢,很慢），显示报警状况并提示检修部位。
六、结语:
台达PLC及变频器和触摸屏在悬挂输送链电机同步控制的应用使涂装生产线高效、持久、平稳、可靠地运转，产生了良好的经济效益，受到了广泛的好评。
一、引言
电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。为了适应电梯的迅速发展，我们开发了二套模拟电梯系统。由于可编程控制器（PLC）具有编程软件采自易学易懂的梯形图语言、控制灵活方便、抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，现在的电梯控制多采用可编程控制器来实现。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序撞制或逻辑控制是不能满足控制要求的，系统采用随机逻辑方式控制。
二、电梯控制系统介绍
1、系统的控制要求
该模拟电梯由模拟五层电梯装置、变频器及电梯控制系统等组成，其中模拟电梯高3m，每层高0.5m。由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，系统控制应采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。
（1）轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送PLC的计数器来进行控制。每层楼设置一个接近开关以利平层。
（2）为便于观察，对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，我们采用LED和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示(开关上带有指示灯)。
（3）为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统要求PLC能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。④为了电梯的运行安全，系统应设置可靠的故障保护和相应的显示。
2、PLC与系统的硬件配置
考虑到以下几方面，我们选用了FLN PLC。
（l）FX2N配置灵活，除主机单元外，还可以扩展I/0模块，A/D模块，D/A模块和其它特殊功能模块。本系统设计需I/052点(输入28点，输出24点)。主机采用小型化基本单元FX2N -64MR。
（2）FX2N指令功能丰富，有各种指令性107条，且指令执行速度快。
（3）FX2NPLC可用内部辅助继电器M，肤态继电器S，定时器T，寄存器D，计数器C的功能和数量满足了系统控制要求的需要，尤其是高速计数器(C235等)能接受脉冲编码器的脉冲。
（4）FX2N PLC的体积比FX2 PLC小50%以上，但控制功能和性能相同。
（5）FX2N PLC的编程，可用编程器，也可以在PC机上使用三菱公司的专用编程软件包MELSEMEDOC进行。编程语言可用梯形图或指令表。尤其是可用PC机对系统实时进行监控。为调试和维护提供了极大的方便。该控制系统的硬件配置如图l所示。
三、软件的设计及特点
1、软件设计方法
本系统的软件设计，按照图2所示的程序流程图进行编程。
2、软件设计特点
（1）采用优先级队列。根据电梯所处的位置和运行方向，在编程中，采用了四个优先级队列，即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列。其中，上行优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的陈列：上行次优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以下楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列。控制系统在电梯运行中实时排列的四个优先级陈列，为实现随机逻辑控制提供了基础。
（2）采用先进先出队列。根据电梯的运行方向，将同向的优先级队列中的非零单元(有呼叫时此单元为七零单元，无呼叫时则此单元为零)送入寄存器队列(先进先出队列FIFO)，我们利用先进先出读出指令SFRDP指令，将FIFO个单元中的数据送入比较寄存器。
（3）采用随机逻辑控制。当电梯以某一运行方向接近某楼层的减速位置时，判别该楼层是否有同向的呼叫信号(上行呼叫标志寄存器为，下行呼叫标志寄存器为，有呼叫请求时，相应寄存器为l，否则为0)，如有，将相应的寄存器的脉冲数与比较寄存器进行比较，如相同，则在该楼层减速停车：如果不相同，则将该寄存器数据送入比较寄存器，并将原比较寄存器数据保存，执行该楼层的减速停车。该动作完毕后，将被保存的数据重新送入比较寄存器，以实现随机逻辑控制。
（4）采用软件显示。本系统利用行程判断楼层，并转化成BCD码输出，通过硬件接口电路以LED显示。
（5）对变频器的控制。PLC根据随机逻辑控制的要求，可向发出变频器正向运行、反向运行、减速以及制动信号，再由变频器根据一定的控制规律和控制算法来控制电机。当系统出现故障时，PLC向变频器发出信号。
四、结束语
本系统运行情况良好，系统的各项控制要求均己达到。为完成"晨光计划"提供了必要的保证。这套系统将来可用于实验教学，是"自动控制系统"实验教学的一个重要补充，亦可作为科研的一个控制对象。该系统具有一定的推广意义。(