6ES7223-1BF22-0XA8功能参数

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1 前言

随着国家对节能减排的要求越来越严格，对清洁能源的需求量也越来越大，太阳能发电（光伏产业）正是清洁能源的代表。光伏产业因而得到迅猛发展，专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪前半期将超过核电成为*重要的基础能源之一。而光伏产业的主要原料便是多（单）晶硅。

市场对多晶硅的旺盛需求也带动了太阳能设备制造行业，此行业用的设备如多晶炉，切断机床，滚圆磨床，端面磨床，及开槽，切片，倒角等设备也处于供不应求的状态。太阳能行业对设备的要求：设备生产效率高，稳定可靠，使用方便。

面对日益复杂的要求和相应产生的生产效率问题，本文基于台达的DVP系列 PLC和HMI及伺服等自动化产品，成功开发实现了一套数控多晶硅切断机床的控制系统。此控制系统控制核心部件全套用台达产品，包括PLC，触摸屏，变频器，伺服，及台达的开关电源。机器完整外形图如图1所示。

 2  工艺分析

多晶硅切断机床为多晶硅生产出来后，用于将两端头去掉或用于多晶硅坯料的锯段成*长度产品的设备。
此设备的工艺过程分析如图2所示：

首先在工作台上用专用夹具装夹多晶硅坯料工件，然后调整好锯带张力，之后，启动锯带（锯带的速度由变频器控制），然后工作台会根据设好的工艺参数进行送料，首先工作台带动坯料快速靠近锯带，然后转为慢速进行边缘切割，速度慢，是由于多晶硅坯料表皮较硬，速度过快损坏锯带；切完表皮后，接着转为匀速正常切割，此过程要求送料速度极其稳定，这样，切出来的料表面平整度才好。切到*后，又转为边缘切割，直到把坯料切断，切断后，工作台快速返回原来的工作原点，等待操作人员将成品拿下，换上新坯料。

对于客户的工艺要求，我们在选型中，有三点要特别考虑：

（1） 动锯带的轮子直径较大，设备负载属于恒转矩负载，切割时线速度较高，还要较快的停车速度，因此需要变频器有较大的容量和制动能力；
（2） 作台进给是由伺服电机带动滚珠丝杠，切割时，为了保光洁度，进给速度很慢，这就要求伺服低速稳定性能好。
（3） 客户要求设备在参数设置后，能精确显示此坯料的加工时间，并在工作中，实时显示当前状态和切割进度，还要求显示锯带的实时转速。

3  系统方案

3.1 电气配置清单：

根据以上工艺要求，我们为客户配置的系统硬件配置如下：
(1) PLC: DVP40ES200T*1
(2) 人机界面： DOP-B07S201
(3) 变频器: VFD075B43A+制动电阻
(4) 开关电源：PMC-024V100W1AA

3.2 系统方案图如下：

主控部分采用台达*新推出的ES2 PLC，该系列PLC是台达*新型小型PLC，具有2路100K脉冲频率输出功能，利用台达运动控制指令控制台达ASDA-AB伺服，配合伺服合适的电子齿轮比，可以达到很高的控制精度。另外， ES2 PLC具有3个独立通讯口，COM1为RS232, COM2,COM3为RS485界面，锯带变频器的频率就是ES2 PLC 利用其COM2口通讯给的，并且将锯带变频器当前的实时速度读回来，显示在屏上。

此外，此PLC还具有以下特点：

 16k steps大程序容量、数据存储器10k words

 基本指令LD*快执行时间0.54μs

 *大扩展IO点数—256点输入+16点输出 或 256点输出+16点输入

 新增多种特殊运动指令—包括闭回路控制(DCLLM)、对标(Mark)、遮蔽(Mask)、立即变速度(DVSPO, DICF)(内含自动加减速)

 *多可达8个单相(2个100kHz、6个10kHz)或4组AB相高速输入

 提供2点100kHz与2点10kHz高速输出

 具有3个独立通讯口，COM1为RS232, COM2,COM3为RS485界面。具有变频器便利指令：包括正反行、停止等用于台达变频器。

显示部分为7寸台达触摸屏B07S201，此型号屏采用LED背光，画面清晰亮丽，对比度高，并且能耗小，使用寿命长。图4为显示屏在设备上实际应用的效果：

3.3 上位机画面说明：

首先在参数页设置好相关行程参数，如行程次数，距离和速度，*低速度可达6um/sec。此处如图5所示：

参数设置好手，将设备点动到合适位置，进入运行画面（如下图），设备就可正常工作了。此处如图6所示：

锯带选用的是台达通过型矢量变频器VFD-B系列460V，7.5KW机种，此款变频器启动力矩大，低速性能好，加配了制动电阻后（要将06-00参数设定为0），可快速停车，并能减少外部电网或负载回灌的能量对变频器的冲击。

送料机构均采用直线导轨加滚珠丝杆结构，由台达AB系列1.5KW伺服电机驱动，台达伺服具有PDFF控制构架，可在保证响应的同时，防止过冲，并且低速时速度平稳。

4 结语

本文介绍了台达自动化产品在数控多晶硅切断机床上的整合应用，整套方案提供了较为优异的控制性能及安全性，同时系统在提高准确控制的同时，也可提供校正及完善的报警自诊断功能。此设备今年5月调试完毕，设备厂对中达的快速OEM开发能力十分满意，觉得中达开发速度快，能贴近客户需求，并且产品性价比优异，性能也稳定可靠，让客户放心。设备交付*终客户使用后，*终客户也对此设备十分满意。

 3.7导入品保自动化体系

    张力控制由卷径比,自动分配张力等级即*大输出转距值。可以根据线总长设定,系统自

    动将工艺参数进行配置,保证绞线的成批品质。

    4整机系统图片

    参见图2、3、4、5。

    5调试过程

    5.1初调试

    主要是将变频器的参数进行相应的设置。

    P00—3P24—1P89—01

    P01—2P25—420P92—0

    P03—50P26—180

    P04—50P27—180

    P05—380P28—40

    P06—3P30—33

    P07—25P31—2.00

    P08—3P36—50.00

    P09—25P37—0

    P10—10P38—1

    P11—5P88—1

    5.2模拟板校准

    OFFSET/GAIN进行调整。首先将0电压输入的时候将模拟板输出调整为0；将24v电压输入时,模拟板的输出电压调整成10v,调整GAIN。

    5.3通讯测试

    将PLC和变频器的通讯调整成功。写频率只在速度进行改变时才通讯一次；当主轴运转时,对变频器的运转频率进行实时的读取，并将相应的运行的频率转换成电机的转速。

    5.4启动和点动的测试

    系统启动有两种方式。方式一:自动启动;方式二:点动.自动启动即启动后,主轴速度由零自动升速至设定的转速。点动是工艺上要求在检修设备和每次穿线时进行操作的。点动的速度也可以通过通讯的方式进行设定。

    5.5根据设定的卷径比和线总长的设定

    在自动启动的状态下,监控PLC中D1117的当前值,观察电柜中的电流表,从人机界面上记录当前的计长值,计算当前的计长值占总长设定的比例；比较改比例与D1117与*大值之间的比例是否大致吻合。并且让机器长时间的运行,观察随着计长的不断增大,D1117的当前值是否也随之增大，并且比例是否同步。

    5.6保护措施在自动运行当中效果测试

    逐项进行测试。并且按照要求,点动时有些保护也是起作用的。在进行该步测试时,一定要严格,否则一旦有失误会造成很严重的后果。

    5.7清零

    高速计数要及时清零。否则计长不准,直接影响张力跟踪的效果。

    6 结束语

    台达的机电产品人机界面、PLC、变频器、伺服、温控、数控等基础自动化平台功能精致，而且具有非常高的性价比。依靠中达FAE的技术优势，能够根据客户的需要为客户提供完整的系统方案和配置，正在转变成为系统集成方案以及OEM推广产品应用综合服务领域