西门子6ES7231-7PF22-0XA0技术参数

西门子6ES7231-7PF22-0XA0技术参数

一、工艺说明： 

排盘机是处理月饼成型机后面的一道工序，目的把成型的月饼按照一定的规则序列排放在烘盘上，然后由烘盘传入隧道炉进行烘烤。 排盘机是处理月饼成型机后面的一道工序，目的把成型的月饼按照一定的规则序列排放在烘盘上，然后由烘盘传入隧道炉进行烘烤。 

排盘出的月饼序列如下，要求饼的直径，X轴数量（横向）Y轴数量（纵向）可设定，排饼可以根据需要设为平行或者交叉。X轴运动来决定月饼横向间距放饼，需用伺服控制，因为横向放饼，一定得快速，排饼机的性主要在这里争抢时间。Y,Z都用带刹车离合器的电机直接带动。Y轴运动来决定月饼纵向间距放饼，当横向一排排完后切换到下一排时候，Y方向移动一个距离。Z轴控制烘盘下降用来换盘，让排饼自动运转下去。 

主流程：启动---初始化回原点---落料检测到---x轴运动到位置---落料检测到---x轴运动到位置。。。。x轴轴向数量到---x迅速返回启动位，y轴移动一个距离到第二排，准备第二行排饼。。。。。y轴行数到，并且x轴数量到达，一个排结束----z轴向下移动一个，更换一个烘盘----第二个盘。。。。。。-----盘数到，停止。 

二、系统配置： 

根据控制要求配置台达产品为32EH00T+57GS+ES3-10CN6941+ASD-B0721 

我司伺服带X行进，编码器装载在y轴电机负载轴上，烘盘y轴一个行程是负载轴转一圈，所以y轴定位位置由编码器回授值来控制y轴的停止。编码器采用1000线，ab相倍频接入plc。 

Plc采用EH，充分展示了EH的优势，可支持200k高速脉冲与伺服，高速计数及其中断，外部中断。尽量避免过冲，落料检测，z轴停止信号都采用中断，y轴用高速计数中断来停止。在这个设备中可以充分使用EH plc的优势。三、结束语 

台达机电产品在江苏，安徽的这一行业中正在被越来越广泛的应用。我们单一的产品不一定有很强的比较优势，但通过我们产品的整合应用，我们就可以为客户能提供*佳性价比的解决方案，这是我们的优势所在

一、引言 

在纸张分切设备的计数装置，必须能给用户提供具有计数十分精确的纸张分切盘子，我们采用西门子S5-115可编程控制器，构筑整个分切计数控制的程序，组成了测量，时间，控制，判断，确认等各种状态设计，并充分考虑到各种抗干扰特性，达到控制稳定,计数精确可靠。 

二、分切操作的现象与分析 

分切操作中经常会遇到以下三种情况： 

1． 正常的分切操作控制； 
2． 在分切操作控制中遇到各种因素，如断纸后重新操作控制； 
3．对已卷上的纸张进行剔除处理的操作控制（退纸操作控制）。

上述三种情况中，只要设备运行正常，原纸的生产质量好，一般经过第一种的分切操作控制，所分切出来的纸张计数基本上都能满足用户的需求。然而经过第二种和第三种分切操作控制，所分切出来的纸张计数情况就差了，通过复卷校对时，其计数控制要么少，要么多，由此带来了产品质量的麻烦和用户投诉。所以采用计数控制稳定，精确可靠的计数控制系统就显得十分重要了。 

三、可编程控制的应用 

采用西门子S5-115可编程控制器，充分运用它的特点，能够较好的解决分切工在操作中，所遇到三种分切生产的现象使分切计数准确。只要把程序设定在所有需要的生产操作控制之中，就能使得计数控制稳定，计数精度可靠准确。它的分切计数控制程序如下： 

（一）正常计数控制 

在正常的分切纸的操作生产中，当纸张由分切设备的各种引纸辊进人主辊，然后由卷取辊将纸张完成分切卷取。分切机的计数检测信号通常是从主辊上取出的。因此在主辊上装有的计数检测传感器，它就控制着整个分切计数检测的作用。分切操作工，根据纸品种的不同，可任意设定分切纸张的作业时间，也就是主辊转动分切的速度，我们可从已知的主辊的直径φ，得到一个单位的脉冲长度。若主辊直径φ=261.0mm，则单位脉冲长度＝φ*π/1000=0.81995568mm，当检测通过脉冲中个数等于N个时，那么就得到已卷取的纸张长度L=N*0.8199556mm。同时，在计数器接受脉冲个数前，我们将单位脉冲长度输人CPU内，通常将一脉冲代表长度（0. 88995568mm）除以一个因子100，得到81.995568mm，分别设置为A=81.99和B=5568两部分，分别储存在二个地址码中，如果复卷的盘纸实测长度与计数长度不等，则可以通过系统的编码开关加以修正，修正因子=实测长度/计数长度，使计数准确、可靠。 

（二）断纸后的计数控制 

当因纸张的质量或者其它机器设备的原因等，引起断纸或者主辊停转时，由于机械运行的惯性，主辊此时仍有瞬间的运转时间，使传感器的检测仍会随着主辊的旋转而计数，这时就会引起检测计数的误差。因此在系统中需断纸检测信号，一般可采用光电传感器控制完成。只要一断纸，光电传感器就可检测到一个断纸信号。这样会马上使计数器停止计数，拒绝任何是否有计数脉冲信号的输人，从而就解决了由于断纸或机械停机的惯性所造成的计数误差。 

（三）退纸计数控制 

退纸控制是为了满足分切工艺的要求，在分切生产操作中，由于纸张的原因或设备机械转动的原因时常碰到断纸，所以要对纸张的接头做重新连接粘贴的操作，因此要对已经在卷取辊上的纸做剔除处理。也就是退出一部分纸张，这样就会使卷取辊上的纸张长度减少若干米，由于此时的生产操作，主辊是停止的，因此计数器上并未记录检测退纸的长度，这样重新启动时，总的计数就会缺少若干米，引起计数不准，通常所说的少数米。因此这时就要有一个“补偿”功能设置，通过在卷取辊上的检测传感器得到一个每转一圈的脉冲信号，输人到计数器内。当主辊重新启动时，计数器则从卷取辊上的脉冲信号与主辊上的脉冲信号进行采样叠加，得到一个变化的△信号。只有当主辊重新再检测到一个F= F（主辊原先的计数值脉冲）＋△F（卷取辊退纸计数脉冲），这时才重新开始计数，否则不计数。这样就将损失的退纸部分计数补偿了，从而解决了退纸时所产生的计数误差问题。 

四、结束语 

由于本系统结合分切工艺生产操作的实验，充分利用了原有分切机的设备和设施，利用西门子S5-115可编程控制器的优异性能，使得实际生产操作控制简单方便控制灵活。稳定计数准确率十分可靠和准确。在设定分切操作每盘长度计数为5000米一般纸张时，不管在设备运行中发生什么情况，如断纸或者退纸，它的计数精确率可达到千分之一。

应市场要求，我们研发设计了宽幅平带平板硫化机系列机组，其主机要求3.2～6.4米幅宽、采用可解体预应力框架、多缸上位下压、低位节材、陶瓷电热、单高压液压站、可中割分幅、单层/双层设计，双向组线等。该机组定位于装备国际、国内及再生胶利用市场中高强钢绳运输带和片卷材生产用户，为保护知识产权，该系列机组关键技术拟申报发明专利。其中多缸同步与电热同步智能控制为本研发项目的要点之一。 

1. 同步智能控制需求产生 

通常，柱式、框架式平带平板硫化机的下位上压或上位下压采用分步供油大径液压缸方式，这些方式中，由于硫化过程中需对硫化生带施加1.5～3MPa的压力（国外厂家达到4MPa），致使液压缸体、本机机体庞大，耗材总量惊人，成本居高不下。异于以往设计，本研发设计采用反传统的多缸上位下压，而多缸中空行程部分采用气液补偿、作功保压部分采用薄型单作用高压千斤顶，开裆回程则采用反向同型高压千斤顶。研发过程中虽然设计了机械同步和采用单一高压泵站强制间歇供油，以及同型号的电液伺服阀控制，且所有电液伺服阀有相同的基本输入信号保持基本同步，通过调节电液伺服阀的输入信号控制进油量同步误差。但出于半闭环伺服控制要求，我们在各缸附加了静磁栅油缸行程检测仪，这是一种新型的油缸外置式位置传感器，其具备显示位置、闭环控制和通讯转换等多种功能。而这种机电液一体化位置控制需要考虑控制智能化。 

其次，异于蒸汽-过热水、电热油或电热管加冷却水的双道热板加热方式，我们采用共烧陶瓷电热组件对热板加热，其以高热导率陶瓷——氧化铝瓷为基体，以耐热难熔金属作为内电极形成发热电路，通过一系列特殊工艺将两片氧化铝生瓷片共烧而成（片状元件），其优点是: 1）结构简单；2)升温迅速；3) 功率密度大； 4) 加热温度高逹400℃以上； 5) 热效率高；6）加热均匀； 7）无明火,使用安全； 8) 可实现复杂型状的平面加热； 9) 发热电路与空气隔绝，组件耐酸碱及其它腐蚀性物质，寿命长； 10) 组件本身及生产过程符合环保（ROHS）要求等，具备国际认。采用陶瓷电热件，对节材，节水、降耗效果显见，其能对加热区域分别精确控温，对稳定硫化效果甚至于不同材质的覆层硫化平带具有柔性化，同样，这种电热控制也需要考虑控制智能化。 

在硫化过程中，硫化压力和温度是极为重要的参数，由于产品用途不同，硫化材质、配方不尽相同，硫化工艺参数亦多变，即便是细微变化，也是装备制造厂家研发设计时需要前瞻性综合考虑的。而上述两类控制智能化的整合思维则是本文成因。 

2. 多缸同步控制 

多缸配置中，采用基准缸的行程位置校准其余加压缸的位置传感器零点，而动/定热板均压分布筋采用FEA优化设计，机械同步、制造和使用误差采用传统压铅方法对冷热静态取值机械补偿，确定机械原始零点。但产品厚度偏差检测超标时，需再次校核该原点。 

同步控制过程如下：各非基准油缸的位置与基准缸位置静磁栅油缸行程检测同步误差经A/D转换采集到PLC或计算机，在预设控制智能化的软件算法下进行处理后输出数字控制量，再由D/A转换成模拟电压信号，通过调节电液伺服阀的输入信号控制差位油缸进油量同步误差，控制电液实现子系统驱动各油缸实现同步运动。误差到达容差平衡值时，加压系统进入保压状态，高压泵站停机。此后的泄漏造成误差由于密封件与油缸制造精度统一，基本控制在等同容差范围是肯定的。 

3. 电热的同步控制 

由于共烧陶瓷电热组件在制造过程中可能造成单件面积上的区域温差和件间差异化温差，因此，设计中采用夹装铝制均热板，测温采用每块共烧陶瓷电热组件相对的热板背面钻孔安置若干热电偶，而共烧陶瓷电热组件也分别控制供电。校正测温方法同传统方法无异，单一基准温度直接在HMI设定。 

温度同步控制过程如下：各共烧陶瓷电热组件温度误差经A/D转换采集到PLC或计算机，在预设控制智能化的软件算法下进行处理后输出相对共烧陶瓷电热组件开关量信号，通过通断信号控制可控硅对其导通供电生热，实现同步控温。由于采用接近需要温度时，断电并逐渐补温，类似占空比方式保证温度波动限制在容差平衡值范围，因此也不用冷却水降温，但端头局部防硫化水冷装置仍然需要，因为钢热板随时间延长会均热，可能造成接头搭接部焦烧、过硫影响平带质量。 

4. 整合控制智能化的实现 

同步控制系统*为关键的部分就是控制智能化方案的选择及优化。不同的控制方案都各具特色，都可以通过某种调整方式和调整原则达到预期的目的。经过比较分析，对上述同步采用FUZZY-PID复合控制。 

模糊（FUZZY）控制不建立数学模型，鲁棒性较好，但其控制动作欠细腻，稳态精度欠佳，由于采用一部PLC或IPC进行控制，需兼顾控温和控位两方面要求，温度同步控制在此处可以采用模糊控制，同时，多缸位置同步在行程终点近达段以前也可以采用模糊控制，而接近终点平抑误差时采用PID控制为好，因此可以综合以上两种控制的优点，引入FUZZY-PID复合控制，来提高控制系统的综合性能。 

模糊控制与PID控制相复合的方案为：设定一个域值，当误差在域值以外时，采用模糊控制，以获得更好的瞬态性能；当误差落到域值以内时，则采用PID控制，以获得更好的稳态性能。这种模糊控制与PID控制两种控制模式相结合的控制策略就是模糊-PID复合控制。 

模糊-PID复合控制图 

具体的控制程序中，采用相同的控制智能化的模块软件算法，只是相对于多缸同步和温度同步，将A/D转换的误差值换算成等量级误差数据，输出分别为D/A量和开关量，分别控制两项同步，在实际运行中，这两种控制随硫化工艺步骤一般不会同时发生，采用人工干预或轮询即可避免。同时，数据采集量和点数的A/D转换模块的需求也不一样，分段控制也是势在必行的。