6ES7214-1AF40-0XB0详细说明
包钢炼铁厂综合料场皮带传送系统采用132KW两台电机（一主一从）进行传动。原有系统采用接触器启动。传送皮带长度大约在500米左右。正常情况下直接启动对系统没有影响，当发生送料过程中有意外故障而造成停机时，系统检修结束后要求再启动时，就会出现启动非常困难，造成接触器过热烧毁甚至发生因过电流造成相间短路的现象。若采用一般常用的降压软启动方式，由于启动力矩与电压的平方成正比，根本无法实现重载启动。为此，我们采用艾默生公司的EV3000系列高转矩、高精度变频器作为电机控制核心，配合EC20系列PLC实现两台变频器的主从控制，实现两台电机同频率或负荷平衡运转。
1、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），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。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
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
TO 0 600 16#3311 1 输入1、2通道为电流信号3、4通道关闭。
TO 0 650 16#0 1 输出通道为0-10V信号
TO 0 500 16#1 1 通道设置更改允许
TO 0 800 16#1 1 输入通道设置更改确认
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）
FROM 0 101 D101 1 读通道2数值（从变频运行频率）
MOV D101 D21 通道2数值作为PID反馈值。
TO 0 0 D22 1 PID输出信号从输出通道输出（作为从变频给定）
CALL PID_EXE 调用PID执行程序
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
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，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。
参考文献
①艾默生公司EV3000系列通用变频器 艾默生网络能源有限公司
②新型PID控制及其应用 机械工业出版社 陶永华
③EC20系统手册 艾默生网络能源有限公司
④通用变频器及其应用 机械工业出版社 韩安荣
⑤电机拖动与控制 西安电子科技大学出版社 刘保录
⑦EC20-5AM使用说明 艾默生网络能源有限公司
一 引言
检品机是一种具有高精度、高灵敏度的复卷、检品设备。适用于卷筒状的印刷薄膜、复合薄膜及卷筒纸制品的印刷、涂布、复合后的全自动品质检验，也可用于上述材料的复卷，是印刷、涂布、复合等工序必不可少的检验设备。
二 系统选型设计
2.1 触摸屏选型设计
本系统选用的是艾默生EZ600-TT06P型 5.7 寸触摸屏， 显示色彩为64K色，解析度为 320×240像素。 按键包括 1 个清单键和 5 个使用者定义的功能键。 还有三个 RS232、RS422 和 RS485 的通讯接口， 以及 2个 USB连接口。 內建的 CF 卡插槽可以让您扩充历史记录和配方，以及进行数据备份。 前盖为 IP65 等级，这样对于任何方向的低压水流沖洗，它都能提供保护效果。
2.2 PLC选型设计
系统选用了艾默生EC20-1614BRA可编程控制器，作为主控单元，主要用于实现的逻辑控制功能；外加一个EC20-4DA模拟量输出模块作为扩展模块，主要用于实现系统的线速度设定和张力给定功能。
EC20是艾默生推出的高性能小型PLC，具有极快的运算速度，和12K步的大程序容量，并且自带两个通信口，一个通信口用于与触摸屏通信，实现系统的参数设定与状态显示功能，另一个通信口用于与变频器通信，实现变频器运行状态的读取，以及参数设定功能，这样大大降低了用户成本。
2.3 变频器选型设计
系统选用了艾默生EV6000变频器，用于系统的驱动及张力控制功能。
EV6000是艾默生新推出的一款创新型平台产品，集自主研发的无速度传感器矢量控制的核心算法技术、伺服定位控制技术、EMC技术和可靠性技术的优势与一身，使之在性能上有了质的飞跃。
EV6000高性能矢量控制变频器拥有超大功率范围，可以从0.4到250kW之间进行选择，而它的高输出频率也可高达1000Hz。EV6000可以实现无PG矢量控制和有PG矢量控制驱动永磁同步电机，在无PG矢量控制时，能在0.25Hz下可以满足200%额定负载突变时转矩能快速地响应和稳定运行，能满足众多低速大转矩应用要求，在变频低频脉动技术难题上迈出了一大步，处于国际水平。
三 系统介绍
3.1 系统原理介绍
图一 系统原理图
（1）触摸屏：通过触摸屏，用户可以对工作速度、运行张力、料卷直径等参数进行设置；并且，通过触摸屏，可以显示设备的当前运行状态，并对当前的故障信息进行显示，以便用户作处理。
（2）EC20控制器：该控制器是艾默生公司的高性能控制器，它是整个系统的控制中心，协调外围设备的动作，并按用户设定的工艺控制设备的运作。通过EC20-4DA模块对变频器作张力给定和频率设定。
（3）变频器：本系统采用EV6000变频器做收放卷控制，通过该变频器可保证检品机械的张力恒定、速度稳定，是整套系统的控制核心部分。
3.2 控制流程图
3.2.1 系统正常启停流程：
图二 系统正常启停流程图
正常启停流程主要是用于用户查找产品缺陷，当发现缺陷时，用户通过按钮记录当前位置，以备查找；难点主要是在于加减速，以及零频时张力的控制。
3.2.2 检查点启停流程：
图三 检查点启停流程图
检查点流程主要是用于缺陷的查找，这也是该设备的重要的功能之一，本系统是通过硬件中断的方法记录缺陷的位置的，可以比较准确的发现缺陷的位置。由于本过程涉及到多次启停，在任何速度下都要保持张力稳定，对变频的张力控制性能要求很高。
3.3 电气原理图
图四 张力控制示意图
图四是整个系统的张力控制示意图，EV6000作为主驱动，控制整个系统的运行，EV6000张力控制用变频，驱动收/放卷电机，通过张力传感器反馈回来的张力的大小，做闭环控制，以保证整个系统的张力恒定、速度稳定。利用编码器与变频器作闭环控制，使变频器可以在高速度精度和恒张力下运行，PG3把信号送给EC20，由PLC计算当前的运行速度、距离等数据。
PLC实现传动点的协调控制，逻辑控制处理。PLC实现线速度，运行命令传递到变频器，并收集变频器的运行状态。传递变频器参数修改信息。
选用EV6000张力控制专用变频器实现放卷和收卷控制，选用EV6000高性能矢量控制变频器实现主牵引控制。变频器以闭环矢量控制运行，安装脉冲编码器（PG），编码器信号类型：集电极开路输出型；
收、放卷变频器工作于张力闭环速度模式，EV6000自带卷径计算功能和断带检测功能。为了保证系统的快速起停要求，尤其是急停的技术指标。变频器都需外接制动电阻。
3.4 电气配线图
3.4.1 主驱动变频器接线图
图五 主牵引变频器接线图
变频器通过端子进行起停运行控制，运行方向设定，运行速度设定，故障停机和复位处理。
3.4.2 收、放卷变频器接线图
图六 收、放卷变频接线图
变频器通过端子进行起停运行控制，运行方向设定，张力给定设置，张力方向设定，运行线速度设定，收、放卷模式设定，初始卷径复位，故障停机和复位处理。
四 参数设置
1 牵引变频器参数设置
牵引电机选用的是艾默生高性能变频器EV6000-4T0220G，以下是该变频的主要功能码设置。
2 收、放卷变频器参数设置
收放卷电机选用的是艾默生高性能张力专用型变频器EV6000-T-4T0370G，以下是该变频的主要功能码设置。
五 调试步骤及注意事项
检查电气接线；
脱开负载，进行电机参数调谐；
某一确定速度下，用测速器对电机和卷取辊进行速度测试，根据测试结果计算各传动点的传动比并设置；
设置基本参数，试运转，观察电机运行方向，调整到正确的方向；
穿料，带料调试，根据效果合理调整各参数设置，直到符合控制要求；
在机台规格所规定的线速度范围内，从低线速度到高线速度进行试车运行，观察控制效果，根据需要调整参数；
在空芯卷径和大卷径之间试车运行，观察控制效果，根据需要调整参数；