西门子控制器6ES7215-1BG40-0XB0

由于弹力丝制成的衣袜具有伸缩自如、可适合不同体形等独特性能，因此近几年人们对弹力丝产品的关注度在逐渐增加。 

关键词：永宏 纺机 倒筒 高速弹力丝 

一、项目简介 

1、该设备生产的弹力丝，用在例如尿不湿等高要求的产品上，具有较大的弹性而又保持尺寸稳定性，挺括抗皱，毛型感强，透气性较好。 

该设备目前属于非标准件设备，生产出的弹力丝，可以根据客户不同的弹性要求，进行灵活的变更。

 
图一 设备图

2、工艺简介 

该设备一共有40个小站进行工作，40个小站上的主电机和槽筒电机通过2台变频器进行控制，工作期间可以分别选择小站的停止和启动。两台步进电机分别控制横动轴和滚动轴 

两台步进电机工艺要求： 

如图所示为滚动轴，横动轴的作用是带动滚动轴进行横向动作，其作用是：筒子纱线防叠。 

横动轴动作要求：横动轴连接一个圆盘控制，圆盘的运动由“;步进一”;进行以角度运动的方式进行转动；总共有四个角度的设定，各个角度参数通过触摸屏设定。

滚动轴按照一个较慢的速度慢慢旋转，通过触摸屏设定滚动轴（上油参数）的速度。 

两台变频器工艺要求： 

主机变频器要求一个频率上下震荡的工作模式，以实现弹力丝在混合进入纱线之后的松紧度其中，各参数需要在触摸屏进行设定。 

槽筒变频器（黑棍电机）参数由触摸屏给定。 

3、该项目使用1台永宏FBS-14MAT2-AC，HU070S-00。 

二、控制系统构成

1、系统工艺流程图：

2、I/O分配表：

3、PLC外部接线图：

三 、控制系统完成的功能 

1、工艺要求： 

该设备一共有40个小站进行工作，40个小站上的主电机和槽筒电机通过2台变频器进行控制，每站中间都用一块系统板来实现各站可以独立停止和启动。两台步进电机分别控制横动轴和滚动轴，开机就工作。 

a）两台步进电机工艺要求： 

如图所示为滚动轴，横动轴的作用是带动滚动轴进行横向动作（来回摆动），其作用是：筒子纱线防叠。

（1）：横动轴动作要求：横动轴连接一个圆盘控制，圆盘的运动由“;步进一”;进行以角度运动的方式进行转动；总共有四个角度的设定以及执行每个角度的次数，各个角度参数通过触摸屏设定。程序会从角度一开始判断，从角度一开始依次角度二、角度三、角度四执行下去；直到执行完程序所以判断到的*后一个角度（包括其角度次数），系统会自动回到角度一继续执行。

 
图二：横动轴运行实行图

（2）：滚动轴按照一个较慢的速度慢慢旋转，通过触摸屏设定滚动轴（上油参数）的速度。 

b）两台变频器工艺要求： 

（1）： 主机变频器要求一个频率上下震荡的工作模式，以实现弹力丝在混合进入纱线之后的松紧度适中，上升、下降频率，上升到位、下降到位时间等参数需要在触摸屏进行设定。然后通过PLC与变频器通讯，写到变频器的摆频功能参数中，行程一个频率震荡的三角波。

（2）槽筒变频器（黑棍电机）参数由触摸屏给定存放到PLC的缓存器中，通过PLC与变频器进行通讯实现数据传输。 

c) 在触摸屏画面中设置了手动停止和急停横动轴运动的画面，两者要求停止的位置和工艺不相同。 

（1）：如若在正常运行中，有人操作了触摸屏的“;停止”;按钮，系统会使横动轴做回原点动作之后停在原点，等待启动信号。 

（2）：如若在正常运行中，因特殊原因或者停电，需要急停机器，便可以按触摸屏上的“;急停”;按钮，或者设备自带外部急停，横动轴会立即停止在当前位置。等待下一轮的启动信号后，横动轴先回原点，在按照设置好的角度运行。 

2、触摸屏画面：

此画面用来设定主机变频器和槽筒电机（黑棍电机）变频器参数。

此画面用来设定带动横动轴动作的圆盘的运动角度及次数，其逻辑可见流程图。

此画面用来显示横动轴以及滚动轴目前运动的状态，并且可以手动控制横动轴的启动停止工作，回原点工作，急停工作；或者正反向点动调试工作。此画面被用作开机画面！ 

3、重点分析 

（1）、主机的摆频要求，开始接到项目在没有确定变频器的情况的下，频率震荡的 

四、项目运行 

该项目于3月15号调试好，目前客户会试用，观察稳定性和误差率。包括包装速度的整理计算也在进行中；客户主要关注整个设备的运作效率性。 

五、应用体会 

此项目运用到永宏称重模块，其过程动作流程都要实时结合称重传感器给到模块的信号进行及时的动作，这些动作的准确性和快速性能决定*后的包装产量。在调试过程中，要尽量省去时间定时，但是还要保证在接收称重信号稳定的情况下才能省去。所以整个工艺流程的时间有效性对于整个设备的运作效率起到至关重要的作用

一．微波发生原理： 

产生微波的设备是磁控管。通过PLC控制中间固态继电器来驱动升压变压器，电压约为6000V。磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上是一个置于恒定磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。 

磁控管由于工作状态的不同可分为脉冲磁控管和连续波磁控管两类。 

磁控管由管芯和磁钢（或电磁铁）组成。管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁路系统等四部分。管子内部保持高真空状态。下面分别介绍各部分的结构及其作用。 

1.阳极 

阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和恒定电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。 

阳极由导电良好的金属材料（如无氧铜）制成，并设有多个谐振腔，谐振腔的数目必须是偶数，管子的工作频率越高腔数越多。 

阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型，阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并联的2C振荡回路。以槽扇型腔为例，可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容，而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。 

磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系统。这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的工作频段。 

磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外，还能产生不同特性的多种电磁振荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用隔型带来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。 

另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。 

2.阴极 

阴极及其引线磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响极大，被视为整个管子的心脏。阴极的种类很多，性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极，它由钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状，通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时间短和抗电子轰击能力强等优点，在连续波磁控管中得到广泛的应用。此种阴极加热电流大，要求阴极引线要短而粗，连接部分要接触良好。大功率管的阴极引线工作时温度很高，常用强迫风冷散热。磁控管工作时阴极接负高压，因此引线部分应有良好的绝缘性能并能满足真空密封的要求。为防止因电子回轰而使阳极过热，磁控管工作稳定后应按规定降低阴极电流以延长使用寿命。 

3.能量输出器 

能量输出器是把相互作用空间中所产生的微波能输送到负载去的装置。能量输出装置的作用是无损耗，无击穿地通过微波，保证管子的真空密封，同时还要做到便于与外部系统相连接。小功率连续波磁控管大多采用同轴输出在阳极谐振腔高频磁场*强的地方。放置一个耦合环，当穿过环面的磁通量变化时，将在环上产生高频感应电流，从而将高频功率引到环外。耦合环面积越大耦合越强。大功率连续波磁控管常用轴向能量输出器，输出天线通过极靴孔洞连接到阳极翼片上。天线一般做成条状或圆棒也可为锥体。整个天线被输出窗密封。输出窗常用低损耗特性的玻璃或陶瓷制成。它必须保证微波能量无损耗的通过和具有良好的真空气密性。大功率管的输出窗常用强迫风冷来降低由于介质损耗所产生的热量。 

4.磁路系统磁控管 

正常工作时要求有很强的恒定磁场，其磁场感应强度一般为数千高斯。工作频率越高，所加磁场越强。磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系统一般用于小功率管，磁钢与管芯牢固合为一体构成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁场，管芯和电磁铁配合使用，管芯内有上、下极靴，以固定磁隙的距离。磁控管工作时，可以很方便的靠改变磁场强度的大小，来调整输出功率和工作频率。另外，还可以将阳极电流馈入电磁线包以提高管子工作的稳定性。 

二．注意事项 

由于设备的加热部分是靠微波来加热的，所以必须要考虑到微波带来的干扰源问题。永宏PLC是自主研发的产品，所有的控制都集成在一块叫”SOC”的芯片上，即：系统集成片，所以抗干扰能力较强。由于该设备需要加热控制就必然用到模拟量模块，此设备的加热传感器是用远红外传感器，信号为4—20MA。永宏PLC的模拟量板精度是12位。且在每个扫描周期都读取模拟量值，所以是实时更新的，加上模拟量板价格适中，客户都肯接受。 

三．工艺流程 

四．模拟量板说明 

采用永宏性价比较高的模拟量板FBS-B4AD控制温度。FBS-B4AD是12位精度，模拟量板是单极性的测量范围为：0—20MA或0—10V。永宏PLC设计是以14位的方式表示法，即：0—16380对应0—20MA或0—10V,*大分解能力为：2.44mV(电压)、4.88µA(电流)。采用直接读取寄存器的方法方便了广大的编程工作者，其占用固定地址为：D4072～D4075。 

结束语 

永宏优越的质量，超强的应用指令功能，多样话的通讯方式，使得我们在生产设计中起到了关键性的作用。伴随永宏机电产品的丰富与发展，功能的不断提高，面对客户对整体服务的需求，产品拥有广阔长远的市场拓展空间。