6ES7214-1BG40-0XB0安装调试
前言
桂林橡胶机械厂在30万套全钢丝载重子午线轮胎技改项目中，先后引进了二台意大利POMINI公司生产的PX420密炼机及TDEll双螺杆挤出压片机，其具有设备价格低、控制水平高、操作方便、可靠性好等特点。在此，笔者对该设备的控制系统及拖动系统作些介绍，供要引进密炼机的厂家和国内密炼机生产厂家作参考。
1 自动控制系统组成(如图1)
1．1 PX420密炼机控制部分组成
密炼机控制部分包括：密炼机的PLC主机-PLCl，PLCl的扩展，PLCl上位管理机-PC。
1．2 TDEll双螺杆挤出压片机控制部分组成双螺杆挤出压片机控制部分
TDEll双螺杆挤出压片机控制部分组成双螺杆挤出压片机控制部分包括：双螺杆挤出压片机的PLC主机-PLC2，PLC2的扩展，PLC2上位管理机-PC。
1．3 远程诊断系统组成
远程诊断系统包括：远程诊断PC，MODEN及线1，用于远程通话的线2及。
2 拖动系统组成
2．1 PX420密炼机拖动系统组成(如图2)
PX420密炼机拖动系统包括：两组AC660v电源(一组星型，另一组三角型)，可控硅调速装置，直流电机，测速器。
2．2 TDE11双螺杆挤出压片机拖动系统组成
TDEll双螺杆挤出压片机有四组相同的拖动系统(如图3)，每组包括：AC380V电源，变频调速器，测速器。
3 系统运行过程描述
PX420密炼机PC(PLCl上位管理机)在接受到上辅机的工艺参数后，将信号传给密炼机PLCl，PLCl再将信号通过其输出口传出，执行整个密炼过程，完成密炼工作。在密炼周期中的每个阶段，主电机的速度由工艺参数设定。在密炼过程中记录一些工艺所需曲线及设备是否完好的情况。同时，将密炼数据传给上辅机作为上辅机控制密炼动作及密炼周期结束的依据。如果密炼机有故障报警，其将本坯料炼完后停机。如果设备完好、下辅机完好、TDEll料斗未满、上辅机要求运行，那么密炼机就会继续运行下一周期。
TDE11双螺杆挤出压片机料斗有料后，如胶片冷却已准备好，螺杆挤出机开始运行，压片机也开始运行，并自动调整速度将压辊和挤出机头间的压力调整到设定值。随着料斗中胶料的增加，挤出机的速度也加快，机头压力增加，压片机也会自动增加速度，使压力保持在设定值，直到挤出机的速度增加到大，压片机速度大。此时，如果TDEll双螺杆挤出压片机料斗的料位上升到上限的话，TDEll双螺杆挤出压片机会要求密炼机暂时停机，等料位下降到中位后，密炼机继续工作。
4 PX420密炼机及TDE11双螺杆挤出压片机自动控制系统原理
4．1 密炼机控制部分
密炼机的控制部分包括PLC主机-PLCl，PLCl的扩展，PLCl上位管理机-PC。
作为上位机的密炼机PC用2芯专用计算机电缆与PLCl相连，上位机PC的信号通过CP5611卡和转发器RS4B5后又传给PLCl。相反，PLCI的信号通过CP5611卡和转发器RS4B5后又传给密炼机PC。包括主电机电流、主电机电压、温度(胶料温度、电机温度、轴承温度)、转速、设备运行状态等信号均通过此通道从PLCI获得并：在PC上处理及显示。主电机电流、主电机电压、转速等信号PLCl从直流调速装置取得，现场信号通过PLCl扩展采集后通过2芯计算机电缆送给PLCl的CPU处理。根据需要，CPU再传给扩展的I／O或主机的I／O板或PLCl的上位机PC，密炼机的模拟信号主电机电流、主电机电压、胶料温度、功率、转子转速、主电机的速度给定等是通过PLCl的上位机PC(密炼机PC)与上辅机的PLC上位机PC用数字信号进行传输的，没有失真，可靠性高。
4．2 双螺杆挤出压片机控制部分
双螺杆挤出压片机的PLC主机-PLC2，PLC2的扩展，PLC2-上位管理机-PC。
作为上位机的双螺杆挤出压片机PC用2芯专用计算机电缆与PLC2相连，上位机PC的信号通过CP5611卡和转发器RS4B5后又传给PLC2，相反，PLC2的信号通过CP5611卡和转发器RS4B5后又传给密炼机PC。包括机头压力、温度、速度、设备运行状态等信号均通过此通道获得并在PC上处理及显示。现场信号通过PLC2扩展采集后通过2芯计算机电缆送给PLC2的CPU处理。根据需要，CPU再传给扩展的I／O或主机的I／O板或PLC2的上位机PC。PLC2根据机头压力、料位高度等情况综合运算后，分别对双螺杆挤出压片机四组变频器发出速度给定。同时，PLCl和PLC2可以通过网络互取信号，并且，PLC2将一个速度信号传给胶片冷却装置作为速度给定。
5 远程诊断系统
远程诊断系统包括：远程诊断PC，MODEN及线1，用于远程通话的线2及。
此系统主要是在设备故障时，设备生产厂家的工程技术员可在其公司通过线对设备故障进行分析诊断，作出故障处理意见，设备生产厂家工程技术员的计算机和我们的远程诊断PC通过线和MODEN联上后，其可以通过设备的远程诊断PC了解到设备故障记录情况及设备运行情况。线2及机主要是在诊断的时候进行口头交流用的。远程诊断PC通过CP5611卡和转发器与整个控制网络相连。
6 拖动系统
6．1 密炼机拖动系统
如图2；PX420密炼机拖动系统包括：两组AC660v电源(一组星型，另一组三角型)，可控硅调速装置，直流电机，测速器。
其速度给定由上辅机设定工艺参数时设定传给密炼机PC或直接在密炼机PC上设定传给PLCl，再由PLCl传给直流调速装置。直流调速装置采用两组全波整流，一组是星型接法的电源，另一组三角型接法的电源，两种电源波形相差30度，这样可以抑制高次谐波，减少高次谐波对电网的影响。
6．2 TDEll双螺杆挤出压片机有四组相同的拖动系统
TDEll双螺杆挤出压片机拖动系统，其采用交流变频的调速拖动系统。双螺杆挤出机两个螺杆和压片机两个辊筒分别采用单独的电机驱动，这样就要求两个螺杆两电机的速度和压片机两个辊筒电机的速度必须分别一致。因此，它们的速度给定也必须分别一样，反馈值必须准确，才能确保速度分别一样，这样的设计是POMINI公司的特点。它们的给定均由PLC2对整个系统综合运算后分别给出。
7 综合评价
整个控制系统在我方的要求下采用中文软件，POMINI公司开发的控制软件也是采用中文界面，方便操作工操作。这在进口设备中少有。
采用PC机作为PLC上位机用作数据传输、参数设置、数据记录及显示、显示报警。这样减少了很多显示仪表及开关按钮，减少了故障点，增强了数据传输的**度，提高了炼胶的质量，方便设备故障诊断及设备维修。同时，为工艺工程师提供了一些工艺数据和曲线，方便配方的研究及调整。
采用了远程诊断系统，给工厂提供了一整套远程诊断渠道，当工厂设备出现难以解决的故障时，为工厂工程师向远程设备生产厂家工程师咨询提供了方便。这样，可大大提高了设备正常运行率。
密炼机主电机采用直流调速拖动系统，可方便地适应工艺在炼胶周期内各个阶段不同速度的要求。TDEll采用交流变频调速拖动系统，电机是交流电机，故障点少，维修量少。两部分拖动系统运行可靠稳定。
我公司引进POMINI公司的这两台密炼设备，其中一台已经运行一年半，另一台已经调试投入运行，运行可靠，自动化程度高，操作方便，炼出的胶料质量好。此外，设备价格便宜，性价比很高。
目前作为发电厂和水电站厂房设备安装的前期吊运的主要设备是双梁桥式起重机。为吊运发电机定子(或转子)做准备，在前期安装吊运的散件和设备中，一般都在总重量的20%以下，每天工作的频率高，时间长。因此对发电机台数在2台以上的厂房在订购起重机时可选择2台单(或双)小车起重机(2台小车的起重量为定子或转子的总重量)，在前期吊运中单机使用，当吊运发电机定子(或转子)时，2台并车抬吊，这样即加快了设备安装的速度和进程，又解决了单一起重机在安装期间的过负荷操作(设备安装期间起重机的接电持续率JC%一般在80%左右，设备安装完后起重机的接电持续率JC%一般在5%以下)，不但保护了起重设备，减少了安装期间设备的故障率，而且提高了安装效率。为实现2机并车平稳抬吊的目的，我们引入了MPI网的技术，并在使用中获得了良好的效果。下面以王军春发电厂二期工程发电厂房所配的2台75t/20t桥式起重机为例介绍MPI网在双机抬吊中的应用。
1 电气配置和功能
本例中的2台75t/20t起重机电控系统的电气配置完全相同，均采用“MPI网+PLC+变频调速”控制方案。每台起重机分主起升机构、副起升机构、小车运行机构、大车运行机构。
4个机构均采用ABB变频器调速，其中起升机构采用ACC800变频器传动，ACC800是针对升降机设计开发的变频器，即当变频器内部检测功能检测到在零速时建立足够转矩(转矩达到额定转矩的150%~200%)后再打开抱闸的功能，这项功能主要是防止重物停在空中再起动时瞬间发生的溜钩现象而特设的。大小车运行机构采用ABB公司ACS800变频器传动。
其中主、副起升机构、小车运行机构采用闭环控制(即通过速度编码器的反馈纠正和提高变频器的输出精度，提高速度的稳定性)。大车运行机构一般采用开环控制就能满足要求(当然对大跨度要求较高的2台起重机并车抬吊还需考虑大车的闭环控制和增加大车的纠偏功能)。PLC采用西门子S7-300，其控制系统由CPU单元，开关量输入输出模块，模拟量输入输出模块等组成。开关量输入模块接受司机室的控制命令及各机构监控信号。开关量输出模块只将PLC程序对输入信号处理结果生成控制命令去控制各机构制动器，接触器，风机等的动作。PLC通过屏蔽通讯线(或通过PROFIBUS-DP总线方式)与各机构的变频器相连，实现PLC与变频装置间的通讯，PLC将获取变频器的运行状态及故障信息。所有的变频器接受PLC统一的控制与管理，但是对于调速性能的保证则完全取决于变频器本身的功能特性及多电机传动时装置间的合理配置，即系统设计。
2 并车抬吊方案
为了实现2台起重机的抬吊功能，2台起重机PLC系统之间采用MPI网络通讯方案。图1是2台起重机的并车图，当并车运行时，2大车好通过机械拉杆装置进行刚性连接，以保证2大车运行的速度同步。
图2是2台起重机电气系统通过MPI网的连接图。为了实现单人操作控制2台起重机的目的，可在司机室联动台上设置2个选择开关，一个作为选定哪台起重机为主车或副车；另一个开关则作为在主车上操作时选择的控制方式。如：选择“本车”、“并车”、“他车”控制，这样就可以在主车上同时或单独控制2台起重机的起升机构以及小车和大车运行机构，达到并车同步和单独调整使用的目的，并且2台起重机中的任意一台都可以设置为主车操作。
在起升卷筒高度限制器的轴上和小车被动轮上分别装有1个高分辩率编码器，分别进行高度与小车位置检测，其信号输入PLC系统。并车时，以主车为基准，副车起升高度与小车位置信号分别与主车进行比较，并根据位置信号差对其速度进行微调，实现位置随动以达到并车抬吊时起升及小车运行同步的目的。
并车运行时，电气连接为：将2台车的PLC的通讯线(通过CPU上的MPI接口)相连，实现2台车的PLC通讯，完成并车运行的所有操作功能。主车PLC在并车运行时执行并车程序。通过通讯即接受本车的所有控制及检测信号，又接受他车的所有控制及检测信号(副车各机构是否可以运行，方向限位是否动作等信号)。主副车PLC根据所获得的信息在主车上对2车输出控制命令，从而达到2台起重机所需的并车抬吊要求。
3 结束语
珲春发电厂二期工程发电厂房所配的2台75t/20t桥式起重机在MPI网的支持下成功地完成了双桥机抬吊发电机定子的任务。由于2大车之间采用了刚性连接，不但保证了2大车运行的速度同步，而且保护了连接2机的MPI网连线。当然若增加触摸屏或工控机来实现机构流程的动画显示效果会更好，对操作人员来说对机构工作进度和状态的跟踪将更加直观和方便。