6ES7231-0HC22-0XA8参数详细

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在制品中，除烟叶可以加工外，加工过程中产生大量烟梗也可以利用，烟梗加工过程中需要去杂质，恢复柔韧性，才能利于烟梗切片加工，处理过程就需要烟梗回潮。水槽式烟梗回潮机是梗处理线上的一台主要设备，它利用循环恒水温介质将烟梗进行净化处理。设备主要由洗梗箱体、管路系统、输送网带和水分控制四部分。整个水分过程控制主要由水温、烟梗水中停留时间、压缩空气吹水量来控制水分达到工艺要求。
      根据设备工作的需要，我们设计基于DOP人机界面的PLC洗梗机控制系统必须保证洗梗机水份达到工艺要求，本系统DOP人机界面作为触摸显示屏，采用S7-300 PLC作为控制主机，组成控制系统，构成系统可以完成水温的模拟量闭环控制，水位的数字量闭环控制，循环水流速度可调节开环控制，上下游水位的联锁控制。系统工作稳定控制精度高，满足系统工艺要求。
1  控制系统的硬件组成
      洗梗机硬件系统主要由四部分组成，第一部分是人机界面，系统选用中达电通公司的DOP—AE80THTD触摸屏，AE80触摸屏有65536色，32位RISC微处理器，32M存储器，512K断电保持，USB编程。有3个串行通讯口，RS232/RS422/RS485三种通讯接口可供选择，考虑我们用S7-312C直接通讯，我们用RS485接口，触摸屏完成系统显示和控制以及系统控制参数调整，温度变化趋势图、故障报警等任务。第二部分过程控制部分的PLC由S7-312-5BOO-OABO完成，它有1O个数字量输入，个数字量输出，可以满足本系统的数字量需要，除CPU312C外需要通过硬件组态配置一个模拟量输入模块6ES7331-7KFO2-OABO，它是8路12bit拟量A/D转换模块，12位控制精度可以满足本系统要求，8路输入可以可以配置成3路温度铂电阻PT100输入,0～10V电压输入供变频器输入速度信号，经转化量显示水流速度。一个模拟量输出模块6ES7332-5HB01-OABO,它是4路12位模拟输出模块系统一路输出4～20mA控制气动薄膜调节阀，通过阀门开度控制水箱温度恒定。第三部分是系统输入检测器，数字量输入完成基本起停联锁以及水位控制。模拟量输入温度检测，由pTl00传感器完成3路温度信号检测，供水箱温度闭环控制。一路电压输入，输入变频器输出频率，经系统转化为数字信号供触摸屏显示水流速度。第四部分是执行器，主要控制系统上下游联锁输出信号，水流变频器起停。加水电磁阀控制水位，入水加温电磁阀控制入水温度。保温气动薄膜调节阀，完成水箱温度的恒温控制西门子S7-312C PLC通讯口只有MPI接口，不具有标准的RS232和RS485接口，通常触摸屏只连接西门子自己的触摸屏，用自己的MPI接口，但西门子触摸屏价格较高，有时考系统性价比，选用其它品牌，这样通讯协议设定就需要多一些技术，通常采用西门子公司PC-MPI转接电缆连接，这样简单可靠但成本较高，硬件安装多个转换盒，安装不方便。本系统采用直接连接，协议设定就尤其重要，具体设置过程如下：首先通讯速率：19200，8,EVEN,1.（RS485）；然后PLC站号：*后是控制区/状态区：DBWO/DBW20。需要注意事项的有此驱动只能用于1台DOP人机界面连1台PLC；PLC通讯速率需改为19200，（8,EVEN,1.）；不可使用2个通讯口都用；DOP站号需设为O～15，若超过此范围，则通讯协议自动改为15；没有接连接电缆时，DOP人机界面约5s后，会显示Error message。若接上连接电缆时，DOP人机界面需重新送电，才能连上通讯成功；送电后，因DOP需接受PLC通知后方可连上。故第1次联机所需时间较长，正常情况下，应在5s内连上；此协议为多段来回的通讯（1个命令需DOP HMI与PLC通讯多次，方可完成）。故通讯速度较一般控制器慢。但与S7-300使用PC adapter速度基本相同  模拟值模块转换、循环和响应时间 
      转换时间由基本转换时问和模块的测试及监控处理时间组成。基本转换时间直接取决于模拟量输入模块的转换方法（积分方法，瞬时值转换）。模拟量输入通道的扫描时间，即模拟量输入值本次转换到下一次转换时所经历的时间，是指模拟量输入模块的所有模拟量输入通道的转换时间总和。模拟量输出通道的转换时间由两部分组成：数字量数值从CPU存储器传送到输出模块的时问和模拟量模块的数一模转换时间。模拟量输出通道也是顺序转换，即模拟量输出通道依次转换。扫描时间，即模拟量输出值本次转换到再次转换时所经历的时间，是指模拟量输出模块的所有的模拟量输出通道的转换时间总和，所以可以通过在STEP7中禁用所有没有使用的模拟量通道，来降低I/O扫描时间。
3.3  连接传感器至模拟量输入
      根据测量方法的不同，我们可以将电压或电阻等不同类型的传感器连接到模拟量输入模块。为了减少电磁干扰，对于模拟信号应使用屏蔽双绞电缆，并且模拟信号电缆的屏蔽层应该两端接地。如果电缆两端存在电位差，将会在屏蔽层中产生等电势耦合电流，造成对模拟信号的干扰。在这种情况下，应该让电缆的屏蔽层一端接地。对于带隔离的模拟量输入模块，在CPU的M端和测量电路参考点MANA（一般是端子10和11）之间没有电气连接。如果参考电压UN和CPU的M端存在一个电位差UISO,必须选用隔离模拟输入模块。通过在MANA端子和CPU的M端子之间使用一根等电位连接导线，可以确保UISO不会超过允许值。如果使用的传感器是非隔离传感器，在输入通道的测量线M-和测量电路的参考点MAA之间会发生有限电位差UCM（共模电压）。为了防止超过允许值，在测量点之间必须使用等电势连接导线。
4  温度控制程序功能块设计
      STEP7程序允许在线和离线编辑程序，首先创建OB1系统组织块，然后创建定时中断组织块OB35,在OB35中调用温度控制功能块FB58，调用FB58前提是在STEP7中安装标准库（Standard Library）,调用过程是打开OB35→点击View→点击Overview→点击右侧Library→点击Standard Librar→点击PID Control Blocks→点击FB58温度控制功能块，在输入参数时，输入背景数据库DB1。DB1作为OB35背景数据库，背景数据库中的数据结构是由系统自动生成，用户不能修改，必须按标准库中的数据格式要求输入数据，在背景数据库中还有一些系统控制参数设定，有些控制参数也可以在背景数据库中修改，打开背景数据库DB1,选择参数视图，就可以修改参数如：采样周期、PID参数、上下限、脉冲输出等。
      在OB35中调用FB58功能，输入响应控制量、数字量及模拟量等，当参数输入完成，系统就可以运行程序。在程序调用LAD显示当中有十几个输入中可以选择必须的输入，有些必须输入，有些可以用系统默认值，在本系统启动后输出M6.0,启动FB58。设定值用变量SP＿INT是浮点数格式必需输入，通过触摸屏输人数据MW2,MW2转化成浮点数MD6中，MD6作为SP＿INT；过程变量输入用PV＿PER（外围过程控制变量）输入外围设备（I/O）格式过程变量，即用S7—331—7KF02模拟量输入模块的PIW258的数字值作为过程变量，如果将此数据转化为浮点数，即可输入PV＿IN，梯形图中程序PV＿IN和PV＿PER输入1个即可，输入PV＿PER即简单又减少转化控制程序的编写，在控制功能块中，一般常输入PV＿PER在功能块中将PV＿PER转化为浮点数PV＿IN，用设定值SP＿INT减去PV＿IN就是误差。在系统中参与PID控制。功能块还有手动功能，当外界条件不满足自动工作条件可以用手动控制工作，具体是将其中MAN＿ON设置为M1.O,当M1.0为1时，可以将设定触摸屏设定手动输出数据MD10,设定MAM为MD10中，LMN＿PER过程输出直接输出控制值。
      控制器有7个输出可以作为系统控制的控制输出和显示用输出，其中主要利用PV格式化过程变量，可以作为蒸气调节阀阀开度显示。LMN＿PER是I/O格式的控制量输出值，这里直接输出到PQW272，在模拟量输出端输出4～10mA控制气动薄膜调节阀。功能模块还有QLMN＿HLM、QLMN＿LLM上下限报警。这样功能块程序设计基本完成

1 引言
立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大圆形工作台，用来装夹工件。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小大型复杂零件。本文主要介绍利用公司资源优势，整合台达数控及伺服运动控制系统、丹佛斯成员企业无传感器矢量型HLP-V系列变频器,实现精准定位、变频快速切削、紧急制动的功能；为满足客户需要并介绍利用eView人机界面和台达EH2系列PLC实现双柱副架加工功能。
2 技术要求
2.1 数控立车：1米5型、2米5型、3米5型、4米5型、6米3型、8米型等。
*大切削外径：8米-11米。行程进给 ：X轴快速进给 15m/min，Z轴快速进给 15m/min
2.2精度控制：
定位精度:0.01mm
重复定位精度:0.008mm
2.3对伺服提出要求：
（1）运动很平稳顺滑。
（2）往复运动快速且精准。
（3）车切削瞬间,其他外力突然介入,伺服定位或定速被影响很少。
2.4对数控提出要求：
（1）数控系统基本功能要求——G代码功能，辅助功能—M代码。工件程序容量要大。
（2）RS232通讯和DNC线加工。
（3）联动轴数：2个
（4）控制精度：0.001mm
（5）操作画面可以自由规划。
2.5对工作台电机要求：
采用三相异步交流电机，电机功率是37KW-90KW,实现两极变速,高速和低速。点动（走低速）和制动（高速方式下延时5秒钟后制动，低速方式下延时3秒后制动）；外需要一个+5V外挂手轮，实现手动对和程序测试功能。
3 系统方案确定及产品优势介绍
数控车床，采用台达车床控制器PUCNC-H4C-T专用数控系统、2Kw ASDA-AB型交流伺服驱动器和马达，控制架横向（X轴）和滑架纵向（Z轴）快速运动和进给运动，其中Z轴伺服电机带有制动抱闸功能。工作台电机采用丹佛斯成员企业HLP-V无传感器矢量型变频器调速及制动(并提供副架手摇轮工作用+5V电压)。副架eView人机界面300及台达EH2系列PLC实现。
3.1台达车床控制器PUCNC-H4C-T主要功能和特点：
（1）开放式系统架构，内含嵌入式可编程PLC，可配合更多机械设计。
（2）全功能CNC键盘，配合PLC开发，可自定义按键功能。
（3）提供4组+/-10V模拟量接口，其中二路用于控制交流伺服驱动进给轴。一路控制变频主轴（伺服主轴），一路可选用控制伺服塔。
（4）解析度可设定7位数，响应速度可达1000Kpps。配合编码器光栅检测，可实现半闭环/全闭环控制，控制精度0.001mm。
（5）诊断功能和PLC状态显示。
（6）手摇轮安全测试（防撞机功能）。
（7）离线描图和加工描图功能。
（8）除标准G代码外，提供多种固定切削循环和复式循环编程，编程更简便。
（9）支持更高阶MACRO宏指令，可灵活设计NC程序。
（10）程序存储容量256Kbyte,关机后电池维持。
（11）提供RS232C标准接口，可接个人电脑（PC）实现DNC线加工功能。
3.2台达交流伺服ASDA-AB主要特点：
（1）具有多种控制模式，可与上位控制器灵活配合。
（2）强健式控制模式，负载惯量大范围变化时，系统仍然可以保持优异性能。
（3）具有位置P-CURVE和速度S-CURVE平滑功能，且命令来源是外部模拟量输入内部寄存器设定均有平滑功能。
（4）丰富软件功能，方便用户调试。
3.3丹佛斯成员企业HLP-V变频器主要特点：
（1）HLP-V系列无传感器矢量变频器：
•反应速以毫秒计算，对转速的修正可在3ms内完成，指令响应为0.1ms
•150%过载转矩一分钟，140%的加速转矩，180%的启动转矩
•闭环控制：整个频率范围内提供150%满转矩
•开环控制：提供100%保持转矩
•负载变化时：保护*大的稳定性，快速的转速补偿
•特殊的转矩控制模式
•高精度的滑差补偿<0.5%
•高输出频率分辨率<0.003HZ
•模拟/脉冲输入扫描时间<3ms
•崭新的soft-switching技术：能有效的抑制du/dt，减低尖峰突变电压，可配合任何标准电机使用，可使用300m（非屏幕式）或150m（屏幕式）电机电缆。
（2）HLP-V为您提供许多选项的组件，这样既构成了完整的设备特性、减少了故障机会、降低了设备投资，并且保证了您的设备与变频器之间可获得*佳的匹配：
•内置2组DC电抗器，可有效抑制谐波的产生，提高变频器功率因素不再需要另加功率补偿设备。
•内置RFI滤波器，以防止变频器操作时对计算机或高灵敏仪器造成噪声干扰
•内置标准两线式编码器输入端子
•超高速精确度的同步和定位功能
•内置PID调节器
•两组标准串行接口：一组用于控制面板，一组用于计算机通讯（RS485）
•还可提供多种内置通讯卡选件
（3）LCP操作面板使参数设定工作更轻而易举
•快速菜单使参数设定更简便，只需按照电机铭牌输入12个数据即可
•可热插拔的LCP可使您轻松自如地将一台变频器的参数内容拷贝到另一台变频器中
•特大液晶显示屏，允许同时显示4种读出数据
特性与功能：
•语言数字式显示给您清晰的信息，“快速设定菜单”方便您迅速和简便的编程；
•对于不同的场合，能提供速度、工艺、转矩，以及特殊电机控制模式；
•电机自动调谐功能（AMA）可在电机静止状态下测量电机的关键参数。如果出厂的设定与电机不等，AMA能保电机转矩的性能达到*佳状态，可适用于*严格的应用场合。
•载波频率自动调节功能（ASFM）可依负载状况自动调节载波频率、提升效率、降低噪音，并允许于电机运转中以手动方式调节；
•自动过热控制功能在HLP-V超过额定温升时，立即降低载波频率。如果这还不足够，它还可以降低输出功率来维持运行。当市电缺相或市电严重产平衡时，变频器将自动降低输出频率。
（4）HLP-V系列变频器*大可做到110KW制动单元内置，既节省了空间又为用户得到更大的经济成本。
3.4 eView人机界面主要特点：
000 系列做为eView主打产品MT500的升级版，正是基于满足客户这一理念而生产的，是持续不断完善HMI触摸屏的，是我们提供的面向工业应用的系列高性能产品之一。000 系列具有我们的高端产品系列MT5000的大部分功能，采用32位RISC CPU，能迅速调用复杂的图形，满足大多数用户的需要。支持与绝大多数的PLC直接通信，PLC传输数据不需要运行任何特殊程序。并拥有在线模拟、超大用户组态存储空间、与标准C语言兼容的宏指令等贴合客户需要的功能。能迅速有效安全地完成现场数据采集、处理、监控和输出。
3.5台达EH2系列PLC特点：
•主机点数：16 / 20 / 32 / 40 / 48 / 64 / 80
•*大I/O点数：512点
•程式容量：16K Steps
•指令执行速度：0.24µS(基本指令)
•通讯埠：内建RS-232与RS-485，相容MODBUS ASCII / RTU通讯协定
•资料暂存器：10,000字元
•档案暂存器：10,000字元
•高速脉波输出：20与32点数机种支援2点200KHz(Y0, Y2)；40点数机种支援2组AB相200KHz脉波输出(Y0, Y1)(Y2, Y3)，与2点200KHz脉波输出(Y4, Y6)。
4.*优的配置，合理的方案给您带去不仅是高性能的产品，而且还有更实惠的经济成本和实际效益