西门子6ES7235-0KD22-0XA8产品描述

西门子6ES7235-0KD22-0XA8产品描述1 引言　　恒压供水主要用于锅炉、楼宇、工业厂房供水等众多给水行业，关于恒压供水项目控制系统技术方案比较成熟，实现方法也比较多，有专用的微机给水控制器、变频器嵌入式PID反馈恒压控制、人机界面和PLC整合应用等多种架构，其原理和核心控制思路都是采用PID反馈控制模型，实现无负压恒压供水。本文介绍基于台达触摸屏PLC的恒压变频恒压供水设计方案，主要体现台达系统集成应用技术方案提供完善的自动化系统。　　　2 系统设计　　2.1 恒压供水原理　　根据设备工作要求设定系统给定压力（Mpa），作为PID自整定控制模型的SV值，压力仪表传感器将被控对象管道压力（Mpa）实时采集作为PID自整定模型的PV值，二者数值大小比较后生成偏差值Et，按照调整好的比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd，PLC控制程序PID指令运算结果控制输出MV值，转换为模拟量（0～10V）作为变频器频率给定信号，控制变频器拖动水泵电机输出不同转速，达到调节供水管道压力的控制效果。　　2.2 台达PLC的PID控制　　台达PLC主要利用PID指令算法构成反馈控制回路，达到恒压供水控制要求，原理设计如图（一）所示。　　（1）PLC控制程序中管道压力读取部分如下：　　（2）PLC控制程序中关于采集管道压力处理如下：　　滤除掉06XA模块采集数字量0～4000之外的数值，根据压力传感器和压力变送器量程对应关系计算出管道实际压力（MPa）值。　　（3）PLC控制程序中PID指令运用方法如下：　　（4）PID指令运算输出作为变频器频率给定信号，同时转换为频率数值用于人机界面显示：　　2.3 配置设计　　控制系统技术方案配置如表（一）所示。元件表格列举出控制系统主要控制原件，其他辅助器件未给出。　　表（一）供水自动化系统配置序号元件名称型号规格数量（台）备注1电源模块DVPPS02124V，2A2PLC主机DVP14SS11R213PLC扩展DVP06XA－S1A/D、D/A4变频器VFD110F43B111KW5人机界面DOP－AS57BSTD15.7”　　3 基于台达HMI宏指令的动画设计　　人机界面设计提供直观生动的供水管理监控。人机界面主要有三个画面，实现参数设置和实时显示，水泵运行动画显示，工作方式选择等功能。主画面如图（二）所示。水泵运行动画动态显示画面如图（三）所示。 图（二）供水系统主画面图（三）基于台达HMI宏指令的动画画面　　　　　水泵运行动画动态显示水泵运行的动画显示是通过人机界面宏指令来完成的，效果虽没有工控组态软件生动，但是还是把工业现场的运行状态真实表现出来，满足了客户的需要。宏指令分为三部分：CLOCK；子宏1；子宏2。　　　CLOCK Macro根据两台水泵不同运行状态分别调用SubMacro 1和SubMacro 2。SubMacro 1用于显示水泵1的动态运行水流动画显示。SubMacro 2用于显示水泵2的动态运行水流动画显示。　　4 结束语　　台达机电产品整合应用完成恒压供水系统功能全面满足工程需求，用户十分肯定台达产品，通过本案介绍提供给成熟可靠的技术方案，应用HMI与PLC集成设计，提供功能全面的自动化控制技术1 引言       PLC控制油压车床是表壳等小五金加工开发的机电一体化集成设计专用项目。基于台达机电自动化平台的油压车床以其高刚性、高精度、高品质、高效率、高寿命、性能稳定、结构简单，操作方便，成本低廉等优点广泛用于表壳加工行业。项目亦可用于小型轴、套类加工。该机床采用了性能稳定的台达ES系列PLC和DOP－A57CSTD彩色人机界面做为控制中心，使设备操作简单、直观，人机界面人性化的控制程序输入方式设计，转换程序简单快捷，使操作者发挥自如。自动化程度高，大量生产节省人力、物力，能够实现产品生产的高效化、优质化。自动化油压车床外形如图1所示。 图1 自动化油压车床外形 2 系统构成及工艺参数       自动化油压车床主轴轴承采用进口P4级主轴专用轴承，主轴自动油润滑，保证机床高精度、寿命更长。主轴电机选用双速带高性能刹车系统。 程控液压推动多刀刀架保证加工尺寸准确、稳定。 刀具中心高度可调节，操作方便，效率更高。 精心设计液压系统，使机床空运转时，液压卸荷，节约电力，降低液压系统温度上升，延长油泵寿命；并安装温度、压力补偿装置，重复加工时非常稳定、可靠。电控箱、液压箱、冷却液箱均置于机箱内，减少占地面积，使机床外观整体化。 车床技术参数如下表1所示。表1 车床技术参数油压车床主要技术参数型号 CM-818B大加工直径(mm) Ф80大加工长度(mm) 60主轴转速范围(r/min) 600-2800主电机功率(kw)(双速) 1.5刀架横(X)向大行程(mm) 100刀架纵(Y)向大行程(mm) 110气动工作压力(Mpa) 0.4-0.6液压大工作压力(Mpa) 3.5机床外形(长*宽*高)(mm) 980*680*1390机床净重(kg) 550 3 油压车床操作界面设计       基于台达机电自动化平台的油压车床操作界面是本项目区别于传统油压车床明显的标志，为小型机床运行带来人性化的透明操作功能。       开机后，在人机界面初始界面图2上点击进入主菜单画面图3，根据工艺需要按加工工艺选择手动单步图4或全自动图5等进入不同的加工方式，选择手动单步情况下总共列有五种工艺程序流程，在选择下一个加工工艺时，前一工艺过程自动运行完成后，才执行下程。在单步运行情况下，当选择完单步程序锁定图3设置后，此时程序只能运行锁定的当前程序，其他四种程序不能运行，若要运行其他程序，请先解除程序锁定功能。       泵电机具有自动保护功能，机器在30分钟内无任何动作，泵电机将停止工作，若要继续使用请先启动泵。主轴的高低速选择在全自动人机界面图5上操作完成。除手动外，其他程序的运行都是以外部启动按钮为给定信号的。当设备运行过程中，将主菜单人机界面如图2画面上点击运行监控画面触摸按钮，将画面切换到运行监控画面图6进行运行监控。图2初始界面 图3 主菜单画面 图4手动单步加工画面 图5全自动加工画面 图6 运行监控画面 4 自动化加工系统设计4.1 ES系列PLC的I/O接口（1）行程开关（开关量输入）定义：SL1—X11下托板前进到位；SL2—X12下托板慢进；SL3—X13下托板回位；SL4—X14上托板前进到位；SL5—X15上托板慢进；SL6—X16上托板回位。（2）阀件（开关量输出）定义：YV1—Y14下托板前进阀；YV2—Y15下托板慢进阀；YV3—Y16上托板前进阀；YV4—Y17上托板慢进阀。4.2 工艺流程设计该机种具有五种单步固定工艺流程，用于五种不同规格产品的加工。                          图7 托板延时设置画面（1）单步工艺流程1描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后开始慢进进行，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时（图7）的设定值，时间到后YV1，YV2断电，下托板回原位。（2）单步工艺流程2描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时（图六）的设定值，时间到后阀YV1,YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板前进到位SL4限位后，下托板前进阀YV1再次得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时（图7）的设定值，时间到后阀YV1,YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3断电，上托板回位。（3）单步工艺流程3描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后阀上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后阀YV1,YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3，YV4断电，上托板回位。       （4）单步工艺流程4描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后阀上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后执行上托板延时（图7）的设定值，时间到后阀YV3,YV4断电上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位SL6信号后下托板前进阀YV1，YV2断电，下托板回位。 （5）单步工艺流程5描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后阀上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后执行上托板延时（图7）的设定值，时间到后阀YV3,YV4断电上托板回退，下托板前进阀YV1，YV2保持前进位不动。 （6）全自动工艺流程：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时（图六）的设定值，时间到后阀YV1,YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后执行上托板延时（图7）的设定值，时间到后阀YV3,YV4断电上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位SL6信号后下托板前进阀YV1再次得电进入下一个循环。4.3 设备系统保护在人机界面内通过宏指令读出系统设定时间，分别赋值给不同的数据寄存器，如图8所示，运行过程中通过自定义输入时间年月日和系统本身时间进行监控比较，程序判断当系统时间超过设定时间时，系统自动停止运行，如图9所示。图8系统设定时间赋值 图9自定义运行时间 5 结束语       本项目已经通过设备调试，各项性能指标达到设计指标。台达PLC,人机界面在表壳等小五金加工油压车床设备当中的成功应用，得到客户的好评。