西门子模块6GK7243-1EX01-0XE0参数方式

西门子模块6gk7243-1ex01-0xe0参数方式

适当改变脉冲当量、夹送辊直径和脉冲编码器反馈的每转脉冲数，剪切精度可提高一个数量级;剪切动作换成液压缸执行，能剪厚板，可用于机械、汽车等其它行 业。该系统已在济南、深圳等地投入使用，经过近一年的运行，剪切长度精度、剪切速度完全达到设计要求和用户要求，系统运行情况良好。该产品填补了我省空白，现已通过技术鉴定，正批量生产。 

　　1引言

　　生产饮料筒、油漆筒(桶)、机油筒(桶)等薄板类金属容器的道工序就是把厚为0.2～0.5mm、宽为320～1200mm的卷板按所生产容器的不同剪成不同长度的板料，然后送到下面的工序，如套色印花、焊接、胀型、封口(底)等终成型。由于后面的工序，特别是套色印花工序对长度偏差的要求甚高，为±0.25mm/1000mm(对角线偏差为±0.4mm/1000mm)，单位时间的剪切数量较高,一般不少于50/min，普通的剪切设备达不到上 述要求。有经济实力的大型企业从国外进口生产线，这种生产线从板料的开卷、校平、定尺剪切到终成型，由工控计算机作上位机，控制多台plc，既由计算机 根据动作需要向plc写入或读出数据，达到控制整条生产线的目的。这种生产线结构复杂，价格昂贵。对于中小企业，我们研制了一种仅需1台plc控制的、结 构简单、造价低廉、剪切精度和剪切产量达到和超过上述要求的高精度定尺剪切系统。

　　图1 剪切系统结构示意图2 硬件构成

　　剪切系统的结构示意如图1所示。由图1可见，系统的机械部分由夹送机构和剪切机构两部分组成:夹送机构由交流伺服电机驱动旋转，上下夹送辊的加紧力调至刚好压紧板料，使板料在两辊中按设定的速度无滑动滚动;剪切机构与一般剪床同，只是剪切的驱动力来自高压气体。

　　系统的电气控制部分采用日本光洋的su系列可编程序控制器;包括su-5m(cpu模块)，u-01sp单轴伺服定位控制摸块;u-05n16点 dc12/24v输入模块;u-01t8点ac220v继电器输出模块等;人机界面为cl-02ds液晶汉字显示设定单元。伺服系统采用日本安川的交流伺服电机sgmgh-20ada61和sgdm-20ad数字交流伺服驱动器。

　　3 定尺剪切控制

　　3.1 控制原理

　　在手动状态(板料安装)时，夹送辊可作正反2个方向转动。在自动工作情况下，夹送辊的转动方向如图1所示。若确定单位脉冲的移动量和编码器每转一圈的脉冲数，当夹送辊的直径一定时，夹送辊每转一定的角度或圈数，板料的移动长度也就确定了。当plc检测到伺服电机反馈的脉冲数达到所设定的目标值(既长度) 时，plc发出信号，交流伺服电机停止转动，同时，方向控制阀的电磁铁通电，气缸执行剪切动作。剪切机构的每一次剪切使接近开关获得1个脉冲，此脉冲即可 计算剪切数量，又能作为下1个循环的开始信号。

　　3.2 参数设置

　　(1) 一般参数的设置

　　a) 主轴转速(自动运转时，下同)的确定:确定主轴的转速要兼顾2个方面，一是生产能力，二是转动惯性。转速不是越快越好，太快，转动惯性大，达不到**停止的要求，剪切长度精度不高;当然，慢了，达不到生产力的要求。

　　b) 脉冲当量的确定:在本例中，之所以能进行高精度定尺剪切，实际上就是**的控制夹送辊每个脉冲转动的角度(脉冲当量)。当夹送辊直径一定时，它转过一定的 角度，就对应转过一定的弧长，既为板料移动的长度。从理论上说，脉冲当量越小，剪切长度精度越高，但对控制系统的要求也越高，不经济。一般情况下，脉冲当量比加工精度高一个数量级即可。

　　c) 脉冲编码器反馈的每转脉冲数(分周比)的确定:脉冲当量确定以后，这个参数就好确定了。设计时，夹送辊的直径已定，则其周长也已确定。只要用主动辊的周长除以脉冲当量，即为脉冲编码器反馈的每转脉冲数。该数应为整数，当得数为小数时，与脉冲当量一同作一些调整即可。应注意的是确定的脉冲编码器反馈的每转脉 冲数必须在所选的脉冲编码器大的每转脉冲数范围之内。

　　d) 伺服驱动器工作模式:速度控制模式。

　　(2) 智能模块的参数选择

　　u-01sp智能模块的参数共有21个，主要参数有:

　　a) 设定的主轴转速时智能模块发出的脉冲频率fbf:u-01sp智能模块与数字式交流伺服驱动器配合使用，可以在交流伺服电机额定的转速内任意设定，这个设定值就是fbf:

　　fbf(khz)=主轴转速(rps)×脉冲编码器反馈的每转脉冲数(ppr)

　　该参数必须在智能模块的大fbf范围之 内。

　　b) 主轴手动速度的确定:根据手动安装板料的需要，一般设定为主轴转速的10%~20%。

　　c) 加、减速时间，即主轴从0转速到额定转速(或反之)所需要的时间:主要根据剪切的板长确定，剪切的板长较短时，该时间可短些，反之，可长些。对于本例，可选500~1000ms。

　　d) 紧急停止时间，在自动运转时，从额定转速到停止转动的时间:当系统发生意外时，控制系统需急停，以减少对系统和机器的损伤。该时间可少些，一般选 500ms以内。

　　其余参数可用该模块出厂时的原设定值或根据需要设定。

　　3.3 程序设计

　　这里使用的su-5m型plc与大多数型号的中型plc在程序设计上并无大的差异，由于采用了语言编程，更接近计算机的流程图设计思路。特别需要指出的是u-01sp单轴伺服定位控制模块采用类似数控cnc系统的g语言，编程方便、功能强大。

　　举例:g00 x(位置值) f(速度值);代表一个典型的阶梯形定位指令。

　　单轴伺服定位控制模块u-01sp的控制信号通过模块所占i/o定义号对应，程序设计思路如图2所示。

　　(1) plc上电后，首先进行初始化处理:把为系统建立的参数表从cpu写入智能模块u-01sp、检查系统有无错误、数据有无错误、语法有无错误，检查结果判断为正常时，系统进入伺服准备状态，这其中包括进入到动作方式(手动、自动)选择、数据监控状态(伺服数据读出)、伺服异常(数据出错、系统出错、语法出错)处理完毕状态。

　　(2) 在手动状态下，按下主轴正、反转按钮，主轴

　　图2 剪切系统程序框图

　　可驱动板料前进、后退;按下手动剪切按钮，剪去板头。此状态一般在新安装板料时使用，手动剪切不计数。

　　(3) 在自动状态下，料批(剪切长度、剪切张数)在人机对话装置cl-02ds液晶设定显示单元上设定完毕后(实际上料批可在plc上电后任意动作方式下设 定)，cl-02ds将料批数(十进制数)转换成bcd数，存入到cpu的指定寄存器中，程序根据已确定的脉冲当量进行计算，转换成脉冲数，再将脉冲数变换成bin数，存入到u-01sp内的指定目标寄存器而成为目标值。然后，人机对话装置cl-02ds进入监控状态。按下自动剪切按钮，主轴开始转动，每 次转动的周长就是目标值的脉冲数与脉冲当量的乘积。到了目标值后主轴停止，气缸执行剪切动作，剪刀回位的同时，计量剪切张数，然后重复上次操作。直至达到剪切张数的目标值后停止。

　　由于圆周率的存在和转动惯性，主轴每次转过的实际周长与应该转过的周长还会有一点差异，虽然很小，在1mm以内，但对于±0.25mm的长度精度还有影响，这样，在程序中按需要设定几个尺寸段进行一定数量的脉冲补偿(分段补偿)，终完全达到了剪切长度精度要求。

　　4 结束语

　　适当改变脉冲当量、夹送辊直径和脉冲编码器反馈的每转脉冲数，剪切精度可提高一个数量级;剪切动作换成液压缸执行，能剪厚板，可用于机械、汽车等其它行 业。该系统已在济南、深圳等地投入使用，经过近一年的运行，剪切长度精度、剪切速度完全达到设计要求和用户要求，系统运行情况良好。该产品填补了我省空白，现已通过技术鉴定，正批量生产。

 工程简介
   机床plc数据采集及条码识别打印网络集成工程，客户有3000余套机床，机床的自动控制主要通过plc实现，每台机床的控制分别由单个的plc控制。plc使用产品有koyo公司的sn32drb、sm16/24，b&r公司的plc，siemens公司的s7-300（profibus）等。主要为koyo公司的sn32drb、sm16/24。sn32drb、sm16/24都有rsc232和rs485接口，rs232接口接文本显示器md-02l。公司已布好有管理以太网网络。
 
    客户需求
   客户需要将这3000余套机床的plc中某些寄存器中数据（数据包含机床号，生产人员工号，生产日期，产品的长度等。）读出并定期生成报表提送到某几个管理部门，便于日常生产的管理。套工序中机床生产完产品后打印条形码（条形码数据包含机床号，生产人员工号，生产日期，产品的长度，产品的弹性度等。），并将信息读入产品管理系统。下一套工序机床用条形码识别器读出上个工序的条形码数据，并综合打印出这套工序产品的条形码。后的产品条形码作为完整的产品条形码数据进入产品管理系统中。
 
    网络特点
   从传输距离和覆盖范围来看，该通信网络应属于工业级厂区生产控制网络。主要功能包括：信号采集、自动控制、信息管理等基本生产业务。以数据业务为主，而该通信网络所支持的业务则包括实时图像、监控数据及ip数据等，是一个全业务的网络。

   从以上两点来看，该网络更接近于城域网。根据ieee802局域网标准委员会的初定义，城域网（man）是以光纤为通信媒体，能提供高速率（大于45mbit/s），支持数据、话音和图形的综合业务传输，在跨度为50km—150km的城市覆盖范围内实现高速/宽带传输的数据通信网络。可以看出，机床plc数据采集及条码识别打印网络通信网仅在覆盖范围上小于城域网。由于工程的特点决定了其通信系统适宜采用自建光缆的形式组建专用网络，因而，在厂区内的网络可以用双绞线组成冗余度较高的环型网络。

   因此，可以将该通信网看作是一个厂区网络，以承载数据业务为主，但又对业务的实时性有较高要求的专用多业务区域网络。
 
    网络结构
   机床plc数据采集及条码识别打印网络作为多种业务的传输与交换平台，承担着数据采集、自动控制及其它数据业务信号的汇接和传输任务。从拓扑结构上，整个网路是环型结构互连的准星型网络结构，如图所示。其中，控制中心是由七台kien6000-2s组成的冗余环网，作为网络的核心层；分别采用单模光缆与七个厂区各骨干节点相连接；使用双光纤备份链路，每个厂区都有一个kien6000-2s和16个kien 1000–8tx组成的100m/s冗余工业环网，使用双绞线连接成环网。

    
    网络优势分析
   以太网的方案是基于二层交换传输方案。采用以太网作为交换传输和接入平台的优势十分明显。其一是巨大的网络基础和长期的经验知识，以及目前所有流行的操作系统和应用也都与以太网兼容；其二，以太网性能价格比好，初始成本和运营成本均较低；另外，以太网的扩展性好，容易安装开通，并且可靠性较高。以太网接入采用异步工作方式，很适合于处理ip突发数据流。目前以太网从共享媒质转向全双工lan交换后，在相当程度上实现了计算机间的信息隔离，消除了链路带宽的竞争和潜在的碰撞机会，同时使以太网的传输距离也大大地得到扩展。

   近来，以太网已逐渐向城域网甚至广域网扩展。从技术上看，以太网是一种很简单的解决方案，只需要少量的规划、设计和测试工作，应用多年，为用户所熟悉，业务指配时间可以减少到几个小时或几天；其次，以太网是标准技术，互换互操作性好，具有广泛的软硬件支持，成本低。有人预测，在城域网和广域网上，以太网成本可能sdh和atm的25%和10%；后，以太网是与媒体无关的承载技术，可以透明地与铜线对、电缆和各种光纤等不同传输媒体接口，避免了重新布线的成本。从结构上看，以太网正以前所未有的端到端解决方案面目出现，消去了其他解决方案所必不可少的网络边界处的格式变换，减少了网络的复杂性。同时，以太网是具有很好扩展性的解决方案，其速率可以从10mbits/s、100mbits/s、1gbits/s一直扩展到10gbit/s。从管理上看，由于同样的系统可以应用在网络的各个层面上，因此，网络管理可以大大简化。
   
    方案
    综上所述，我们选用东土电信公司的两层交换工业以太网交换机kien6000-2s和kien1000-8tx，组成环型网络与星型相结合。
   
   根据光缆的铺设情况，此种网络结构为星状网络结构。在每个厂区moudbus转以太网模块、ccm协议或无协议通讯转以太网模块分别接到厂区内的工业冗余环网上，相关的控制计算机、控制器等分别连接到冗余环网上。工厂内部的冗余环网是由kien6000-2s和kien1000-8tx连接组成，使用kien6000-2s的1#、2# rj45口与kien1000-8tx的4#、8#口连接成一个双绞线冗余环网，切换时间为300ms，然后通过kien6000-2s的两个光口以冗余的方式与控制中心的一台kien6000-2s相连，控制中心采用七台kien 6000-2s形成的冗余环网，他们之间也是用双绞线连接成环，使用kien6000-2s的1#、2#口即可。每个kien6000-2s的两对光纤口分别用来连接七个厂区环网，在局端监控中心到每个监控点之间单根纤断裂时，可自动切换到备用通道实现业务的不间断传输。双电源的冗余备份、光口/电口自动故障保报警都显示了在工业场合上其他交换机所不能达到的强大网络优势。使用强大网络管理功能对整个网络系统进行管理。