西门子PLC模块6ES7212-1HF40-0XB0型号规格

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。 此外还有三个 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，而且在无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，以便用户作进一步处理。

　　(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，所以，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，而且在任何速度下都要保持张力稳定，所以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，同时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。同时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

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；
参数备份，上传到操作面板，并记录

1  引言

随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展，智能化建筑在发达国家应运而生。1984年美国哈特福特市将一座旧式大楼改造，并且对大楼的空调，电梯、照明，防盗等设备采用计算机进行监测控制，为客户提供语音通信。文字处理，电子邮件和情报资料等信息服务，被称为世界上座智能化大楼。随后在各国相继形成热潮，我国也引进了这一新技术。智能小区是在智能化大楼的基本含义中扩展和延伸出来的，它通过对小区建筑群四个基本要素(结构、系统、服务、管理以及它们之间的内在关联)的优化考虑，提供一个投资合理，又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及安全的居住环境。

2  智能小区系统构成

在计算机技术、通信技术、控制技术及ic卡技术基础上，采用系统集成方法，逐步建立一个沟通小区内部住户与住户。住户与小区综合服务中心，住户与外部社会的多媒体综合信息交互系统，为住户提供一个安全、舒适、便捷、节能、高效的生活环境，实现以家庭智能化为主的、可持续发展的、具有现代风范的优质人居环境。智能小区自动化包括四个子系统。

2.1 家居自动化系统(has)

家居自动化是智能小区的中心思想，家居自动化是以dcs控制、管理为核心，并带有各种传感器和执行机构的综合监控性系统，用户通过系统，internet、等方式对空调、电饭煲、冰箱等家电设备控制，对灯光、水、煤气等关断处理、对室内温度、湿度等环境参数监视，对防盗、火警等设施进行检测，自动抄表，分散控制、集中管见以达到安全、节能、经济和舒适的目标，实现一体化的监测和控制。

2.2 设备自动化系统(bas)

智能小区的智能化往往总是从小区设备自动化开始的，小区设备自动化是以计算机控制。管理为核心，并带有各种传感器和执行机构的综合监控性系统，主要是对小区内的电力(空调)、照明、电梯、给排水、防盗、火警等设施进行检测，分散控制、集中管见以达到安全、节能、经济和舒适的目标，实现一体化的监测和控制。

2.3 通信自动化系统(cas)

小区通信自动化系统是智能小区的中枢神经系统，包括通信、计算机网络、****和闭路**接收系统，它是小区实现对外界联系，获取信息，感知外部世界，抒发情情感，加强信息交流的关键系统。该系统如、传真。可视、计算机等，可实现高速信息传输和信息交换及电子邮件，可联接多种通信终端设备，确保小区内数字、文字、声音、图形、图像和**信息的高速流通，与市内、国内和国外等有关部门实现信息交换和资源共享。

2.4 小区综合布线系统

为实现小区家居自动化、设备自动化、通信自动化，保证小区内各类信息传送准确、快捷、安全，基本的设施就是小区综合布线系统，形象讲，综合布线系统是智能小区的神经系统。实现这个系统的实质是将小区中计算机系统、系统、自控、监控系统保安防盗报警系统，电力系统合成一个体系结构完整，设备接口规范，布线施工统一、管理协调方便的体系。

2.5 智能小区系统构成    

按照智能小区的总体目标进行分解，小区智能化系统可具体分解成以下几个子系统，其每个子系统均具有一项具体功能。家庭家设备智能化控制；小区综合布线系统；小区网络、通讯系统；小区catv系统；小区设备自控(ba)系统；小区安全防范系统；小区对讲系统；小区智能三表抄表系统；小区物业管理及一卡通消费系统；小区停车库管理系统；小区增值服务管理系统；等等。分别交叉融入家居自动化、小区设备自动化、通信自动化中。系统结构如图1所示，系统功能如附表所示。

  图1  住宅小区自动化结构

3  基于pcd控制平台的系统设计

3.1 pcd技术平台的小区自动化系统

基于瑞士saia(思博)公司pcd自动化技术平台的小区系统设计如图2所示。家居自动化、公共设施自动化等系统的主要控器设备均采用瑞士思博的工业级控制器 saia pcd。其特点是32位微处理器。通过多种通讯协议轻松与其它系统相接，如：通过tcp/ip协议可以将pcd 控制器轻松接入ethernet，通过profibus fms/dp同其它控制器通讯，通过的lon -works同其它支持lonworks的设备通讯，此外还支持point to point、saia s-bus、eib-bus、mp-bus、m-bus、ezr-bus、cenibus等等。家居控制器、公共设施控制器都具有很大的灵活性。家居控制器根据具体要求可以控制1户、2户、到多户；公共设施控制器没有明显的子系统区分，一个公共设施控制器可以控制器多个子系统。整个小区软件系统大部分子系统均采用web方式，这样增加了整个软件系统的可扩充性、易于软件系统的二次开发、便于远程管理。

 图2  小区自动化系统

3.2 设计案例

 我公司与大连理工大学城市学院联合设计安装的智能家居自动化系统功能如下，该系统已经安装并即将用于智能家居系统的小学实验：

(1) 自动抄读水、电、煤气等表的参数；采集报警探头信号、报警按钮信号、门磁信号、玻璃破碎传感器信号等防盗报警信号；采集煤气传感器信号、烟雾传感器信号、温度传感器信号等防灾报警信号；采集急救、求助按钮信号。当有报警信号发生时，本地产生联动，同时将信号发送到物业管理中心等相关部分。如：当检测到煤气泄露时，自动关断煤气，发出声光报警信号，同时将煤气报警信号送到物业管理中心。根据设置值、可以控制家电工作，同时检测家电的工作状态。可视对讲系统使每一住户通过室内主机同物业管理中心随时取得联系。

(2) 公共设施自动化系统：根据设定值、光线传感器等信号自动控制小区路灯、场景灯的开关。监视给排水池、箱等的信号，自动控制水池、水箱的液位。当液位达到报警线时，向物业管理中心发出报警信号。监视的小区的供电情况，自动断电、供电；监视电梯的工作状态，当发生火灾等特殊情况时，控制电梯全部复位；监视周边防卫状态，当有报警信号产生时，公共设施控制器将报警信号送到物业管理中心、及保安中心，同时将联动闭路**监控系统，对报警区域进行录像；音乐广播及音乐喷泉为小住户提供舒适的生活环境；闭路**监控、小区门禁系统为小区提供；停车场管理(车辆出入管理)系统可以减少小区的物业管理人员达到无人值守；小区环境监视为小区住户提供环境的各种参数：小区空气污染指数、温度、湿度等。

(3) 通信自动化系统：解决小区宽带问题；解决小区有线**问题；解决小区(可视)问题；解决小区三网合一问题。

3.3 软件功能

小区软件系统包括：物业管理，计费管理，家居实时监控，公共设施实时监控、数据库、小区网站。小区软件系统提供以下功能：

(1)  物业管理。

(2)  计费管理。

(3)  家居实时监控系统：实时监控各住户的各种参数；将住户的参数设定送入相应的家居控制器。

(4) 电子地图报警联动：通过声音报警，传呼报警等各种报警方式通知物业管理相关人员，同时可向 等发出报警信号。

(5) 公共设施实时监控：实时监控各公共设施和状态，周边状态，小区环境状态等。 将修改的参数送入相应的公共设施控制器；当在报警产生时，参数电子地图、声光报警、传呼报警等各种报警方式通知物业管理相关人员，同时可向等发出报警信号。

 (6) 小区网站(参见图3)

图3  小区网站

4  结束语

为适应国家加快住宅建设发展的形势，增强小区住宅建设的科技含量，科技人员经反复考察论证，结合国内外智能住宅现状和发展趋势，集成国内外**的监测。控制和布线产品设备，推出适合我国国情的住宅小区智能化管理系统。此类系统既考虑智能小区的现行建设和长远的发展，也考虑了小区管理系统的灵活性、安全性、市场适应性和住房经济性。