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产品描述

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宝鸡西门子S7-300代理商

S7-300启动时的组织块OB100在CPU启动中只执行一次的特性,对增塑剂伺服电机的控制方式依据机组不同的启动状态采取了不同响应曲线下的控制方法。具体来说,在CPU启动时(此时增塑剂存储量必定为零),通过启动组织块OB100中送出高速运转命令至增塑剂伺服电机,使控制曲线成为欠阻尼响应状态以实现对存储器中增塑剂的快速积累。而在非CPU启动状态,控制增塑剂伺服电机的FC功能块将送出普通速度命令,使控制曲线成为比较接近临界阻尼的过阻尼响应状态。  
新的设计*避免了CPU重启时带来的增塑剂积累过慢的问题、减少了废品数量,因此这样的设计不会影响正常生产状况时增塑剂含量的稳定性。   
(2) 对滤棒剔除支数的计算策略
在纤维滤棒成型机的生产中,为保证滤棒质量,每当速度低于一定的设定值时,机组就会剔除此时的滤棒。此时机组的速度是不断变化的,按通常方式无法计算出具体的剔除支数。这对统计生产效率带来了相当的困难。   
笔者可以得到动态的车速反馈,但这条反馈曲线是不断波动和变化的非线性曲线。对于非线性曲线,数学上只能够采用面积积分求解的计算方法。对于此项目就是要求给出一定时间内主电机的圆周行程,即机组一段时间内所生产的滤棒长度。  
从这一角度出发,笔者考虑采用了对车速进行模拟积分的计算方法,即从积分的基本定义出发,求出剔除时间内的滤棒生产长度L=Σ(Δv*Δt),再除以单个滤棒长度得剔除支数的计算方法。   
按照积分的定义要求,积分求解是在一定条件下才能够成立。这个条件就是Δt要足够的小即Δt→0。在实际过程中,近似认为Δt=20ms时可以满足条件。此时,计算得出的滤棒支数与实际滤棒支数的误差在±3支以内。在精度上,以高生产速度3300支/分钟计(此时滤棒长度为120mm),±3支的精度是*可以满足精度要求。所以笔者认为只要将Δt控制在20ms时就可以满足积分求解的条件。   
原系统的PLC扫描一周的时间高达几十毫秒,显然不满足要求。而此项目采用的S7-315-2DP,其单指令扫描周期为10μs级、整个扫描周期被缩短为7~8ms,这样就满足了积分计算的要求。   
(3) 对拼接纸圈的控制策略
改造之前,纤维滤棒成型机执行的是降低运行速度再进行纸圈拼接。这种降速接纸方式对实际生产是不利的:每次降速都会造成车速的大幅度变化,影响了滤棒的质量。为消除这种影响,笔者采用了不降速拼接的方法。   
不降速拼接和降速拼接并没有本质的区别:两者采用的接纸动作一样,两者只是在机械结构和电气控制元件上有区别。接纸速度的提高势必使纸圈的静摩擦力同等上升。如果转速斜坡率过高会产生很大的静摩擦力,该力会撕裂纸圈。如果转速斜坡率过低,拼接时的纸圈浪费将增加。   
为避免烦琐,该项目放弃变频器对接纸电机转速的分段控制。为求出静摩擦力和纸圈长度两者之间的优控制,笔者对接纸电机上升时间采取优筛选法。通过优筛选法得到的电机上升时间大约为3.4s。考虑到生产情况及电磁阀等器件的时滞效应,将这一时间进一步放宽为3.5s。   
3 程序设计   
程序设计采用了结构化设计,将所需实现的各主要功能编制成为S7-300中的用户功能块(FC块),在主程序循环模块(组织块OB1)中调用这些已经编制好的子程序。   
程序设计分成硬件设计和软件设计两方面。在硬件方面针对系统要求进行设计,在软件方面则按需要编制了速度计算模块、报警和故障模块、伺服电机执行模块、增塑剂执行模块、生产统计计算模块等FC块和预设、保持系统及生产数据的数据块DB块。   
(1) 硬件设计与组态
本系统在S7-300的硬件方面采用了1块PS307 5A电源模块,1块CPU-315-2DP,4块24V/0V SM321数字量输入模块,3块24V/0.5A SM322数字量输出模块,1块FM352-2高速计数模块,2块SM331模拟量输入模块,1块SM332模拟量输出模块以及用于DP总线通讯的IM153-1通讯模块1块。   
S7-300外围设备为5个伺服电机的DP通讯端。   
对上述硬件按要求进行组态,分别占据Profibus-DP通讯端的2、3~7和9号站

虽然正常燃烧期间窑炉压力得到很好的控制.但在换向期间由于天然气流量突然降到零.系统平衡突然被打破.控制系统不能马上弥补天然气的损失.造成压力大幅波动,引起窑炉温度、玻璃液位也产生较大波动.影响产品质量的稳定。虽然不能消除这种压力波动.但可以采取一些措施.如适当增加换向期间助燃空气部分弥补天然气的消失.烟道上增加补气阀适时适量打开相对减小烟道的抽力和换向期间关小调压阀开度等措施.尽可能缩小压力波动范围。达到几乎不影响液位的程度。4液位控制衡液位控制系统一般由液位计、控制器、变频柜和加料机组成。目前较为的是使用激光液位计。安装于液面较为稳定的丁作池.其测量精度为±O.01mln。加料机采用的是螺旋式加料机.每台加料机对应一台变频器,正常情况液位控制在±0.15 mm。工作过程如下:液位计的测量信号传送到控制器.经控制器运算后的输出信号送到变频器.控制加料机螺旋杆的转速调节加料量的.玻璃原料在熔化池内经过充分的熔化、反应等复杂的过程才能通过流液洞进入工作池.整个过程需要时间长.玻璃液通过后续控制装置稳定出料量.故而玻璃液位控制系统具有大惯性、大滞后和无自平衡能力的特点。因此,平时维护好关键没备如液位计、加料机,并根据生产计划的变更调整控制器的参数.才能保持液位稳定。如图7所示。

对于控制器,可以是高、低速两位式的控制方式,大多数使用PID控制器。如果要用较少的变频器驱动多台加料机.需要在变频器后手动调整加料机的加料比例。针对加料机使用台数问题.原则上根据加料机大小、加料位置宽窄等综合考虑.尽量使用多台加料机.这样在维修加料机时对液位控制的影响较小。

液位控制能否达到T艺要求.在液位控制系统外主要集中到熔化池压力稳定上。因熔化池与工作池经流液洞相连形成一个连通器,压力波动将引起液面变化.在稳定压力上已经采取了多种措施。液位控制系统主要有液位计、加料机,对液位计,按其使用手册做好日常维护,正常稳定工作即可。加料机螺旋杆磨损终影响加料能力。为此需定期螺旋杆的旋转情况就可确定加料机加料能力,并可发出加料停止报警;记录螺旋杆T作寿命.即同等混合料需要转可以加完,以判断螺旋杆磨损情况;在规定时间内没有螺旋杆旋转信号,即为加料停止。图8为某窑炉监控画面

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