西门子模块6ES7215-1AF40-0XB0参数详细

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PLC在准确定位系统中的应用

在丝网印刷过程中，由于纸张和油墨质量等因素的影响，需要临时调整印刷速度以保印刷质量。同时，印刷机在制动时有一个特殊要求：即自停机指令发出且印完前张纸后，不能再有叼纸和印刷的动作，否则油墨就会印到滚筒上，导致不能继续印刷。这就是说不论滚筒转速快慢，其停止过程所经过的角位移应是相等的。而普通机械高速运动时制动所需的时间较长，所需制动路程也较长。针对印刷机这种特殊制动要求，我们研究了一种用PLC和变频调速器控制印制动的方法，

二、通过控制开始制动的时刻，达到准确定位的目的

如果要使印刷机在制动时，不论印刷机的转速高低，都能停在同一位置，则首先需要知道印刷当前的转速，然后根据转速的高低去控制制动过程。制动过程的原理是：在滚筒的某一位置上安装一个位置上安装一个位置传感器SQ1。当停止按钮按下或紧急事故停机信号发出后且滚筒在SB1位置，才使机器进入制动程序。制动程序的工作原理是，制动动作应在经过SQ1位置后的某个时刻开始，我们把从SQ1到制动动作开始的这段时间称作制动参数Tzd。印刷机在高速运转时应使Tzd置小些，尽量早地执行制动的动作。在低速运转时应使Tzd置大些，适当晚地执行制动的动作。用这种方法就可以使印刷机在不同转速情况下准确地停在同一位置。

三、制动程序

综上所述，制动程序应包括测速，计算制动参数Tzd和执行制动，下面分别介绍。

1、测速

在印刷机动力输入轴端部安装一个角位移传感器SQ2，使该轴每转一周可以向可编程序控制器的高速计数端子发出12个脉冲，并在高速计数器上获得该脉冲的计数值。当电动机转动时，高速计数器的计数值就会不断累加。通过编程，可以在规定的时刻将该计数值取出并放在数据存储器N1中，然后经过0.05 s再将该计数值取出并放在数据存储器N2中，那么N=N2-N1的值就表示在T=T2-T1=0.05 s时间内的平均转速值。当T保持不变时，N值越大表明转速越高。这样就可以把转角信号转换成速度信号，

图2a中计数脉冲来自主传动轴的信号，该信号频率与SQ2的主机转速成正比。图2b中的时钟脉冲是PLC控制器中提供的，它有3种周期即0.1 s，0.2 s和1 s；可根据转速的高低选用适当周期。当转速一定时，时钟周期选得大，则测速时间长，该转速的脉冲数值也就大，建立数学模型时就可以细分，产生更精确的制动效果。反之，如果时钟周期选得小，则制动效果就粗糙些。用户可根据机械设备的情况自行选定。图2c中的脉冲是对图2b的时钟脉冲进行*和后沿微分，以便取出间隔为0.05 s、0.1 s和0.5 s的信号，该信号的宽度是应用程序的循环周期的一半。用该信号从计数器中取出当前计数值N1和N2，由程序计算出其差值N。

2、计算制动参数Tzd

数值N还必须用数学模型Tzd=f(N)转为Tzd值才能作为PLC的制动延时参数。数学模型要适合印刷机的机械惯量，还要满足印刷机的制动要求：即当N值增大时Tzd则相应减小，下面是两种可选用的数学模型，

从图3可以看到制动参数Tzd随N值增大而减小，通过调整数学模型及其参数就能找到较佳的Tzd值。

3、执行制动

有了Tzd值就可以实施制动，在PLC中Tzd作为计时器的参数，当计时参数到预定值后就可以接通制动。由于印刷机的惯性较大，应尽早利用变频调速器的降频制动功能先把转速降下来，所以不经Tzd延时直接开始降频制动。而电磁制动则是经Tzd延时才开始的。之所以要用两种制动是因为变频调速器的降频制动特点是采用降频对电动机进行制动。一但选定了降频斜率则在高速运转时，制动所需的时间就会较长。这与上述的制动要求相反。所以，只能利用变频调速器完成制动过程的一部分，即降速的过程。定位制动过程由PLC控制电磁制动器来完成。通过采用不同的数学模型去控制电磁制动开始的时刻，可以很方便地控制动量的变化，从而达到所要求的制动精度。

上述制动过程必须由PLC软件控制，制动控制流程图

四、设计要求和主要配置

设计要求为：①印刷速度：600～3　200张/小时；②电动机转速：284～1515 r/min；③变频器输出频率：10～53 Hz；④定位精度：±3mm。

主要硬件配置为：①三相鼠笼异步电动机2.2 kW一台(带电磁制动器)；②西门子MM220型变频器2.2 kW一台；③日本OMRON C60P型可编程序控制器一台。

三相异步电动机的制动，除了传统的机械摩擦式制动外，还有变频器的降频制动。由于丝网印刷机的印刷速度随印刷条件经常改变，所以采用变频调速器可以满足丝网印刷机调速和特殊制动的要求。我们选用西门子MM220型变频调速器。用其频率下降(制动曲线)的梯度影响制动过程。制动时间越短，其制动效果越明显。这只粗略地解决了在适当的范围内使电机降速，但对不同转速如何都停在同一位置的问题还要靠确定制动参数Tzd来解决。

由于制动的准确性取决于诸多因素如转动惯量，制动电机摩擦制动效果，降频制动曲线的斜率等，所以要根据现场情况确定近期数学模型和参数。这对PLC编程器来说是不难办到的

直流输出模块；晶闸管输出方式属于交流输出模块；继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。S7-300CPU模板的运行方式选择和状态指示灯的含义S7-300CPU模板的运行方式选择和状态指示（1）CPU模板的运行方式选择RUN-P：可编程运行方式。RUN：运行方式。STOP：停止方式。MRES：存储器，不能保持。（2）CPU的LED状态及故障指示灯SF（红色）：系统出错/故障指示灯。BATF（红色）：电池故障指示灯（只有CPU313和314配备）。DC5V（绿色）：＋5V电源指示灯。FRCE（黄色）：强制有效指示灯。RUN（绿色）：运行状态指示灯。STOP（黄色）：停止状态指示灯。（3）CPU315-2DPCPU的另外两个状态及故障指示灯BUSDF（BF）（红色）：总线出错指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。其计算公式如下：QC=p(tgφ1-tgφ2)或是QC=pqc(1)式中Qc：补偿电容器容量；P：负荷有功功率；φ补偿前负荷功率因数；φ补偿后负荷功率因数；qc：无功功率补偿率,kvar/kw。电力电容器的运行允许运行电流正常运行时,电容器应在额定电流下运行，运行电流不得**过额定电流的1.3倍，三相电流差不**过5%。允许运行电压电容器对电压十分敏感，因电容器的损耗与电压平方成正比，过电压会使电容器发热严重，电容器绝缘会加速老化，寿命缩短,甚至电击穿。因此，电容器装置应在额定电压下运行，一般不宜**过额定电压的1.05倍，运行电压不宜**过额定电压的1.1倍。当母线**过1.1倍额定电压时。

但也有个别问题出在电源板上。上电后显示正常，一运行即显示过流。[F]MM)[F]MM)即使空载也一样，一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题，需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电，不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏。这种问题的出现，一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大特别是偏低)使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。可编程控制器控制系统设计方法一问题提出可编程控制器技术主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用前面学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统，在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。

Metcalfe在运行这天写了一段备忘录，备忘录的意思是把该网络改名为以太网（Ethernet），其灵感来自于“电磁辐射是可以通过发光的以太来传播”这一想法。1979年，DEC、Intel和Xerox共同将网络标准化。1984年，出现了细电缆以太网产品，后来陆续出现了粗电缆、双绞线、CATV同轴电缆、光缆及多种媒体的混合以太网产品。以太网是目前上的拓朴标准之一，具有传传播速率高、网络资源丰富、系统功能强、安装简单和使用维护方便等很多优点。PROFIBUS-DP通讯PROFIBUS-DP现场总线是一种开放式现场总线系统，符合欧洲标准和标准。PROFIBUS-DP通信的结构非常精简，传输速度很高且稳定。

频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用，如有的皮带输送机，由于输送物料不太多，为减少机械和皮带的磨损，可采用变频器驱动，并将变频器上限频率设定为某一频率值，这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。05偏置频率有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号（电压或电流）进行设定时，可用此功能调整频率设定信号时输出频率的高低，如图1。有的变频器当频率设定信号为0%时，偏差值可作用在0～fmax范围内，有的变频器（如明电舍、三垦）还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时。

技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；选择电气传动形式和电动机电磁阀等执行机构；选定PLC的型号；编制PLC的输入/输出分配表或绘制输入/输出端子接线图；根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言常用梯形图进行程序设计；了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；设计操作台电气柜及非标准电器元部件；编写设计说明书和使用说明书；根据具体任务，上述内容可适当调整。

如图6-37a所示；也可以采用公共接地，如图6-37b所示；但禁止使用如图6-37c所示的串联接地方式，因为这种接地方式会产生PLC与设备之间的电位差。a)分别接地b)公共按地c)串联接地PLC的接地线应尽量短，使接地点尽量靠近PLC。同时，接地电阻要小于100Ω，接地线的截面应大于2mm2。另外，PLC的CPU单元必须接地，若使用了I/O扩展单元等，则CPU单元应与它们具有共同的接地体，而且从任一单元的保护接地端到地的电阻都不能大于100Ω。必须的保护环节1．短路保护当PLC输出设备短路时，为了避免PLC内部输出元件损坏，应该在PLC外部输出回路中装上熔断器，进行短路保护。好在每个负载的回路中都装上熔断器。除了要计算数字量输入输出的点数以外，还要分清楚输入输出的类型。1.2.2.2模拟量模块模拟量模块分为：模拟量输入模块EM231，模拟量输出模块EM232，模拟量输入/输出模块EM235，其中模拟量输入模块包含了普通模拟量模块（电流/电压），热电阻模块和热电偶模块。同数字量模块，模拟量模块有各种点数可选，如4点输入，2点输出，4点输入/1点输出等等，可根据实际需要选择。按模拟量信号类型分，分为电流，电压，热电阻（输入）和热电偶（输入）。在选型的时候，除了要计算模拟量输入输出的点数以外，还要分清楚输入输出信号类型。1.2.2.3运动控制模块晶体管输出类型的S7-200CPU集成了两路高速脉冲输出，可以作运动控制