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6ES7241-1AA22-0XA0方法说明压/电流的选择（V/I），单/双极性（B/U），输出电压/电流范围，再将FBs-4DA/2DA串接在PLC扩展界面，并完成外加24VDC电源及模拟量输出配线。 联机PLC之后，主机会自动识别PLC拓展的模拟量模块，并为模拟量通道分配地址。在模拟量通道的使用时，直接将要输出的数字量输出值填入模拟量输出缓存器即可在输出模块上获得对应的通道模拟量输出。3.2温控PID的使用 温控PID指令配合温度模块实现对注塑机筒臂的加热。温控PID指令利用温度模块配合温度规划表格将外界温度测量进来，作为程控变量，经软件PID运算，得到适宜的输出控制值，以控制温度在用户期望的范围内。较泛用PID的使用更简便，易于操作。我们只需要设定PID运行的模式，温控PID执行的起始通道地址及其数量，温控PWM输出点地址，比例、积分、微分参数的设定（永宏PLC建议的PID参数分别是110,17,50），温度数值输出缓存器，工作缓存器。永宏温控PID指令如下图所示。3.3通讯的功能的使用 永宏PLC对注塑机专用变频器的控制是通过Modbus通讯的方式实现的，采用通讯的方式比模拟量的方式既简便实用，又降低了成本，提高了可靠性。 在使用永宏的Modbus指令时，首先要配置“Modbus Master表格”，在表格中定义从站的站号，主站对从站建立读操作或写操作，数据的长度，从站数据的起始地址以及主站数据存储器的起始地址。以下是程序中使用的Modbus通讯指令。四 设备调试4.1 PLC控制变频器的调试 注塑机械的调速要达到以下三方面的控制效果：一是无极调速应有一定的调速范围，能在一定范围内平滑调速以便于生产不同品种的产品；二是启、停制动平稳，特别是开机时，螺杆转速低扭矩大，对调速系统要求很高。注塑机一般都是恒转矩负载，在低速启动时，也要有很大的转矩，才能使机器平稳启动；三是性能稳定、工作可靠，为了保证塑料制品的质量，要求拖动系统的工作必须十分稳定。另外在塑料制品的加工过程中，各环节之间的速度调整变化要稳定、快捷、jingque。 注塑工艺要求PLC能配合专用注塑机变频器完成以上控制效果，此部分是电气调试的一个非常重要的部分。4.2温控PID的调试 注塑机筒臂温度的控制是生产工艺中一个重要的组成部分，直接影响着产品的质量。永宏PLC为拓展的温度模块分配模拟量地址，通道地址的读值是摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺杆的头部，与此同时，螺杆在物料的反作用下后退，使螺杆头部形成储料空间，完成塑化过程，然后，螺杆在注射油缸的活塞推力的作用下，以高速、高压，将储料室内的熔融料通过喷嘴注射到模具的型腔中，型腔中的熔料经过保压、冷却、固化定型后，模具在合模机构的作用下，开启模具，并通过顶出装置把定型好的制品从模具顶出落下。工艺流程图如下所示。2.3电气配线设计 电热回路是注塑机的温度控制回路，如下图所示，该回路分为一次及二次部分，一次部分电固态继电器控制加热圈，通过固态继电器开关斩波作用进行目录宽调制控制，改变加热圈的热输出功率，实现温度控制。ＤＩＳＣ为Ａ型低压空气断路器，对ＳＳＲ 电热过流保护。电热圈的配线如下图所示。三 软件设计3.1模拟量输出的设定 注塑机模拟量比例阀的控制需要通过永宏PLC的模拟量模块做设定。永宏模拟量模块在使用之前首先要进行端口设定。为装机前先设好各点输出电量控制比例电磁阀，永宏PLC高精度的模拟量输出单元可达到良好的控制效果。永宏PLC指示支持模拟量模板和模拟量模块的拓展，模拟量模板的精度为12位，模拟量模块的精度为14位。永宏PLC单机多可拓展64入模拟量输入，64路模拟量输出，完全可以实现对注塑机用比例阀的控制。永宏PLC有强大的通讯功能，高通讯速率可达921.6KHz，支持Modbus、自用通讯协议等常用的数据通讯协议，任意配置常用的RS-232和RS-485通讯拓展口。永宏PLC通俗易懂的指令集，可以简单便捷的完成PLC主机与注塑变频器的通讯，通讯稳定、可靠。永宏PLC配备热电阻、热电偶和负温度系数的温度拓展模块，模块的精度为0.1℃，总和精度为±1％。永宏PLC单机可拓展32路温度检测点，完全可以达到注塑机注射筒臂温度控制的数量要求。改温度模块配合永宏PLC专门提供的温控PID指令，可达到良好的闭环控制要求。温控PID指令以温度模块的采集温度作为程控变量，以温度预设值作为期望值经行PID运算，PID运算结果以PWM输出的形式控制SSR，实现闭环的控制要求。二控制系统的设计2.1硬件配置该设备需要PLC配备通讯模板、模拟量模块和温度模块。主机型号为FBs-60MA，拓展通讯模板FBs-CB25，拓展温度模块FBs-RTD6，拓展模拟量模块FBs-4DA，变频器选用专用的注塑机变频器，还需选购热电阻温度传感器、电加热圈、二位五通阀、模拟量比例电磁阀、光电开关等器材。以下是该设备的结构图。2.2控制工艺流程设计 注塑成型是利用塑料的热物理性质，把物料从料斗加入料筒中，料筒外由加热圈加热，使物料熔融，在料筒内装有在外动力马达作用下驱动旋转的螺杆，物料在螺杆的作用下，沿着螺槽向前输送并压实，物料在外加热和螺杆剪切的双重作用下逐渐地塑化，熔融和均化，当螺杆旋转时，物料在螺槽1.1行业介绍 塑料工业是国民经济重要工业部门，又是一个新兴的综合性很强的工业体系。它是由树脂合成，助剂生产，塑料制品成型及应用，塑料原料设备，塑料回收、再生与利用及相应的树脂合成设备，助剂生产设备，塑料准备设备，塑料成型设备，塑料二次加工设备，塑料辅助设备，塑料回收与再利用设备，机头与模具制造等组成的工业体系。由于塑料工业的飞速发展，塑料制品的应用领域不断扩展，塑料加工设备已成为国家机械工业的重要组成部分。 塑料加工设备是在橡胶机械和金属压铸机的基础上发展起来的，早在１８世纪５０年代，橡胶机械已有了一定的水平，到１９世纪７０年代，出现了注塑工艺及设备。２０世纪３０年代塑料加工如注塑、挤出形成了工业化的加工方法，７０年代塑料工业发展到一个新的历史时期，促使塑料加工机械水平不断提高，无论从技术、品种、规格、产量都有了很大的发展。1.2客户需求 控制系统的质量将直接影响产品的成型质量，例如对合模速度、低压模保、及模具锁紧力的控制，将影响产品的成型周期、可靠的低压模保（模具保护）、准确的开模定位等等。另一个需要jingque控制的是影响注射成型工艺条件的注射速度、保压压力、螺杆转速及料筒的温度等。例如，由于原料的热性能不同对料筒的温度控制提出苛刻要求，要有合理的控制系统来实现。 永宏PLC通过通讯的方式控制注塑机专用变频器，完成注塑机筒螺杆的驱动，实现良好的注射速度控制，保压压力控制等工艺要求。永宏PLC配备温度模块，完成对注塑筒臂温度的控制，能够针对不同的热性能材料，达到良好的控制工艺要求。1.3解决方案注塑机液压系统的控制由永宏PLC完成，通过PLC的输出点控制电磁阀，间接的控制油路系统，驱动执行机构的动作。为了保证注射、保压等工序良好的控制工艺要求，注塑螺杆由专用的注塑机变频器控制，变频器的控制是通过永宏PLC的通讯更能实现的。注塑筒臂温度的控制是控制工艺中的一个很重要的部分，通过永宏PLC拓展温度模块，控制固态继电器，构成温度闭环控制系统。闭环温度控制可保证注塑筒臂温控的高控制工艺要求。1.4方案背景永宏PLC便利的梯形图编程指令，大大提高了编程的效率，增强了程序的可读性。深受广大中小型PLC用户的青睐。对于常用的2位5通电磁阀，永宏PLC直接通过输出触点便可控制。对于模拟PID输出缓存器，工作缓存器等内容，以下是程序中使用的泛用PID指令。2.3.2永宏Modbus通讯指令的配置 在此恒压供水系统中，PLC对变频器的控制是通过Modbus通讯的方式实现的，采用通讯的方式比模拟量的方式既简便实用，又降低了成本，提高了可靠性。三台变频器作为永宏PLC的从站，主站通过轮询的方式，向三台从站发送控制指令，是从站运行在PID控制状态，工频状态或手动状态。2.3.3 FC300变频器的设置 为了能够使丹佛斯变频器与三相异步电机以及PLC控制器配合使用，首先要设置变频器的相关参数。在变频器上安装LCP控制面板，首先根据使用电机的参数录入变频器1系列“负载和电机”参数。本例中，变频器采用通讯的控制方式，所以同样需要设定8系列“通讯和选件参数”，通过以上简单的设置，PLC就可以控制电动机的运行了。 永宏PLC默认的通讯参数为：波特率9600bps，数据长度8Bits，奇偶校验Even，停止位1Bits，在设置通讯参数时，要保持PLC与变频器的同学参数一致，否则不能够正常通讯。右图是丹佛斯的LPC控制面板图。三 设备的调试3.1设备的调试3.1.1程序逻辑的调试 由于客户要求PLC控制三台不同功率的变频器，每台变频器还可以单独设置手动、自动状态，自动运行时，先启动功率小的电机，后启动功率大的设备处于手动状态时，启动系统之后，1号设备处于PID控制状态，当1号设备变频器处于满负荷运行状态1分钟之后，一号设备切换到工频运行，3号设备进入PID控制状态。当3号设备处于低负荷运行状态设定时间之后，3号设备停止运行，1号设备从工频运行状态投切到PID运算控制状态。在此过程中，处于手动状态的2号设备，不参与此自动投切控制。2号设备的运行频率，根据2号变频器的模拟量输入值变化而改变。控制工艺流程图如下所示。2.3软件设计2.3.1 永宏泛用PID的配置 我们要想保持水压的恒定，因此就必须引入水压反馈值与给定值比较，从而形成闭环系统。要想维持供水网的压力不变，根据反馈定理在管网系统的管理上安装了压力变送器作为反馈元件，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压都较慢，故系统是一个大滞后系统，不易直接采用PID调节器进行控制，而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。 在使用永宏PLC做PID控制时，需按照手册依次填写程控设定值缓存器，一 项目简介1.1行业介绍 供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积大，水质易污染，基建投资多，而主要的缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作。变频调速技术是一种新型成熟的交流电机无极调速技术，它以其独特优良的控制性能被广泛应用于速度控制领域，特别是供水行业中。由于安全生产和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频调速技术得到了更加深入的应用。作为控制核心的PLC，其良好的逻辑控制功能，强大的通讯性能以及PID演算功能，同样在起着至关重要的作用。恒压供水方式技术先进、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高。1.2客户需求 客户需要永宏PLC要配合丹佛斯变频器完成对三台不同功率电机的控制，实现恒压供水。三台电机的功率分别为15KW，35KW，75KW。每台变频器的控制包括手动和自动两种情况，手动情况时，通过外部的模拟量信号，来控制变频器的输出频率，进而控制电机的运转；自动情况时，根据压力设定值与压力模拟量采集信号的PID运算结果，由PLC自动切换运行处于自动状态的变频设备，实现恒压供水，在自动切换时要先启动功率小的电机，后启动功率大的电机。1.3解决方案 在采用变频调速进行恒压供水时，通常有两种方式，其一是所有水泵配用一台变频器；其二是每台水泵配用一台变频器。前种方法的成本低，控制效果稳定可靠，但控制程序较复杂，是恒压供水通常采用的一种控制方式；后种方法根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，终达到管网恒压的目的，就是一个闭环回路，较简单，但成本高。由于客户使用的三台电机功率不同，所以只能采用第二种方法完成预期的功能。1.4方案背景 永宏FBs系列PLC提供软件数字化的PID数学表达式，对于一般反应的闭环回路过程控制足以应付所需，在恒压供水的PID控制中凸显其功能。永宏开发的模拟量拓展模板可以使20点以下的主机拓展模拟量信号点，12位的精度完全可以满足采集压力信号所需，价格较低，性能可靠。在达到设计方案所能完成功能的 前提下，永宏系列产品提供了一个性价比较高的选择。二 控制系统设计2.1硬件配置 恒压供水是一个较典型且简单的案例，系统的硬件配置较简单，其中包括FBs-10MC一台，FBs-CM55一个，FBs-B4AD一个，FD-102一台，Danfoss FC300系列变频器三台（15kW,35kW,75kW）。系统结构如下图所示。2.2工艺流程设计 客户需要每台变频器的控制包括手动和自动两种情况，手动情况时，通过外部的模拟量信号，来控制变频器的输出频率，进而控制电机的运转；自动情况时，根据压力设定值与压力模拟量采集信号的PID运算结果，由PLC自动切换运行处于自动状态的变频设备，实现恒压供水。为了满足客户的需求，我做了如下的工艺流程设计，例如：当1号、3号设备处于自动状态，2号4.修改后用永宏PLC控制的深孔钻床：图6－1图6－2四、 项目运行 由于控制精度高、性能稳定、抗干扰性好，机床投入使用后得到用户好评，目前已服役半年，尚未反映有不良状况。五、 应用体会 在本例中体现了永宏PLC单机四轴的优势，200KHz的脉冲频率可充分实现在空刀位的快速进给，简单易用的定位指令和通讯便利指令较它牌更好，大大减少了程序开发周期，而且大大降低了客户系统成本2.功能说明2.1开机进入面板操作画面，选择手动操作，即可对相应项做手动操作。2.2开机进入面板操作画面，选择全自动操作，在条件满足的条件下，再按下启动按钮即可实现自动运行。2.3考虑到钻杆易断，且价格昂贵，数值输入时,必须要在停机状态且在手动状态下才可以输入,不可动态更改，且输入后要按确认键才可输入成功。2.4在自动运行时，X轴必须要在原点处才可以启动，否则不动作。 3．定位功能及通讯说明3.1回原点程序概述 永宏PLC采用命令表格式编辑的回原点专用指令（F140+F141指令），使用户一目了然。如下：3.11程序说明：3.12命令表格说明： 图5.1-2(F141) 图5.1-2(F141) 3.2 需要实现在各位置处速度可调。因为钻孔深度不同，其速度需要作相应调整，否则钻杆容易断掉。永宏PLC支持NC定位的便利指令，且均以命令表格形式编辑，所以定位程序显得直观，可读性强，大大减少编程、调试的工作量。如下图所示：3.3脉冲控制时序图：3.4通讯部分：3.41通讯程序：3.42命令表格说明： 通过 RS485 硬件接口，由PLC 以ModBus 协议与变频器进行通讯，控制钻杆主轴实现无级调速。永宏PLC 在ModBUS 通讯方面有专用的便利指令FUN150.M_BUS，也是通过表格形式编辑，使得众多的参数一目了然，如下表即为读写变频器数据的通讯命令表格：
