西门子模块6ES7223-1PH22-0XA8售后无忧
本文详细介绍了台达人机界面、ES系列可编程控制器、B及M型交流变频器构成的控制系统在泰州帘子布织机上的成功应用。整个电控系统主要采用MODBUS协议构建整个控制系统，通过用户近一年的使用，效果很好。
一、前言
帘子布织机是属于剑杆织机一类，普通织机机械结构主要包括送经机构、主机、卷取机构、选纬机构、储纬机构、多臂机构；电控部分主要包括主控部分(包括主电机、电子选纬、电子多臂等)；电送电卷部分（送经电机、卷取电机控制）。不过由于帘子布织机是属于剑杆织机特类，所以它在拥有一般织机性能的同时，亦有其特殊的一面。主要体现在：简单机械多臂、固定一个纬纱、送经机构和卷曲机构亦有所差异、有大卷装机构部分等方面。
以往帘子布织机电控系统结构如下：
1．主控部分采用单片机控制，包括主机采用离合器控制、显示部分一般采用LCD。
2．送经/卷曲(包括大卷装)大部分采用机械联轴控制，即使采用变频控制，一般都是模拟控制某一部分。
这种控制结构的缺点：
A．机械结构复杂、维修难；因为它很多都要通过机械传动来实现。
B．车速一般不是很快；一般在200转/分～350转/分。
C．显示信息不完善、自动化程度不高。
根据以上对帘子布织机及其原控制系统分析，通过与用户的合作，我们提出了一种采用以台达ES型PLC、DOP-A型HIM、B/M型变频器构建的新颖电控系统，如图2 ：
它的创新主要体现于：
1．主机采用台达B型矢量型变频器控制，摆脱了传统的离合器控制模式，同时实现主机电气无极调速功能。
2．送经电机、卷曲电机、大卷装均采用台达M型变频器控制。
3．运用台达MODBUS通讯协议构建主机、送经电机、卷曲电机、大卷装控制系统；摆脱了传统的模拟量控制。
4．信号采集及处理采用台达ES型PLC作为CPU处理中心。
5．显示采用台达人机界面；摆脱了传统的LCD模式。
由该控制系统构建的帘子布织机有着以往织机无法比拟的优点：
A．机械结构大大简单化。
B．度可高达450转/分，这是同类机种高不可攀的车速。
C．主机采用变频控制，使织机车速可变频调速控制。
二、主要工艺
1．逻辑部分
A．快车：正常开车（高速）；主机、送经、卷曲、大卷装同步。
B．慢车：正常开车（低速）；主机、送经、卷曲、大卷装同步。
C．点动：以低速寸动；主机、送经、卷曲、大卷装同步。
D．机头布开车：大卷装布两头端开车，主机、送经、卷曲、大卷装步，和快车的区别在于二者的比例不同。
E．紧经/松经：主机不动、送经、卷曲、大卷装按一定比例点动运转。
F．卷布/退布：大卷装按一定速度点动运转。
G．正常停车：通过停车按钮停车，停车过程是：接受停车信号后，主轴转到停车角度后迅速封纬、高压-低压刹车。
H．经停：断经停车，在检测到断经信号后和正常停车过程一样。
I．纬停：断纬停车，在检测到断纬信号后和正常停车过程一样。
J．纬停：缺纬停车，在检测到缺纬信号后和正常停车过程一样。
K．计数到停车：卷装布生产布长到达设定长度时停车。
L．急停：通过急停按钮紧急停车，整个控制电源切断，进入准备阶段。
2．同步控制
由于本系统主机、送经电机、卷曲电机、大卷转均采用变频控制，根据工艺和织物要求必须对其采用比较严格的同步控制，即快车启动过程、调速过程、停车过程、点动过程、慢车过程、紧经/松经过程均要有相应的同步工艺控制要求。
本案例采用的同步比例原理如下：
说明：
(a)．主机改变整机速度；
(b)．纬密改变卷取速度；
(c)．卷曲张力改变大卷装速度；
(d)．送经张力改变送经速度。
三、控制系统结构
1．件系统构架：
A．结构框图
注：
PLC对变频器的控制速度采用RS485、运行/停止采用I/O控制，原因在于：运行/停止控制采用I/O控制相比RS485控制较安全、可靠！
B．端口定义：
2.软件系统构架
说明：
A．初始化程序主要处理一些运行参数、工艺参数、通讯格式等在停车、开车、上电时的保存或调用等功能。
B．通讯部分主要实时处理PLC对四台变频器速度通讯控制。
C．工艺逻辑、数据处理部分主要实现根据该剑杆织机的工艺要求。
D．整个工艺参数设定是采用子程序处理，目的减少程序扫描周期。
E．为了快速、定位停车，程序采用中断处理。
四、调试过程
本项目调试分三步：
1．在机械厂调试（空载调试）：调试内容主要是整个电路接线检查、通讯调试、工艺逻辑基本实现。
2．户厂现场调试（带载调试）：调试内容主要根据终用户的要求实现工艺的完善，终能达到客户要求、并生产出合格的产品。
3．运行一段时间后对出现的问题加以解决及整个系统的跟踪完善。
五、技术参数
1．变频器参数
A．通讯参数组通讯格式：96007 E 1 (ASCII)。
B．基本参数组：频率、运行控制来源；加减速时间、曲线；中间频率、电压设定等。
C．保护功能参数组设定：开启过电压/电流失速功能及大小。
D．特殊参数组停车直流制动（时间、准位、频率）设定：关闭AVR。
2．工艺参数人机界面设定
人机部分主要实现人参与控制系统的途径。它主要包括：显示部分、设定部分、操作部分、历史故障部分；其中设定主要是主机速度设定、纬密设定、卷曲、送经张力等。
一．工艺要求﹕
1.数字裁切机要求有点动调试功能﹕点动按钮按下时﹐走布电机于原本定位位置反向走布,距离约为20MM,然后正向送布,走到设定布长后立即停车。
2.按下裁切按钮,当到布按近开关点亮时,开始裁布。
3.按下复位按钮,将布长设定值清零。
4.可以随时改变布长设定值。
5.人机界面上设置开机,停止按钮,机台上另外设置紧急停止开关。
6.人机界面上分设自动,手动﹐半自动开关,应对不同的加工需求。
7.缺布报警;伺服异常报警;越限报警,变频异常报警等。
8.收布电机速度可任意调整。
二．配置﹕
1. 台达DVP32ES00T一台﹔
2. HITECH人机PWS700T-STN一台﹔
3.信浓伺服电机3MB300B3CEM7F一台﹔
4.伺服控制器H30B一台﹔
5.台达变频器VFD022A43B一台﹔
6.国产低压电器﹐接近开关﹐按钮等。
三．系统实现﹕
1.考虑到客户收布电机加减速时间要求在零点几秒内实现停车及激活﹐
电机功率为1.5KW,选用2.2KW电机,保证有足够的裕量﹐防止剎车过快﹐导致电流急剧上升造成跳过载。
2.客户要求布长长度范围在500~2000MM内﹐送布伺服电机完成从激活到定位停止的时间控制在1秒以内﹐所以选用伺服制动电阻。
3.定位精度求在1MM以内﹐由于客户加了两级减速机构﹐减速比为1﹕30﹐根据系统扭力要求﹐增大伺服的规格﹐选用2000脉波﹐功率为3KW伺服。
4.变频器的频度变更采用外部电位机调整﹔起停采用PLC输出控制。
5.人机界面设手动﹐半自动﹐全自动切换方式﹔系统开机﹐停机均采用人机与外部控制相结合的方式﹐以增加系统的可靠性﹔布长设定采用人机输入方式﹐且设定为权限人员方可操作。
四．关于伺服控制﹕
1.由于伺服电机易受外部的干扰造成定位不准的状况﹐本系统按照伺服
的布线原则进行排线﹐采用双绞线方式引出PLC的脉冲控制信号﹐可靠的接地线以屏避干扰。
2.伺服驱动器控制线采用带屏避层的同心电缆﹐伺服电源线与控制线分
开走线﹐PLC的公共端与伺服机器地对接。用监控的方式查验PLC脉冲的收发情况﹐结果非常良好﹐大的误差为1个脉冲。
3.由于机械减速比为1﹕30的情况下仍不满足要求﹐所以结合伺服增大
电子齿轮比﹐以满足系统要求﹐在本系统中﹐伺服的1个脉冲的电气控制精度放大了8倍﹐即电子齿轮比设定为8﹐仍足以满足电气精度的要求。
4.伺服系统接线如下图所示﹕采用开集电极接线方式。
一般情况下,通过ClO2与水的反应达到净水的目的，但如果ClO2过多则会形成二次污
染，中达电通的净水方案采用台达PLC进行系统自动控制，代替以前用单片机系统，
增加了可靠性，功能性，达到了很好的效果。
关键词：净水设备、可编程控制器(PLC)、人机界面
引言：
工业对发展中国家的经济的发展起到了不可磨灭的作用，特别是中国的，工业的发展带动了相关产业的高速发展，成为国民经济重要的支柱之一。但是经过工业迅猛发展的国家都明白，工业的发展也意味着自然环境的破坏，特别是对水源的严重污染，所以对水源的保护，污水的治理，水的净化就显得十分的重要。随着人们生活质量的不断tigao，特别是医院、化工实验室等单位，对水的品质也提出了更高的要求，所以根据现状的需要，对更好的净化水的设备也提出了相应的需求。而此促进了净化设备公司的飞快成长，也对控制部分要求更稳定，更可靠！像目前一些净化水设备厂商加大资金与技术的投入，用PLC代替以前的单片机控制系统。
设备控制背景：
系统构成：电源模组+以8051单片机为主，加扩展A/D及I/O芯片搭建的PCB控制板；
系统分析：系统采用单片机实现自动控制系统，由于电路的整体设计不能够很合理，尖峰等保护措施不好，很容量出现电路故障。这也增加了服务，也隐形的增加了产品的成本，影响公司市场的发展，所以用户很想用更可靠的系统来代替原有的系统，以减少服务量，减少综合成本。
原理说明：
化学反应在专门的反应箱里，通过PLC控制两路加热信号并及时的采集PT100温度信号，使反应箱始终保持在设定的温度，再通过PLC发出脉冲对计量泵进行控制加入ClO2药剂量，使适当浓度的ClO2与水的发生化学反应，达到消毒的目的。
控制要求：
1.温度控制：系统反应需要在指定的温度下进行，所以需要保持反应箱水的温度恒定。
具体方法是设定一温度D414，设定回差D410，超温设定D535。当采集温度D310小于D414时，开始加热，当温度达到D414+D410时停止加热，温度降到D414时再次加热，使温度在设定回差内徘徊，达到恒温的目的。如果温度超过超温设定D535则停止加热并报警。
2.ClO2投加量控制：系统控制需要严格控制加入反应器里的ClO2的浓度，能够使水充分的消毒，又不会太多形成二次污染，所以对氯气的控制精度要求极高。
具体方法是ClO2的投加量根据待消毒水liuliang和单位投加量计算，尔后，感测器将水中的余氯量反馈到控制器(PLC)，将余氯量与设定值(目标值)进行比较并根据二者的差值确定单位投加量的纠正的速度和幅度，计算出新的单位投加量，从而将投加量控制在合理的范围内，
·水liuliang×ClO2单位投加量→计量泵的输出频率
·余氯高于设定值(即目标值)后，减小单位投加量，减小量由差值大小控制。
·余氯低于设定值(即目标值)后，增大单位投加量，增大量由差值大小控制。
·检测到的liuliang信号，经延时后参与运算，延时长短在0~150分钟内可设，经运算后得到控制泵的频率(即控制投加ClO2的量)
·输出控制计量泵的频率计算公式：
3.报警控制：
·压力水欠压、负压系统超压、缺原料--------报警，停计量泵
·缺水、超温、高温-----报警，停止加热
器件选型：
1.控制器：
采用台达DVP14SS11T2+DVP04PT-S+DVP06XA-S。主机DVP14SS11T2负责反应箱两路加热信号；并控制计量泵的频率达到控制加入反应箱的ClO2的药量。DVP04PT-S采集反应箱的2路温度信号；
2.显示部分：
采用台达DOPA-A57GSTD及TP04终端显示器。根据终用户的不同选择采用不同的显示幕。
3.米顿罗（MILTONROY）LMI电磁驱动隔膜计量泵：（型号P766-y/liuliang0.08~7.6L/H/压力3.5bar）
供给反应器ClO2，计量泵受PLC脉冲的控制，PLC每发一个脉冲，计量泵动作一次，输出一个冲程的ClO2，大100次/分钟；计量泵的冲程可以手动调整，即计量泵每动作一次能够输出的液体的量，可设定0~范围。
4.氯酸纳、盐酸采用电磁阀开关进行供给。
5.反应箱的温度采集采用标准Pt100，用台达DVP04PT-S
直接采集并转换，十分方便。
6.ClO2浓度采集采用德国普罗名特流体控制（中国）有限公司的CDE2-mA-2ppm型专用ClO2感测器，可以直接输出4~20mA到DVP06XA-S模块进行采集。
市场分析：
随着人民日常生活的tigao，对生产产品时的用水就特别关注，如果水源不洁，又怎幺能够生产出让人放心的产品乃至食品呢？没有好的水，对于化学实验又怎幺能够分析准确呢？没有好的清洁水，医院怎幺能够对病人有足够的保证呢？在很多行业里，都是需要有较好的水来保障下一步骤的顺利进行，所以净化设备将会日益俱增。从国内一些净化厂商来看，目前都有加注资金投入情况，而且销售情况整体较好，厂商也忙得不亦乐乎，所以水处理行业是一个自动化厂商配套的很有前景的一个行业。
小结：
净化水设备厂商的崛起，对于台达PLC来说无疑是一个很好的机会。根据目前接触的几家厂商来看，技术人员对自动化电气实现功能理解还不深刻，需要进行交流培养，也更需要有耐心去推广我们的PLC。在此种小型设备上，台达PLC具有先天优势，体积小，功能强，轻松实现其要求的功能。所以净化水设备是一个设备配套较有潜力的行业，应该把台达的PLC技术应用到更多的净化水设备当中，tigao净水设备自动化控制水平，tigao控制精度。