6ES7 215-1AG40-0XB0技术参数

、变频控制系统

1.1系统参数：
　　　皮带电机为132KW，电流245A，四极，转速1480 R/MIN，设计采用EV3000-4T132G（高性能）系列变频器。 配合EC20系列PLC及模拟量组合模块5AM（四模入、一模出），通过PLC作PID闭环控制。其中主变频器的给定采用数字量设定或模拟量设定均可，将主变频器的输出频率作为PID的给定量，将从变频器的输出频率作为PID反馈环节，PID输出量作为从变频器的给定值，从而实现主、从变频器的频率一致运行。具体原理参见附图一至五

1.2变频参数设置
主变频：
F0.02=4 V/F控制 F0.03=0 数字设定，由面板给出
F0.04=50 主机给定 F0.05=1 端子控制
F0.10=60S 加速时间 F0.11=20 减速时间
由于现场不具备电机调谐运行（接手无法打开），因此控制方式采用V/F控制，电机参数F1.00-1.08按电机实际参数设置。
F2.09=1 停机方式为自由停车
F6.08=0 AO1输出信号为实际运行频率
F6.09=3 AO2输出信号为实际运行电流
F6.12=20% AO2信号输出偏置为20%
具体原因是：由于AO2信号送入楼上控制站计算机室，控制站PLC要求信号为4-20MA。因此，当变频器输出电流信号为4MA时，对应实际电流为0；即将4MA/20MA=20% ，输出偏置即位20%。
从变频：
F0.02=4 V/F控制 F0.03=5 模拟设定，由PLC给出
F0.05=1 端子控制
F0.10=60S 加速时间 F0.11=20 减速时间
F2.09=1 停机方式为自由停车
F6.08=0 AO1输出信号为实际运行频率
F6.09=3 AO2输出信号为实际运行电流
F6.12=20% AO2信号输出偏置为20%

2、PLC控制系统

2.1 PLC硬件配置
　　　由主机EC20-1410BRA、模拟量组合EC20-5AM (四入一出)构成。其中输入的一通道为主变频器的实际运行频率；二通道为从变频器的实际运行频率，输入信号均为4-20MA；输出为从变频器的给定值，信号为0-10V。

2.2变频控制PID程序
LD SM1
TO 0 400 16#1 1 5AM模块初始化
LD SM1
TO 0 600 16#3311 1 输入1、2通道为电流信号3、4通道关闭。
LD SM1
TO 0 650 16#0 1 输出通道为0-10V信号
LD SM1
TO 0 500 16#1 1 通道设置更改允许
LD SM1
TO 0 800 16#1 1 输入通道设置更改确认
LD SM1
TO 0 801 16#1 1 输出通道设置更改确认
LD SM0
FROM 0 100 D100 1 读通道1数值（主变频运行频率）
LD SM0
FROM 0 101 D101 1 读通道2数值（从变频运行频率）
LD SM0
MOV D101 D21 通道2数值作为PID反馈值。
LD SM0
TO 0 0 D22 1 PID输出信号从输出通道输出（作为从变频给定）
LD SM0
CALL PID_EXE 调用PID执行程序
LD SM0
CALL PID_SET 调用PID设置程序
PID子程序
LD SM0
PID D20 D21 D0 D22 //子程序的PID指令生成公式PID S1 S2 S3 D
LD SM0
MOV D100 D20 //设定目标值
MOV 10 D0 //采样时间(Ts) 范围为1～32767(ms)但比运算周期短的时间数值无法执行
MOV 33 D1 //动作方向
MOV 0 D2 //滤波时间常数
MOV 1000 D3 //比例增益(Kp) MOV 1 D4 //积分时间TI MS
MOV 0 D5 //微分增益(KD) MOV 0 D6 //微分时间
MOV 0 D15 //输入变化量MOV 0 D16 //输入变化量
MOV 2000 D17 //输出上限设MOV 0 D18 //输出下限设

2.3实际参数调整设置
　　　后经多次修改和调试，确定比例系数为10，积分时间为100毫秒，微分时间为零。经过运行发现能够满足现场的生产工艺，主、从皮带平稳启动。

3、连锁控制
连锁控制主要实现如下功能：
一、启动时主、从变频器一起启动，一起停止。
二、任何一台变频器故障，则另外一台变频器立即停止。
连锁控制的实现通过中间继电器（设计院设计，可以通过PLC实现）

4、实际运行情况：
　　　经过2个月左右的运行发现，系统能够运行非常稳定，皮带启动电流为120A左右，主、从变频器启动频率完全一致，启动电流主变频器略大于从变频器，启动平稳可靠，完全能够满足生产要求。 EV3000变频器设置面板具有中文显示功能，而且参数设置非常简单，便于现场的维护；该系列变频器在过载能力方面非常的强。由于变频器在初期调试时，皮带电机的抱闸没有打开，且减速机的油泵电机没有启动，当时的过载电流几乎达到450A，在大电流限幅下运行了十几秒，变频器没有发生任何故障。

在金属等材料切削成型加工领域，珩磨加工属于精加工后期的精整加工，其目的是为了获得更小的表面粗糙度，并稍微提高精度。珩磨用刃形和刃数都不固定的磨具或磨料进行微小加工余量切削的方法。

2 工艺原理

　　　珩磨用镶嵌在珩磨头上的油石（又称珩磨条）对精加工表面进行的精整加工，又称镗磨。珩磨主要应用在对孔的加工, 但根据需要有时也用珩磨来加工外圆, 平面, 锥形孔和非圆孔(例如转子发动机的非圆孔珩磨）。珩磨加工不一定要对所有的孔有珩前要求, 此外珩磨需要根据加工要求, 要能改善尺寸精度，形状精度, 表面精度，甚至位置精度。 几乎所有在工业领域应用的工艺材料都可以用珩磨加工。根据不同的工件材料选择相应的切削砂条，使得珩磨可对硬质处理和未硬质处理的钢，铸铁，青铜，轻金属，粉末合金及镀铬或者其它镀层的金属进行加工。加工的尺寸范围为直径1－2000 mm，长度至24米的工件。 珩磨的应用范围已扩展到了整个金属加工工业领域。主要的应用领域为：汽车工业，刀具及机床加工工业，液压及气压器件生产以及航空航天领域。除此之外在空气压缩机和电机的生产制造中珩磨加工也得到了广泛应用。

3 方案设计

　　　由中达电通公司开发的卧式精密珩磨机，具有较高的工作效率和工作性能，该系统不但**珩磨工件内圆，而且能够**检测工件内圆的“凸点”，加工效率也远远超过内圆磨床。基于中达机电技术的自动化卧式精密珩磨机如图1所示。

图1 自动化卧式精密珩磨机

3.1控制系统的核心工艺及控制分析

　　　系统要求珩磨和“凸点”检测同时进行，珩磨的厚度主要由珩磨油石、油压控制检测的光栅和PLC共同实现，由于台达32EH00M伺服控制专用PLC系列能够接收2信道差动输入，所以无需其它转换电路，光栅尺信号可直接接入PLC，且同时将伺服驱动的分频输出直接输入PLC，以便实时检测机台的位置。在实际的珩磨过程中，因工件内圆的“凸点”存在，由此形成珩磨变频马达电流瞬间的一个峰值，利用系统核心PLC记忆该电流峰值形成时的位置，然后控制伺服小车在此“凸点”珩磨摆动的次数，达到预期的珩磨精度，同时也可以根据光栅尺内圆半径的检测，自动研磨至设定的厚度。所以该系统采用变频负载/电流线性对应关系，完成了对加工工件内圆的“凸点”检测。台达V系列变频为全矢量高性能的驱动，能够快速**反应出负载电流的变化，而台达PLC采用通讯方式快速采样变频器电流为该系统的关键所在。

3.2控制结构设计

控制结构参见图2。

图2 伺服控制结构

3.3硬体控制方案

PLC ：DVP32EH00M台达伺服专用。
变频器 ：VFD075V43台达全矢量控制型。
伺服系统：3000W/台达中惯量系列。

系统电控柜参见图3。

图3 伺服系统电控柜

3.4 人机界面设计

关键的控制参数如图4、图5、图6所示。

图4 系统监控主页

图5 伺服参数画面1设置

图6 伺服参数画面2设置

3.5主要技术规格

（1）加工孔径： 3-250mm
（2）大加工长度：2500mm
（3）主轴转速： 50-600转/分，无级调速
（4）珩磨速度：1.00m-22m/分
（5）主轴功率： 7.5KW
（6）机台功率：3KW
（7）油泵功率：400W

4结束语

　　　方案研发运行结果说明，系统设计达到预期设计效果。该机床可以加工各种材料的内圆工件，从淬火钢、硼铸铁、硬质合金、陶瓷到铝合金、青铜、有机玻璃等硬软材料，以及其它难加工材料的内圆工件。由于台达PLC/EH系列提供大容量掉电保持数据寄存器（8000项），所以控制系统性能具有无须其它外设即可实现用户工艺配方的存储，方便现场生产的灵活调度的特点。