西门子6ES7216-2AD23-0XB8型号齐全

西门子6es7216-2ad23-0xb8型号齐全

一、 传统纺织机械存在的一些问题和改造
　　1.棉纺过程有开纤（开棉，除尘，混棉），制纱（疏棉，制棉条），粗纺（将棉条进一步延伸，稍加搓捻），后是精纺（将粗纱延伸，搓捻，做成细纱）。棉纺老机在设计方面由于受到当时的技术条件、设备制造成本，市场需要等因素的限制不可避免的存在着一些缺陷，影响质量和产量。

2.改善梳棉机运行状态的过程。如老式梳棉机道传动系统中的电磁离合器由于故障较高，经常造成停台，不时出火警，给生产效率与产品质量造成一定的损失，要保持与维护需投入大量的人力与物力。有些企业惯性轮电磁离合器被弃用。这样在道夫慢转快的过程中产生细条，严重时出现破边，棉网拉断的现象影响生条质量。老式梳棉机为了使道夫达到升、降速平滑，在机械传动中设计双速电机，惯性轮、电磁离合器，用电气加机械的手段来实现。改造后的梳棉机设计中又增加了电动机的星-三角转换这一控制环节，从而进一步改善了升、降速斜率。而梳棉机采用交流变速调速，从而实现了道夫升速斜率的任意调节，道夫工艺转速的任意可变的功能。为老机改造提供一个好的范例。对老式梳棉机进行交流变频调速改造，不但提高设备性能，降低故障停台。还能提高生产效率与生条质量。

3.变频调速在粗纱机上的应用取代防细节装置。粗纱机的筒管卷绕与前罗拉的转速在开停时容易产生差异，造成粗纱张力的过大与过小，这样就很容易形成粗纱的粗细节，为了减少粗细节的产生，在粗纱机传动设计有电抗器，时间继电器加电磁离合器，统称为防细节装置。电抗器的作用是在粗纱机启动时使主电机处于三相不平衡状态，从而降低电机的启动力矩，达到软启动的目的，时间继电器与电磁离合器则是在粗纱机停车时铁炮与筒管卷绕相脱离，筒管停止卷绕，而前罗拉则仍以惯性继续输出粗纱，使用罗拉与锭翼之间的粗纱又一定的松弛程度，防止粗纱再次开车时产生过度张力。此种防细节装置在实际使用过程中存在缺陷。一是电抗器串在三相回路中的一相，利用三相不平衡原理来降低电机的启动力矩，当粗纱机启动结束后通过时间继电器将电抗器短接，使电动机恢复三相平衡状态，投入正常运行。如果时间继电器一旦出现问题，就会使电机长期处于三相不平衡运行，造成电机过热而烧坏。二是停车用的电磁离合器的离合时间是通过两个时间继电器配合调节来实现的，使粗纱的松弛程度掌握难度较大，再者电磁离合器的故障也较高；因此这种防细节装置，在实际生产中能保持的很少，粗纱的防细节问题一直没有得到很好的解决。目前新型粗纱机及老机改造采用交流变频技术。使这一工艺难题得以解决。

4.变频调速在浆纱机上的应用减少了机械结构和电机。在老式浆纱机改造中采用交流变频调速，减少原设计中的组机械无级变速器，同时省去了一个伺服电机和一个慢速电机。而在满足上浆工艺上，车速由慢速、主机加升降速改造成了车速由启动道工艺车速的无间断无级调速。为车速变化调整压力实现浆纱上浆率均衡提供了条件。

　　5.细纱机是绵纺过程的后一道工序，精纺机械的纺织时间长，且需要强驱动力。由于该道工序的好坏直接影响到棉纱的质量和产量，选择细纱机传动电器元件十分关键。新型细纱机是成纱质量好，自动化程度高，操作简单，便于管理的环锭细纱机，适用于纯棉或化纤的纯纺和混纺的细纱工序，尤其采用plc作控制器，变频调速器件作为驱动器，不但提高了控制精度，而且解决了生产管理方面存在的缺陷，大大降低操作者劳动强度；同时锭子曲线控制也提高了纱线的质量，保证了纱锭成型，提高了全机的产量。
　　
二ls产电master-k120s系列plc的特点
　　（1）该系列分为经济型和标准型两种，可以满足不同客户的使用要求：
　　经济型：10/14/20/30点（10/14点内置2个模拟电位器），大扩展70个点
　　标准型：20/30/40/60点dr / drt（2轴位置控制）/dt类型，大扩展120点

　　（2）该系列产品具有结构紧凑，高速处理（0.1-0.9μs）,多种输入处理（输入滤波，脉冲捕捉），高速计数功能（大4通道），位置控制（2轴100kpps），pid控制（自整定功能；8路），丰富的通讯通道和功能（支持内置的rs232c/rs-485/编程口）等功能

　　（3）特别指出的是，其特有的3串口通讯功能，可以在不增加通讯模块的情况下，同时进行程序监控和传输；同上位机（如hmi）通讯；同变频器（大32站）通讯等，非常方便用户的使用，节约用户的成本，在小型机械配套设备中得到广泛的应用。

三ls产电系列变频器的特点：
　　 （1）ig5系列变频器的特点: 结构紧凑；8 段速运行；智能加速 / 减速 ；参数复制下载功能;可分离的键盘；（面板连接电缆 :2, 3,和 5米）；内置 modbus-rtu /rs485接口，方便于上位机通讯；经济实用等特点。在小型机械配套上得到广泛的应用。

　　（2）ig5a系列变频器的特点: v/f和无传感器矢量控制;全范围内的150%转矩;停止模式的电机参数自整定;根据模块的温度改变载波频率 ;内置 pid 控制;up/down& 3-线运行; 内置远程键盘; 0～10vdc, -10～+10vdc 模拟输入;pnp/npn 可选信号输入;输入输出i/o可选择定义; 内置 modbus （rs485） 通讯; 冷却扇 on/off 控制等特点。

　　（3）is5系列变频器的特点:jingque高转矩全矢量控制变频器；无传感器和传感器矢量控制；载波频率（1k-15khz）；ce, ul, cul认证；可选的通讯板：rs232c/rs485, devicenet, modbus,profibus-dp；可选的扩展i/o子板：sub-a 、sub-b 、sub-c；电机参数自整定；内置过程pid控制；32字符lcd和7段码显示键盘；参数组上传和下载； 智能加速 /减速；可选择多电机控制（可达到4台）等特点。
　　
四．采用ls产电plc和变频器制作纺织机械的几个案例
　　1〉梳棉机控制系统接线示意图：
　　

　　2〉纺织预缩机机控制系统接线示意图：
　　

　　

　　3〉粗纱机控制系统接线示意图：　　

　　
五、变频调速器在纺织行业的应用展望
　　中国是个纺织大国，目前纺织业国际化进程正在加快进行中。但与国际先进水平相比还有很大的差距，为了缩小差距，应在纺织机械的机电一体化的水平上不断提高。把交流变频技术更好地应用于纺织机械的控制之中，高质量、高水平的变频器以及交流伺服电机和plc控制器。积极推广智能化技术、现场总线技术，实现网络控制。ls产电将一如既往地同国内广大纺织企业合作，为推动中国纺织业的更快发展及自己的一份力量。

前言
随着计算机控制技术的迅速发展，以微机处理为核心的可编程序控制器（plc）控制已逐步取代继电器控制，普遍应用于各行各业的自动控制领域，矿山采矿运输系统也不例外，吉林吉恩镍业股份公司大岭矿gktd型提升机电控系统即为西门子plc（s7-300）控制系统，整个控制系统自动化程度高，方便维护，运行可靠。

矿井提升机是矿山井下采矿运输系统中的关键设备，它承担矿物的提升，人员的上下，材料和设备的运送。矿井提升机作为地面与井下物质与人员流通的运输工具，在操作安全性和提升控制jingque性等方面都有很高的要求。提升机的运行直接影响矿井生产，而且也与矿山职工的生命安危息息相关。

原电控系统已运行多年，而且均采用继电器连锁，模拟分立电子元件控制，使检修和维护的难度非常大，一旦出现问题无法立即监测故障点，各种分立电子元件容易老化，监测和更换难度比较大。组合件都是在触点开关状态下工作，由于频繁动作，造成触点接触不良及器件的使用寿命减少，且噪声较大。

为了便于对提升机运行的准确操作，方便物质与人员上 下，防止冲罐、坠罐等恶性事故的发生，jingque控制提升机任一时刻在井中的位置与运行速度，减少系统的故障率,提高系统的可维护性.我公司根据根据实际运行和维护的要求，在细致研究原电控系统的基础上，结合国内外提升机的运行及改造情况，对原有的电控系统提出了以下改造方案。

1方案介绍

⑴采用模块组合式设计思想，结构紧凑，方便、灵活、占地小，易于系统的维护与功能的扩展。

⑵整机采用西门子plc（s7-300）控制，采用内部继电器代替外部中间继电器和时间继电器,大大提高了系统的可靠性,减小系统的故障率.实现了系统的程序化运作和故障自诊处理。运行稳定，安全可靠。

⑶对于主电路过电压过电流保护环节，保留原有的电流继电器，主脱扣空气开关，和逆功率继电器。并且把节点送入plc处理。

⑷在保留原来测速发电机做为测速反馈的基础上，增加高精度编码器实现提升机的位置和速度、方向监测，运用软件编程，实现提升机的限位保护、等过速度保护、低速，亚同步速，爬行等进行灵活的处理。及时发出预报警信号，故障紧急处理等。

⑸按照以电流为主时间为副的控制思想，自动调整切除电阻的时间，保障提升机的平稳启动，而与提升负载无关，同时实现启动保护，运行保护。同时时间继电器全部由plc内部继电器,不需要进行整定,需要的时候可以进行手动修改.

⑹对可调闸环节，稍作改进，保持原有的操作方式，对其控制部分进行重新设计，以接入整个系统实现控制和监测。cpu进行数据的控制处理后通过模拟量的输出来控制模块化的可调电源，用其对可调闸线圈进行控制。增加了系统的准确性，可靠性。

⑺对于可控硅动力制动环节，采用先进的数字触发电路，对其触发电路进行改造。其控制也采用cpu进行统一的控制和处理。保留原有的控制方式，增加一个电压反馈板，以进行更加jingque和可靠的控制。

⑻二次制动由自动进行调节，但手动可以调节二次制动的力度和时间。停电和过卷时，通过程序来实现故障保护，实现连锁。

⑼自整角机部分:除保留用于深度指示的一对感应自整角机,用于带动操作台上的园盘指示器.手闸自整角机,脚踏动力制动自整角机,减速段速度给定自整角机均换为轴角转换器。取消的原来磁放大器，采用轴角变换器把角度信号转成标准信号，实现1/5000的转换精度，接入cpu进行统一处理。

⑽控制系统的主要电器元件均采用进口元件，大大降低了设备的故障率。

⑾对系统信号进行全面检测，具有提升机运行状况的实时显示和各种保护指示，便于司机快速做出反应，也便于检修和维护。

⑿可由计算机来设定和监视提升机的运行情况，修改参数和进行故障排除等。

2控制系统简介

计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，本控制系统采用模块化设计，结构紧凑，采用柜内集中安装，各功能模块之间通过并行背板总线相连，将控制系统分成独立而又相互联系的子系统，以适合i/o分散安装的控制程序。

cpu均采用iec1131-3或step7编程语言，step7是专为simatic可编程序控制器配置和编程的标准软件包,它是simatic公司工业控制软件的一部分.我们要用的是关于step 7simatic s7-300/s7-400, simatic m7-300/m7-400,符合en61131-3或iec1131-3标准.

它具有以下功能:
⑴ 完成各种工业控制，建立和管理项目
⑵对硬件和通讯作组态和参数赋值
⑶管理符号及创建程序，向可编程序控制器下载程序，上传数据
⑷ 诊断设备故障
⑸测试自动控制系统
⑹功能强大的软件处理指令
⑺具有强大的网络功能

轴角变送器采用自整角机或旋转变压器作检测元件，运用新检测技术，将旋转物体转过的角度经微处理器进行处理后换算成角位移或直线位移输出。取消了传统的sd变换，提高了转换精度。该模块同传感器组合相当于8～16位的编码器测量精度，其性价比远高于编码器测量方式，是工业现场为理想的角位测量模块。

高精度编码器选用e6c2-a,其精度能达到1024或更高，耐冲击性能达到1000m/s2,具有极高的耐用性，且采用密封轴承，达到ip64防护标准，可以在恶劣的环境下使用。运用软件编程,实现提升机的位置和速度、方向监测，，实现提升机的限位保护、加速度保护、位置检测，及时发出预报警信号。

3系统结构图

4系统的主要性能指标

由于自动化程度的提高，极大地增加了设备运行效率，可为企业的高产高效、连续生产创造良好条件。广泛吸取了当今国际同类先进技术，将模拟机用于控制、检测、保护、信号等任务的硬件设备的功能由计算机软件来实现，极大地简化了系统硬件结构。经改造后整个系统的性能指标能达到以下要求：

⑴系统的可用性
系统的设计充分考虑了在整个工程环境中的不同因素，以保证在现场安装调试后立即适用并进入稳定可靠运行。

⑵系统的可维护性
系统的硬件、软件设备便于维护，各部件都具有自检和联机诊断校验的能力。软件有备份，便于工程师维护，应用程序易于扩充，便于用户自行编制的程序加入系统中运行。

⑶系统的可靠性
系统在工程现场运行具有很高的可靠性，其平均无故障时间mtbf≥30000小时。除了符合要求的保护和闭锁功能外，还增加了软件的保护功能。

⑷系统的容错能力
软、硬件设备具有良好的容错能力，当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通讯出错，以及当司机或运行人员在操作过程中发生一般性错误时，均不影响系统的正常运。行。对意外情况引起的故障，系统具备恢复能力。

⑸系统的安全性
正常情况下，硬件和软件设备的运行均不会危及现场设备的安全稳定运行和工作人员的安全。保障对设备和工作人员的安全。

⑹系统的抗电磁干扰能力
系统具有足够的抗电磁干扰能力，加入软件滤波，符合iec标准，确保在各种环境中的稳定运行。

5结束语

该控制系统于2003年年底正式投入运行，系统年可用率大于99.9%。该设备具有运算速度快、控制精度高、误差小、稳定性好、功耗低、系统功能易于调整、参数设置简单等优点。

一、系统概述

　　艾默生plc和变频器在浆纱机上的应用，此电气系统采用plc集中管理，分散控制，系统集中化，简约化，易控性强，更好的降低故障率。方案配置如下：

　　plc系统由艾默生ec202416bar主模块，16点的数字量输入模块和4路模拟量输出模块组成。

　　操作界面采用工业级液晶触摸屏，可动态修改控制参数，方便显示当前速度，当前匹长、匹数及系统的动态运行状态。

　　边轴电机变频器采用高性能通用型的ev2000系列，织轴收卷td330022kw张力变频器。此变频器是张力专用变频器，内置张力控制功能。采用独立变频模式，结构简单，维护方便，稳定度高，保证收卷的张力及线速度，在小卷到大卷的变化过程中稳定可靠。在加减速中的自动补偿控制，使加减速中张力更稳，更有上卷防断纱程序，使上卷起机时便于操作。

本系统的优点：

　　张力设定在人机上设定，人性化的操作;

　　使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加;张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等;

　　卷径的实时计算，jingque度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值;

　　因为收卷装置的转动惯量是很大的，卷径由小变大时。如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象，将直接导致纱的质量。而进行了变频收卷的改造后，在上述各种情况下，收卷都很稳定，张力始终恒定。而且经过plc的处理，在特定的动态过程，加入一些动态的调整措施，使得收卷的性能更好;

　　在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本上不需对原有机械进行改造。改造周期短，基本上两三天就能安装调试完成;

　　克服了机械收卷对机械磨损的弊端，延长机械的使用寿命。方便维护设备。

　　机台上的所有操作部分全部采用36v以下的安全电，以保证操作中的使用安全。

二、系统框图

三、张力控制原理

　　所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。反应到电机轴即能控制电机的输出转矩。真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的pid控制，要加张力传感器。而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到像真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。肯定会影响产品的质量。

　　变频收卷的实质是要完成张力控制，即能控制电机的运行电流，因为三相异步电机的输出转矩t=cmφmia，与电流成正比。并且当负载有突变时能够保证电机的机械特性曲线比较硬。所以必须用矢量变频器，而且必须要加编码器闭环控制。用变频器做恒张力控制的实质是死循环矢量控制，即加编码器反馈。收卷的卷经是由小到大变化的，为了保证恒张力，所以要求电机的输出转距要由小到大变化。同时在不同的操作过程，要进行相应的转距补偿。即小卷启动的瞬间，加速，减速，停车，大卷启动时，要在不同卷经时进行不同的转距补偿，这样就能使得收卷的整个过程很稳定，避免小卷时张力过大；大卷启动时松纱的现象。

卷径的计算原理

根据v1=v2来计算收卷的卷径。因为v1=ω1×r1,v2=ω2×rx。因为在相同的时间内由测长辊走过的纱的长度与收卷收到的纱的长度是相等的。即l1/Δt=l2/Δt，Δn1×c1=Δn2×c2/i
(Δn1---单位时间内牵引电机运行的圈数、Δn2---单位时间内收卷电机运行的圈数、c1---测长辊的周长、c2---收卷盘头的周长、i---减速比)
Δn1×π×d1=Δn2×π×d2/i
d2=Δn1×d1×i/Δn2，因为Δn2=Δp2/p2
(Δp2---收卷编码器产生的脉冲数、p2---收卷编码器的圈数)。Δn1=Δp1/p1取Δn1=1，即测长辊转一圈，由编码器接到plc。那么d2=d1×i×p2/Δp2，这样收卷盘头的卷径就得到了。

收卷的动态过程分析

　　要能保证收卷过程的平稳性，不论是大卷、小卷、加速、减速、激活、停车都能保证张力的恒定。需要进行转矩的补偿。整个系统要激活起来，首先要克服静摩擦力所产生的转矩，简称静摩擦转矩，静摩擦转矩只在激活的瞬间起作用;正常运行时要克服滑动摩擦力产生地滑动摩擦转矩，滑动摩擦转矩在运行当中一直都存在，并且在低速、高速时的大小是不一样的。需要进行不同大小的补偿，系统在加速、减速、停车时为克服系统的惯量，也要进行相应的转矩补偿，补偿的量与运行的速度也有相应的比例关系。在不同车速的时候，补偿的系数是不同的。即加速转矩、减速转矩、停车转矩、激活转矩;克服了这些因素，还要克服负载转矩，通过计算出的实时卷径除以2再乘以设定的张力大小，经过减速比折算到电机轴。这样就分析出了收卷整个过程的转矩补偿的过程。

　　总结:电机的输出转矩=静摩擦转矩(激活瞬间)+滑动摩擦转矩+负载转矩。

转矩的补偿标准

1) 静摩擦转矩的补偿

　　因为静摩擦转矩只在激活的瞬间存在，在系统激活后就消失了。因此静摩擦转矩的补偿是以计算后电机输出转矩乘以一定的百分比进行补偿。

2)滑动摩擦转矩的补偿

　　滑动摩擦转矩的补偿在系统运行的整个过程中都是起作用的。补偿的大小以收卷电机的额定转矩为标准。补偿量的大小与运行的速度有关系。所以在程序中处理时，要分段进行补偿。

3)加减速、停车转矩的补偿

　　补偿硬一收卷电机的额定转矩为标准，相应的补偿系数应该比较稳定，变化不大。 　
相关的计算公式

四、调试过程

（1）先对电机进行自整定，将电机的定子电感、定子电阻等参数读入变频器。
（2）将编码器的信号接至变频器，并在变频器上设定编码器的圈数。然后用面板给定频率和启停控制，观察显示的运行频率是否在设定频率的左右波动。因为运用闭环矢量控制时，运行频率总是接近设定频率，所以运行频率是在设定频率的附近波动的。
（3）在程序中设定空芯卷径和大卷径的数值。通过前面卷径计算的公式算出电机尾部所加编码器产生的大脉冲量(p2)和低脉冲量(p2)。通过算出的大脉冲量对收卷电机的速度进行限定，因为变频器用作张力控制时，如果不对高速进行限定，一旦出现断纱等情况，收卷电机会飞车的。低脉冲量是为了避免收卷变频器运行在2hz以下，因为变频器在2hz以下运行时，电机的转矩特性很差，会出现抖动的现象。
（4）通过前面分析的整个收卷的动态过程，在不同卷径和不同运行速度的各个阶段，进行一定的转矩补偿。补偿的大小，以电机额定转距的百分比来设定。