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6ES7214-2AS23-0XB8參數(shù)詳細(xì)

來源:潯之漫智控技術(shù)(上海)有限公司   2023年02月27日 10:06  

6ES7214-2AS23-0XB8參數(shù)詳細(xì)

系統(tǒng)配置

根據(jù)以上的選型,組成了如下的控制結(jié)構(gòu)圖:

三、控制系統(tǒng)

按照下面的設(shè)備布置圖,簡要闡述系統(tǒng)的控制過程


  1.此項目中的系統(tǒng)是一個以矯直傳動為基準(zhǔn)的速度隨動系統(tǒng),要求放料,張力,預(yù)彎,收料裝置能夠隨時動態(tài)跟蹤矯直速度。由于放料料籃中的管材是散亂的,故在放料擺臂上設(shè)置一個DANCE電位器用來跟蹤管材所處位置,根據(jù)它反饋的信號,PLC對驅(qū)動速度進(jìn)行實時修正。由于放料是一個大慣量系統(tǒng),在減速過程中,變頻器需通過外接制動電阻來及時地釋放能量,以滿足其快速的響應(yīng)能力。

  2.矯直系統(tǒng)作為速度基準(zhǔn),由PLC通過DP通訊輸出速度給定,總線速率設(shè)為1.5Mbps,使驅(qū)動有足夠高的快速響應(yīng)能力。其它部分系統(tǒng)的速度給定都由矯直的速度反饋經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋壤拚蟮贸觥?紤]到感應(yīng)加熱部分輸出功率的響應(yīng)速度,矯直的斜坡時間設(shè)為60S,并在變頻器內(nèi)設(shè)置“S”曲線,使得設(shè)備的啟動和加減速更加平穩(wěn)。而其它裝置的斜坡時間則設(shè)得盡可能的短,以保證其足夠靈敏的跟隨性。

  3.張力裝置用于對管材產(chǎn)生一定的張力,防止出現(xiàn)堆管及斷管,故其速度要大于矯直速度。設(shè)備在調(diào)試過程中經(jīng)常出現(xiàn)堆管現(xiàn)象,經(jīng)過仔細(xì)考慮,認(rèn)為是在啟動過程中,由于張力裝置的速度給定來源于矯直裝置的速度反饋,雖然通訊速率很高,斜坡加速時間設(shè)得很短,但仍存在滯后性,因此在程序中加以彌補。在啟動設(shè)備時,同步地將矯直速度給定傳送至張力裝置,待速度起來后再切換成速度跟隨,即一開始張力裝置的速度給定來源于矯直速度給定,速度起來后切換成矯直速度反饋,經(jīng)實踐驗證,效果很好,沒有再出現(xiàn)堆管現(xiàn)象。

  4.為了適應(yīng)下一道工序的生產(chǎn)需要,用戶要求收料籃中的管材應(yīng)有序排放,故專門做了一個均勻布料的FC功能塊及觸摸屏設(shè)置界面。如下圖所示:

  主要思路是先在料籃底部構(gòu)建一個BOX區(qū)域,然后在BOX區(qū)域的上面讓管材在更寬的區(qū)域里排放,最終使其形成一個三角形的形狀,在這種狀況下,會使下一道工序的生產(chǎn)更加順暢。下面來闡述一下實現(xiàn)的過程:

收料是一個速度跟隨系統(tǒng),其線速度表達(dá)式為V=K×n÷I×D
K:修正系數(shù)
n:電動機轉(zhuǎn)速
I:減速比
D:管材所處位置的料籃直徑

  由上式可推導(dǎo)出,在V、K、I都不變的情況下,D與n成反比關(guān)系,通過改變D即可改變n。均勻布料實現(xiàn)方法:按照管材所處料籃直徑D(D是料籃每轉(zhuǎn)一圈都發(fā)生變化的)計算出n作為電機給定速度,電機給定速度有規(guī)律的變化使管材的排放有序進(jìn)行。

BOX區(qū)域構(gòu)建:

  收料處裝有一個接近開關(guān),在機組運行過程中實時地檢測料籃轉(zhuǎn)動的圈數(shù)(N)。根據(jù)在觸摸屏中設(shè)置的“BOX管材排放外徑”(D1)和“間距”(D2),先從右至左排放,其實際直徑D=D1-D2×N,當(dāng)N=“BOX寬度”時,層數(shù)加1,N清零,并將D賦值給D’;然后開始從左至右排放,其實際直徑D=D’+ D2×N 。如此循環(huán),直到累計層數(shù)=“BOX高度”,則此區(qū)域構(gòu)建完成。

三角形構(gòu)建:

  BOX區(qū)域上方的排放方式同上,只是其寬度更廣(“上層管材排放內(nèi)徑”與“上層管材排放外徑”區(qū)間為其排放區(qū)域);由于其底下是一個寬度比它小的矩形(并不是一個十分規(guī)則的矩形區(qū)),超出矩形寬度部分的管材會自然掉落在料籃的底部,在矩形寬度內(nèi)的部分會向上堆積,由此形成三角形狀“⊿”。

  通過在HMI中設(shè)置相應(yīng)參數(shù),用戶可以自行調(diào)整BOX區(qū)域的大小,以及上層區(qū)域的寬度及排放的緊密度,由此地解決了用戶的需求。在觸摸屏中也設(shè)置了相應(yīng)的觀察項(圖中的白底部分),如當(dāng)前層數(shù),當(dāng)前圈數(shù),當(dāng)前收料直徑,便于針對具體管材排放情況對參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改。

  5.為了保證退火時管材表面溫度的恒定,感應(yīng)加熱功率輸出的設(shè)定必須跟隨管材運動的實際線速度及管材規(guī)格,由于鋁管規(guī)格很多,在HMI中運用配方功能來實現(xiàn),某一規(guī)格一旦調(diào)試好后下次用戶只需調(diào)用即可,非常方便,如下圖所示:

  速度段內(nèi)的感應(yīng)加熱功率輸出通過斜率計算得出,非常地柔性化,使整個加熱輸出平穩(wěn)可靠。通過加熱修正可以對加熱功率輸出做補償,修正值則自動存放在當(dāng)前配方中,方便下次調(diào)用。

四、項目運行

  系統(tǒng)自2008年6月投入使用,經(jīng)過連續(xù)不間斷的運轉(zhuǎn),一直保持穩(wěn)定運行;同時由于操作簡便,適應(yīng)性強,深受用戶好評。在我們的出口機型中,采用了MASTERDRIVE變頻器替代MM440,運用帶速度反饋的矢量控制模式,能夠取得更高的速度精度,更好的低頻特性及更高的啟動轉(zhuǎn)矩,并運用DP/DP COUPLER來與用戶系統(tǒng)協(xié)作。與現(xiàn)在的方案相比,在檔次提升的同時成本也會顯著增加。

五、應(yīng)用體會

通過本項目的設(shè)計、調(diào)試,也有了一些心得體會:
1.退火溫度應(yīng)采用鋁業(yè)專用紅外測溫儀測量,由于管材在高速運動過程中不可避免地產(chǎn)生抖動,導(dǎo)致測量的溫度產(chǎn)生些許波動,通過在程序中增加采樣次數(shù),使得溫度顯示更加平穩(wěn)。值得一提的是采樣程序是從S7-200的系統(tǒng)手冊里搬來的,非常實用。
2.觸摸屏組態(tài)軟件以前用的是Protool,現(xiàn)在改用Wincc Flexible 2005了,感覺確實象它的名字一樣,非常地柔性化而且功能也更加強大了。
2.1用Protool編寫的界面可以直接移植到WINCC FLEXIBLE項目中;
2.2采用Wincc Flexible組態(tài)時可以設(shè)置成與多臺PLC通訊;
2.3在功能組態(tài)時,可以把功能進(jìn)行 Copy ,直接復(fù)制到另一個執(zhí)行元件中,很是方便;
2.4應(yīng)對雙語環(huán)境,Wincc Flexible 可在組態(tài)環(huán)境中直接進(jìn)行多語言的對比翻譯輸入,這在與國外客戶協(xié)作的項目中非常實用,因為國外客戶要看他本國的語言,而國內(nèi)的操作工要看中文。
3. 項目中既有變頻器又有中頻電源,因此在抗干擾方面就顯得非常重要。對此SIMOREG DC master使用說明書中關(guān)于“驅(qū)動裝置EMC安裝指導(dǎo)”的描述非常值得深讀并借鑒。在此項目中我們也盡量按照其規(guī)則來實施,因而在整個調(diào)試過程中沒有遇到這方面的麻煩。

  總之,通過本項目的成功開發(fā)與應(yīng)用,體現(xiàn)了西門子自動化產(chǎn)品的穩(wěn)定性,易用性,靈活性以及較高的性價比


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