西门子6GK7243-1EX01-0XE0详细说明

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成品吸吊的作用是，将检测合格的电视机从终调线移送到包装皮带线上的专机设备。
成品吸吊的可靠性是安全生产的关键，而吸吊周期（即：时间）则直接影响生产进度及效益，按照生产需要及要求对成品吸吊进行控制则是目的。原系统成品吸吊装置采用继电、接触器控制方式。这种接线方式，接线复杂，继电器使用数量多，缺乏柔性。造成电器控制部分可靠性差，故障率高，日常维护量大。
通过对可编程（PLC）技术的不断了解和学习，把PLC控制技术应用到彩电生产线之成品吸吊的控制中，取代传统的继电器控制线路，取得很好的使用效果。

第一章 成品吸吊主要器件参数及功能
1.1 PLC：FX1N-60MR
输入36点，输出24点（输入，输出点数选择参照5.1.1）
辅助继电器：一般用 M0－M383
保持用 M384－M511
定时器：T0－T199 （100ms）
1.2 变频器：ASZ-104 
输入输出方式：单相输入，三相输出。
电压：220V 频率：50HZ 功率：0.4KW 1/2P
参数设定：
CD00（主频率） 60HZ
CD01（设定锁住） 1 0：设定锁住 1：可以设定或修改
CD02（加速时间） 0.8S
CD03（减速时间） 0.3S
CD05（启动频率） 0.5HZ
CD08 0 0：正反转 1：正转 2：反转
CD11 0 0：动能刹车 1：自然刹车
CD12 1 0：键盘控制 1：端子控制
CD14（上限频率） 60HZ
CD15（下限频率） 0HZ
CD17（*大电压频率）50HZ
CD22（第二段调速） 20HZ
1.3 电磁阀：a、b汽缸均采用三位五通双线圈先导带弹簧复位常闭型电磁阀。真空发生器采用二位五通双线圈先导型电磁阀。阻挡器采用二位三通单线圈带弹簧复位先导型电磁阀。
1.4 真空发生器：ZSE4-25型 真空度达到-0.4Mpa时，真空开关闭合。
1.5 气缸：SMC系列
a缸：L—MDBB100—500型（带缓冲，内置磁环）汽缸直径为100mm、行程为500mm 、*高使用压力为1.0Mpa
b缸：L—MDBB80—500型（带缓冲，内置磁环）汽缸直径为80mm、行程为500mm 、*高使用压力为1.0Mpa

第二章 改造前后设备描述
随着公司彩电生产业务的不断扩大，整机吸吊系统运行周期已成为顺利生产的瓶颈。因生产需要，生产量定额在1800台左右，也就是说每小时吸吊180台，用10个小时可以完成任务。除去正班8小时外，需加班2个小时才可以完成当天任务。要达到这样的效果，吸吊周期至少要达到20秒，而原吸吊系统运行周期在25秒左右，吸吊周期过长，不能满足生产需要。要完成同样1800台电视机的生产任务，则需要12.5个小时左右，这样公司要多支付给员工4.5个小时的加班费、加上电能及其他设备损耗，而员工面临的是长期的工作劳累和生产效益奖金的下调，这是公司和员工都不期望的，因此提出对原整机吸吊系统进行改造。

2.1 改造前设备
2.1.1电器控制：
电气控制采用继电、接触器。左右移动动力采用三相刹车电机加减速装置，无变频调速，无自动送纸箱装置。
2.1.2 动作轨迹：
开始 右移 左限 下降 等待电视 有电视 左移 吸屏位 吸气 真空开关闭合 上升 上限到 右移 右限 下降 下限 真空开关复位 右移0.2秒 上升 上限 左移 左限 下降 下一个周期

2.2 改造后设备描述
2.2.1 电器控制：
电器控制采用PLC控制，左右移动装置增加变频调速，增加自动送纸箱装置（原设备无动力滚筒线改为电动皮带线，外加三个红外光电开关，应用程序控制即可）。见开关布置与设备略图。
2.2.2 运动轨迹：
开始 到工作0点 等待电视 左移 吸屏位 抽空 真空 开关闭合 上升至脱离光电 放空板、上升、 右移同时进行 右减速 开关 减速右移 右限 等待纸箱 下降 下限 真空开关复位 右移0.2S 上升 上限 左移1.5S 下降、左移同时进行 左减 速位 减速左移 左限、下限 下一个周期

采用PLC对原整机吸吊系统进行改造后，吸吊系统运行周期缩减到16秒左右，每小时可吸吊电视225台左右，要完成1800台的生产量只需8小时，而改造前需要12.5个小时。

第三章 设备改造工艺要求
1. 整机吸吊主要用于29寸、25寸、21寸电视机。
2. 手动/自动转换。
3. 生产小型机种（14寸电视采用人工抱机）真空吸盘装置需在原点位置（左极限，a、b缸上限位置）。
4. 吸机周期为18秒。
第四章 开关布置与设备略图

整机吸吊作用：将检测合格电视机从终调线(A)移送到包装电动皮带线(B)的专机装置。
第五章 系统设计原理
5.1 系统硬件设计
5.1.1 系统I/O点.内存容量和选型依据
系统输入信号包括：3个2档位自复位旋钮开关、2个3档位旋钮开关、10个行程开关、7个磁性开关、4个光电开关、1个真空开关、1个脚踏开关、1个启动按钮、1个停止按钮。共35点输入。
系统输出信号包括：2个工作指示、3个双线圈电磁阀、2个单线圈电磁阀、1个移行电机、1个皮带电机。共14点输出。
因此，采用日本三菱公司的36点输入和24点输出的自带DC24V电压输出的FX1n-60MRPLC做为系统的控制器。该PLC体积小，工作速度快，具有良好的性能价格比。按照控制程序步数计算，PLC梯形图程序大约在400步以内，FX1n-60MR的程序容量为8192步（8K），可以满足要求。

5.1.2 拖动方式
PLC输出直接控制直流24V继电器线圈，通过DC24V继电器控制5 个电磁阀和移行电机及皮带线电机的直流接触器线圈，启动电磁阀和移行电机及皮带电机。输入元件的供电电压为DC24V，由PLC本身输出的DC24V提供。输出负载启动时直流电流>PLC本身输出的DC24V电源负载。因此，在控制系统加一个直流24V开关电源。控制系统原理图(5.2.2)
5.1.3 负载动作说明
(1) 移行电机向左移动1.5秒(可根据需要设定)后汽缸b同时动作下降；
(2) 移行电机移至右限汽缸a、b同时动作下降；
(3) 释放电视机后a、b汽缸同时动作上升；
(4) Y4得电,移行电机左移Y4、Y5同时得电,左减速运行；
(5) Y6得电,移行电机右移Y6、Y5同时得电,右减速运行。

5.2 控制系统原理图
5.2.1 输入输出回路
5.2.2 主回路
5.2.3 控制面板
5.3 系统软件设计
PLC程序的编写和调试，采用SW5DC-GPPW编写软件。
5.3.1 开关量输入定义：
左限 X0 
左吸屏 X1
左减速 X2
右减速 X3
右限 X4
右极限 X5
缸a 上限 X6
缸a 下限 X7
缸b 上限 X10
29寸下限 X11
25寸下限 X12
21寸下限 X13
破坏真空 X14
真空开关 X15
脚踏开关 X16
空板放行 X20
X21
X22
X23
29寸纸箱位 X24
25寸纸箱位 X25
21寸纸箱位 X26
左极限 X27
自动 X30
手动 X31
左移 X32
右移 X33
上升 X34
下降 X35
吸气 X36
放气 X37

大/中/小 X40
X41
启动 X42
停止 X43
5.3.2 控制输出定义：
运行指示 Y2 HD1
故障指示 Y3 HD2
左移 Y4
减速 Y5
右移 Y6
缸a 上升 Y10
缸a 下降 Y11
缸 b上升 Y12
缸 b下降 Y13
吸气 Y14
放气 Y15
阻挡1 Y16
阻挡2 Y17
皮带电机 KM Y20

5.3.3 控制流程图
5.3.4 吸吊梯形图程序（见软盘内）
5.3.5 程序设计说明
在停机情况下，成品吸吊自动到原点位置，可实现对小型机种14寸电视的人工抱机。
按下启动按钮X42，运行指示和故障指示灯同时闪烁5秒后，运行指示灯亮，故障指示灯灭

系统配置：

NA400可编程控制器提供三种系统配置，包括单CPU单以太网模式、单CPU双以太网冗余模式、双CPU冗余模式，多种灵活的系统配置模式可以更好地适用多种不同的实际应用。提供了多种类型模件包括电源模件、三种不同类型的CPU模件、串口通信模件（提供8个标准的RS232/RS485）、开关量输入模件、SOE模件、开关量输出模件、模拟量输入模件（电流型和电压型）、温度量模件等。

NA400控制系统架构图
2.3 技术特点

2.3.1 通信网络

（1） 以太网通讯接口

CPU模件集成10M/100M以太网接口，支持Modbus/TCP规约，支持双以太网冗余配置。

（2） 串口通讯功能

NA400可编程控制器提供了串口通讯模块，并可自由配置模块的数量。每个串口通讯模块提供4个串口，每个串口均支持RS-232/RS-485接口标准，并且全部支持编程。

（3） 现场总线网络

NA400可编程控制器采用现场总线网络，具有通讯速率快、抗干扰能力强、、结构简单、实时性好等特点，并且具有很好的扩展性，易于实现模块的灵活配置，且对于现场环境及安装要求都不是很高，同时为系统扩展及远程控制都提供了方便。NA400可编程控制器支持ProfiBus-DP、CANOpen、ModBus等不同类型的现场总线接口，可以方便地与其他系统连接。

2.3.2 高可靠性设计

（1） 全智能I/O设计和一系列安全性、可靠性设计为系统的运行提供了**

¨ 开入模件的光电隔离和软件滤波功能；

¨ 开出回路密码锁设计，开出模件的反读、校核及执行继电器的联合控制保证在任何情况下不会发生误动；

¨ 温度量模件先进的每路独立横流源设计大大提高了采集速度和抗干扰性；

¨ 模拟量模件飞度电容的设计方法保证了内部电路和外界干扰的绝对隔离，大大提高了采集精度，*大限度地降低了模拟量漂移。

（2） 双机热备冗余设计

NA400可编程控制器提供了双机热备冗余方案。无需用户编程，监控模块之间实时自动备份数据，一旦一个监控模块瘫痪，另一个监控模块可单独运行，不会对控制系统产生影响。

（3） 满足一系列电磁兼容性国际标准

为了提高PLC系统的可靠性、在设计过程中遵循了电磁兼容性国际标准，通过设计开发中的针对性的设计。NA400可编程控制器的电气技术指标及电磁兼容性如下：

¨ 环境温度：-10℃~60℃；

¨ 浪涌抗扰度：4kV（共模）/2kV（差模），4级（IEC61000-4-5）；

¨ 振荡及抗扰度：2.5kV（共模）/1kV（差模），3级（IEC61000-4-12）；

¨ 快速瞬变：±4kV（电源）/±2kV（I/O），4级（IEC61000-4-4）；

¨ 静电放电：±15kV（空气）/±8kV（接触），4级（IEC61000-4-2）；

¨ 辐射电磁场抗干扰：10V/m，频率80MHz~1GHz，3级（IEC61000-4-3）。