6ES7212-1BB23-0XB8性能参数

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项目设计
（1）测力传感器的初始化：通过测力传感器通讯传过来先进行清零，然后根据普通的的砝码进行标定，是测力传感器数据进行初始化处理。
（2）记录实时数据：按上针头通过步进电机往下传送，当针头触碰到下方的薄膜时，PLC根据传感器判断受力有一个跳变开始每个100ms记录数据，在针头穿透薄膜10mm时，针头通过步进电机往上，直到走到上限为止。
（3）数据曲线分析描绘：上限到了以后，PLC马上开始描出刚才针头从针头触碰到下方的薄膜开始到针头穿透薄膜10mm结束，这一时间内所运行在每个位置受到压力的曲线（纵坐标为受力、横坐标为位置），不仅如此还得找出这条曲线中**个拐点（这其实是一个比较麻烦的事情）并把它们的受力及位置记录下来，并且找出较大值，且曲线纵坐标会根据较大所受力的大小实时的更新（如果在运行过程中发现针头较大受力小于1牛，那纵坐标就是0-1N，如果在2N之内，那纵坐标就是0-2N，以此类推。
（4）存储数据进行处理：在每做一个试验后，把每次实验的较大的受力数据记录下来，然后实时的把这几次的受力数据的平均值及根据一个特定的公式计算的偏差值计算出来，如果用户要人为的某一个值，那此两个值要实时的更新，好让用户判断是否针头是否合格。
（5）打印曲线及数据：根据要求每一个数据都必须记录下来的要求，客户要求每一个数据都必须打印出来的要求，利用台达人机打印的功能完成此要求。

2.2 电控设计
刺穿力测试仪由PLC、测力机构、测距机构、打印机等部分组成。其中测力机构采用**的0.001牛高精度压力传感器，并且测试可以通过台达触摸屏可以实时地打印，在当中属于中高档机种，对于各种形状、大小的针头外形都能进行精确测试。
主控制器选用SC系列DVP-12SC11T型PLC（12SC）。台达SC系列PLC是运动控制特殊功能**PLC，SC系列PLC主机点数12I/O，模块可扩展200点以上。SC系列拥有高速脉冲输出与脉冲计数功能。高速脉冲输出支持2点(Y10, Y11)独立高速脉冲输出功能，较高可达100kHz(总合频宽130KHz)。通讯端口内置RS-232与RS-485，兼容MODBUS ASCII / RTU通讯协议。双轴插补功能支持定位控制指令：透过ZRN(原点复归) / DRVA(**寻址) / DRVI(相对定位)指令，SC系列可轻易的与台达伺服搭配完成各种运动控制需求。人机界面选用台达5.7英寸单色16灰阶DOP-A57BSTD 型触摸屏

.1什么是熔融法制样
X荧光光谱仪是矿物成份分析化学领域重要的分析研究工具。 X荧光光谱仪根据制得的物质样片来实现荧光光谱成份分析。因此样片制备成为分析的基础。熔融法制样（fusion）是用来描述将分析物溶解在融化的助溶剂中以便形成更容易分析的化合物的通用技术名词。
由于大多数熔融过程所产生的化合物都可以在选定的某一种溶剂中溶解。因此熔样设备成为熔融法制样片设备中较佳选择，是世界上较快的熔融法制样设备,能达到X荧光光谱仪分析的被测矿样片无气泡,样品平整、光洁、一致性、重现性好的要求。
高频感应电加热熔样设备的具有有环保、节能、安全、工件表面光滑、无氧化层等多方面优势。与过去的真空管高频设备相比电源效率高，降低生产成本，节能、节水40-50%，与可控硅中频炉相比节能10-30%。

1.2高频熔样设备应用范围
（1）矿业：矿石、精矿、粉尘、金属氧化膜、炉 渣等。
（2）窑业：水泥、石灰石、白云石、玻璃、石英、粘土、耐火材料等。
（3）钢铁工业：铁矿石、煤、转炉、高炉、电炉渣等。
（4）有色工业：氧化铝、铝土矿、铜矿等。
（5）化学工业：催化剂、聚合物等。
（6）地质土壤：岩石、土壤。

2 系统设计
2.1 方案分析
原来的系统采用单片机实现自动控制，由于单片机控制系统的调试特别是修改程序困难，使得设备运行故障率高维护便。随着自动化技术的飞速发展,可编程序控制器与人机界面等现代自动化技术已非常成熟，新型自动化技术具有编程灵活，调试方便，抗干扰能力强，后期服务产业化等特点，用可编程序控制器取代原来的单片机控制已大势所趋。因此提出自动化系统集成解决方案对熔融法制样设备的自动化进行升级换代，用更可靠的系统来代替原有的系统，以提高产品的灵活性、稳定性和可靠性，降低产品的维护成本。
2.2 系统配置
由于考虑到产品的高性价比和对温度进行模糊控制的功能需要，高频熔样设备电器控制全部选用台达的机电产品，配置如下：
（1）PLC:DVP32EH00R。32点（16点输入+16点输出）PLC主机，16KSteps的程序内存，具有定位脉冲输出、数据运算、万年历、PID控制、PTC温度模糊控制等功能。
(2) PLC扩展单元：DVP06XA-H。4点输入+2点模拟量输出扩展模块。
(3) 触摸屏人机界面DOP-A57CSTD（5.7寸256色LCD显示）。
2.3 工作原理及功能实现
高频熔样设备的工作原理：感应加热是由感应加热设备输出高频电流，通过感应圈产生交变磁场，它能贯穿放在感应圈中的工件而形成涡流，并使工件迅速加热。感应加热系统由电源(发生器)、导线、变压器、感应器组成。其工作步骤是：
（1）由高频电源把普通电源( 220v/50hz)变成高压高频低电流输出。
（2）通过变压器把高压、高频低电流变成低压高频大电流。
（3）感应器通过低压高频大电流后在感应器周围形成较强的高频磁场。一般电流越
大.磁场强度越高。
矿物的加热温度由触摸屏上进行设定，矿物的实际温度由红外线检测仪进行非接触式检测，经过可编程序控制器内的温度模糊控制运算，输出信号给感应加热系统，达到温度稳定控

（1）S1：目标值(SV)。S1 范围限制为1~5,000，其表示数值为0.1°~500°，较小单位为0.1, 若 S3 +1*为K0，则其表示为0.1℃~500℃。
（2）S2：当前测量值(PV)。S2 范围限制为1~5,000，其表示数值为0.1°~500°，较小单位为0.1°，若 S3 +1，*bit0=0，则其表示为0.1℃~500℃；因此使用者由温度传感器得到模拟转数字的数值时，须自行搭配四则运算指令转换为1~5,000 之间的数值。
（3）S3：取样时间的设置。
（4）D：输出值(MV)。D 显示范围为0~(取样时间*100)的数值。
2.5 高频感应加热设备抗干扰设计
由于熔样设备会产生高频磁场，会对周围的电器设备产生电磁干扰，作为PLC的信号线和人机界面的通讯线容易受到干扰，所以，必须作好抗干扰措施。
(1)静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。
措施：加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径４０倍以上时，干扰程度就不大明显。在两电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。
(2)静电感应干扰：指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。措施：一般将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分离铺设，分离距离通常在３０ｃｍ以上（较低为１０ｃｍ），分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合，绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。
(3)电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。措施：将感应电源放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用的铁箱要接地。尽量缩短人机到PLC通讯线的长度，用屏蔽线进行抗干扰。
(4)电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其它设备在电源系统直接产生电势。措施：感应电源的控制电源由另外系统供电；在控制电源的输入侧装设线路滤波器；装设绝缘变压器，且屏蔽接地。

3 结束语
经过设备调试，各项性能均达到客户的工艺要求，比照单片机为控制系统的熔样设备市场销量，随着自动化要求越来越高的情况下，PLC和人机界面为控制系统的熔样设备将成为未来的主流熔样设备自动化技术

  随着市场的需求，纺织生产工艺的改变，转杯纺纱在纺织工艺过程中的应用越来越广泛。纺织企业对转杯纺纱机可靠性，易操作性提出了更高的要求。由于PLC可编程控制器可靠性高、抗干扰能力强、使用方便等优点，所以被广泛的应用于对转杯纺纱机的现场控制。传统的控制方式是采用开环控制，电机的运行频率通过变频器面板手工设置，这种方式存在控制精度差，人机交互性差等一系列问题，这就需要有一套更合理的控制系统来提高机器的运行精度和改善人机交互性。我们以台达DVP系列PLC为核心改进设计了一套控制系统，实现纺纱控制性能的提高。

1．系统构成

控制系统的构成主要是DVP32ES00R主机，VFD022B43A变频器，VFD037B43A变频器，PWS1711-CTN触摸屏。在控制系统中主要任务是：1、通过调整变频器的频率来提高运行精度，改变纺纱工艺；2、通过人机界面来显示和设置参数。

2．程序的设计

程序设计方针是以控制程序作为主程序，PLC与变频器之间的通讯，换班，工艺计算，产量报表，号数报表，作为子程序。我们把通讯，换班，产量报表，号数报表等子程序做成标准程序模块，这样缩短了程序的开发周期，增强了程序可读性。主程序由速度信号的采集，给棉电机和引纱电机初始频率的计算，全机动作的控制，给棉电机和引纱电机频率的调整等程序组成。其中信号的采集使用PLC中的高速计数器，初始频率的计算是根据细纱号数和捻度，转杯电机的理论值进行计算，动作的控制主要是控制转杯电机、分梳辊电机、引纱电机和喂棉电机的起停顺序。给棉电机和引纱电机的转速采用闭环控制，积分调整的方式，用来满足纺纱工艺的要求。还值得一提的是在新装设备调试初始，需要进行电机转向的调整和机械调整，这就需要电机点动的控制方式，为实现这一功能，我采用通过旋钮选择点动方式，控制人机界面显示点动画面，从而进行点动控制。

系统采用RS-485进行网络通讯，RS-485是一般工业控制所经常采用的网络通讯方式。它具有能够实现多机通讯（RS-485驱动器较多可接32个从站），通讯距离长，抗干扰能力强等特点。台达DVP32ES00R主机具有RS-485通讯口，而台达VFD变频器也都有RS-485通讯口，并且提供了**驱动指令。我们以PLC为主机，两个变频器为从机组成RS-485控制网络。每个从站被赋与一的本机地址。通讯采用主机轮询，从机应答的通讯方式，主机发出的信息可以被各从机接收，从机只能发出应答信息，从机间不能通信。从机接收到数据后，判断地址是否和本机地址相同，若相同则对数据进行处理后应答，若不同则不予理睬。通过通讯主要是控制给棉电机和引纱电机的起停和工作频率的修改，工作频率初值是PLC根据设定的细纱号数和棉条号数计算得出。在机器运转中，通过速度传感器，PLC进行计算比较，微调工作频率，使机器运转精度提高。其中需要注意的是在使用通讯进行控制变频器的起停一定注意程序的逻辑顺序，不然将会引起动作的混乱而不能达到预期的效果。

大屏幕触摸屏的优点是信息量大，操作简便直观。在本系统中采用PWS1711工业级人机界面，根据需要设计了各种画面，用来输入工艺参数，显示实测参数。另外提供了产量报表和号数报表由于是双经系统故控制就比一般织机的电控系统要复杂。但毛巾织机天经相对来说又有一定的独立性和特殊性，它的独立性对于其它控制部分来说，它们之间只存在张力、纬密、速度、起停的同步；它的特殊性在于在整个运行过程中存在三个张力段、三个纬密，这和地经（普通织机的经轴）有着明显的区别！对此，以往有不同的控制方案：

1、算出当前天经直径和初始直径及初始速度算出当时天经速度：这个方案需要**值编码器采样、相应速度快的专控器(单片机)才能支持和完成该算法。这种方案特点是系统性能好，但价格高，国外一般采用。

2、分段控制当前张力：及时采集当前张力信号和设定张力相比，根据差额情况确定加减量多少！这个方案国内有些厂家采用。该方案主要硬件采用单片机+LCD+张力传感器，，但系统实际运行效果不佳，原因在于它的算法比较粗糙、结果实际系统运行天经张力不均匀、有抖动现象。

根据事前充分的调研和在调试过程中的体会，我们控制系统的特点在于：

A、该系统硬件均采用DELTA 自动化产品即 ：EH型可编程控制器、ASD-A 型伺服控制器、TP04G文本显示，这样系统维护方便、升级简便。

B、该系统软件算法和以往不一样，它的特点在于：

1）以张力设定值为基准、以张力测量值为参考，通过速度来改变张力。
2）当前速度为初始速度+脉冲增量速度+PID增量速度之和。
3）脉冲速度增量权值和PID速度增量权值不是固定的，在不同的经直经值段是不一样的。