西门子模块6ES7212-1HF40-0XB0型号规格

一、概述
　　随着制造业不断的发展，在板金加工的精度要求不断的提高下，板金加工中的折弯机也出现了手控折弯机和CNC折弯机。手控折弯机滑块重复精度为±0.002英寸，CNC折弯机的重复定位精度为±0.0004英寸。从精度而言，CNC折弯机的精度提高了50倍。在此主要介绍一下，广州博玮伺服在CNC折弯机上的应用。


二、机械结构示意图


电气结构为BWS-BBH伺服驱动器＋三菱PLC＋广州博玮伺服科技三相伺服电机
其力矩可以保持在额定转速（3000rpm/2000rpm）之内不衰减，过载力矩为额定转矩的3倍。
主要功能：
1．自动执行所编制的程序组，每组程序多可以对一张板料进行20步折弯。
2．可以存储100组程序。每组程序多可设定20步，每步程序需要设定4个参数：
A：板料折弯位置（后档料X，相当于伺服的位置）
B：凸模具下压位置（Y值，相当于凸模具下降的距离）
C：折弯次数
D：保压时间
每一步执行完后，触摸屏都要自动把下一步参数输入PLC和伺服。


三、实现过程：
1．屏上电初始化，将初始参数写入伺服驱动器、PLC。（屏中的RW系列地址可以调电保持，该过程使用了BWS-BBH伺服驱动器的配方卡掉电保存、宏指令和双串口功能）
2．通过选择要执行哪一组程序（假设第6组）然后选择进入自动模式（手动模式是一步一步的执行，在此就不详谈。自动模式是自动循环执行第6组中的每步程序）
3．进入到自动模式窗口的时候，将第6组步参数送入PLC、伺服，系统开始运行。
4．PLC记忆当前的步数。屏通过PLC步数的改变，不断的将每步的参数传输给PLC和伺服，实现循环自动控制的功能。
　　
四、难点
　　此工程的难点不在PLC和伺服程序，而是触摸屏的程序编写。因为要保存许多的参数，如果用PLC来保存那将大大的增加了PLC的成本，同时在控制伺服的时候，因为采用了通讯的方式，PLC的编程量和难度就会大大的加大。所以原计划在PLC中实现的通讯、数据保存等功能都由屏来实现。
1．如设置一组程序中的20步数据（每步4个数据）。
举例：设置第6组，总步数5步（大可以设置20步）。
设置数据就用一个画面来完成。画面如下：


　　上面所有的地址采用RWI来设定，通过“Prev”和“Next”两个位状态设定元件，用宏来改变LW9000的数值，来达到将每步的数据放入不同的地址。
　　有的人就会起异议说“为什么不用多状态设定元件来设置LW9000”，因为通过设定“步数”的多少，来确定LW9000的上限，下限。所以这里用了宏指令。
　　我觉得只是一个比较好的数值输入的方法，可以大大的减少画面的数量，而且可以快速的查看任何一组任何一步的数据。不但令画面精简，同时令操作简单。
　　另外在自动运行的时候，触摸屏根据PLC的步数来向伺服、PLC传输数据也是用了这种通过改变LW9000的数值的方法来传输数据。
2．除此之外还可以通过触摸屏读出伺服的编码器的数值，来做到非值编码器的伺服，也可以实现掉电保持的功能。
　　实现方法：用屏中的定时器元件周期的将伺服的60630020（电机位置，掉电后清零）的数据读到屏的RW地址，然后上电的时候通过屏的初始化宏程序来将“掉电前的数据×－1”写到伺服中的607C0020中，执行下面的程序。



　　广州博玮伺服科技针对一些特殊行业的应用专门开发了一款firmware V00000045，该版本firmware实现对采用增量式编码器的Kinco伺服电机的位置数据掉电保存的功能，可以更简单、更**的实现伺服位置值的掉电保持功能。此功能在如纺织行业中的细纱机、粗纱机、整经机等设备中得到了很好的用途，同时可以大大降低为达到此功能的伺服成本（原有系统中使用了式编码器伺服电机）和编程难度。
　　
五、总结
　　随着工业要求的不断增加，CNC的数控技术也在不断的渗入各个加工领域。触摸屏以其方便，快捷的数据传输功能，也不断的在加工设备中出现，MT4000系列的双串口功能，基于C语言的宏编程功能，为折弯机这类需要多设备间通讯的设备，提供了方便。不但大大简化了编程难度和节约了成本，同时其65000色的LCD也使画面更加的生动、逼真。
　　BWS伺服的内部位置闭环令整套控制系统的抗干扰能力有了很大的提高，更重要的是减小了重复定位误差，令设备的性能有了不小的提高。

1 引言
       化纤生产是长流程连续化生产，一般要求一年内无故障连续运转8000h以上，即化纤设备运转的可靠性要求高于一般纺织机械设备。化纤一般分为人造纤维和合成纤维两大类。我国化纤以合成纤维为主，而合成纤维中又以涤纶纤维为重点发展，其生产规模越来越大，年产3万吨至10万吨的涤纶短纤维生产设备已趋成熟。本文以年产3万吨涤纶短纤维生产设备为例。涤纶短纤维生产设备包括纺织联合机和后处理联合机。
       纺织联合机包括纺丝机(主要有纺丝箱体、纺丝组件、纺丝泵、计量泵、冷却吹风和上油、联苯加热等)，卷绕机(主要有上油、牵引机、喂入机等)和丝桶往**置(主要包括进桶输送、台车、纵向和横向运动装置，丝束出捅输送装置等)。
       后处理联合机包括集束架、导丝机、浸油槽、一道牵伸机、水浴槽、二道牵伸机、蒸汽加热管、紧张热定型机、冷却喷淋机、三道牵引机、叠丝机、三辊牵引机、张力架、蒸汽预热槽、卷曲机、铺丝机、输送机、松弛热定型机、曳引张力架、曳引机、切断机和打包机等。

2 控制系统
       涤纶短纤维生产设备的控制系统方框图如图1所示，系统采用工业计算机作为上位机、PLC为各分系统的控制核心。各分系统的PLC与各变频器、伺服控制器、现场I/O等通过现场总线(Profibus-DP)进行通讯，构成现场总线控制系统，而各分系统的PLC与操作员站和工程师站通过工业以太网(Industrial Ethernet)进行通讯，实现车间级和厂级信息管控，提供实时数据。为实现管控一体化提供了条件。

图1 涤纶短纤维生产设备控制系统方框图

2.1 纺丝联合机控制
纺丝联合机主要技术特征:
日产量:100t/d;
纺丝位数:32或36位;
机械速度:500~1500m/min;
丝桶纵向速度:5~10m/min;
丝桶横向速度:0.5~3.5m/min;
全机总功率460kW(其中传动功率160kW，联合加热300kW)。
控制系统方框图如图1，控制系统包括工程师站、操作员站、纺丝控制、卷绕喂入控制、丝桶往复控制分站。

     操作员站完成对生产流程画面显示，可对工艺参数，PID调节参数进行设定、修改、记录、查询、打印以及报警信息的纪录、查询和打印等。
       工程师站除具有操作员站主要功能外，还具有对多条生产线(如纺丝及后处理联合机)的编程、组态、调试和修改等功能，还具有故障诊断功能。
       操作员站和工程师站均由工控机实现。人机界面采用触摸屏，可方便地在触摸屏上设定纺丝工艺参数、运行控制、工况显示、故障报警显示以及数据纪录和查询等纪录。
(1) 纺丝机控制系统方框图如图2所示。纺丝PLC(1PLC)对32台纺丝泵，1台上油泵的变频对调速，对4台纺丝箱体温度压力进行监控，系统设有4个现场I/O，通过人机界面实现工艺参数的设定、修改、各有关数据采集，并控制上述设备的运行。
(2) 卷绕喂入控制系统方框图如图3所示，卷绕PLC(2PLC)出控制1~6牵引辊、导丝辊、喂入轮、上油泵(轮)电机的调速外，还控制纺丝吹风装置，设有5个现场I/O，通过触摸屏完成工艺参数的设定、修改和数据采集等。

图3 卷绕喂入控制系统方框图

      牵引辊1至牵引辊6之间各辊在牵引丝束时可能出现发电运行状态，即倒拖现象，这将导致牵引比不稳定。为此，采用共直流母线供电方式，将牵引辊1~6共6台逆变器由1台整流单元供电，即可保证处于发电运行的电机所产生的回馈能量消耗在处于电动状态运行的电机中，这样，负功率能量通过直流母线可自动平衡，加之各逆变器端直流电压并联连接，滤波电容容量增大，因而，直流母线的电压不致升高，牵伸比的稳定得到保证。
(3) 盛丝桶往**置控制系统如图4所示，丝桶往复PLC(3PLC)控制丝桶往**置的纵向、横向伺服电机的**传动，并通过触摸屏实现有关参数的设定、修改和采集，同时设有定长装置，对每桶丝的长度进行**定长，使各丝桶的尾丝浪费降到低。

图4 丝桶往**置控制系统方框图

直接纺的纺丝联合机还应包括熔体配管增压泵PLC站(4PLC)，该PLC站主要是控制熔体配管的温度和熔体压力，增压泵采用交流异步电机传动，选用矢量控制型变频器**调速，调控配管内熔体压力。

图2 纺丝控制系统方框图