西门子茂名PLC模块代理商

发生异常时，首先请检查电源电压，可编程控制器以及输入输出设备的端子螺丝和插口是否松动，以及有无其他异常。然后，请根据可编程控制器上设置的各种LED的亮灯情况，按照下述要领，来检查是可编程控制器本身的异常，还是外部的异常。

（1）电源指示（【POWER】 LED指示）

向基本单元、扩展单元、扩展模块供电时，其表面上设置的【POWER】 LED灯会亮，如电源虽合上但LED灯不亮，请确认电源接线。另外如有同一电源驱动的传感器等时，请确认有无负载短路和过电流。

如果可编程控制器内混有导电性异物，或者有其它异常情况时，基本单元或扩展单元中的保险丝有可能会被熔断。此时，仅仅更换保险丝是不能彻底解决问题的，请与广州旺达自动化工程有限公司的维修部门联系。

（2）【BATT.V】LED亮灯

上电的过程中，如果电池电压低，该指示灯就会亮，且特殊辅助继电器M8006动作。电池电压下降约1个月后，程序内容（使用RAM存储器时）以及电池支持的各种存储区域无法掉电保持。请发现后尽快更换电池。

如果驱动特殊辅助继电器M8030，那么即使电池电压低，该指示灯也不会亮。但是特殊辅助继电器M8006动作。

（3）出错显示

【PROG .E】LED闪烁 

忘记设定定时器或者计数器的常数、梯形图错误、电池电压异常下降、或者由于异常噪音、有导电性异物混入等导致程序内存中的内容发生变化，此时该LED灯闪烁。在这种情况下，请再次检查程序，检查有无导电性异物混入，有无严重的噪音源，电池电压的显示等。

【CPU.E】LED亮灯 

①可编程控制器中混入导电性异物、外部有异常的噪音传入导致CPU失控时，或者运算周期超过200ms时，会发生WDT出错，此时该LED亮灯。使用多个特殊功能单元或者特殊功能模块时，由于初始化花费的时间过长，也会出现WDT出错。此时请修正初始化用的程序，或者通过程序改变特殊数据寄存器D8000的内容。

②在通电过程中拆装存储卡盒，也会导致该故障发生。假设该LED亮灯，请将可编程控制器的电源断电再上电一次。

（4）输入显示

无论输入单元的LED亮灯还是灭，用编程设备监控相应的输入为OFF或者ON的情况下，请检查输入信号开关是否确实置为ON或者OFF。

①输入开关的额定电流容量如果过大，会容易引发接触不良。此外，有油侵入等也会造成接触不良。

②如果在输入开关上并联了LED亮灯用的电阻，那么即使输入开关变成OFF，通过该并联回路，可编程控制器的输入仍然动作。

③使用光传感器等输入设备时，由于发光、感光部位被污染，造成灵敏度变化，有可能会造成输入不能可靠置ON。

④有可能不能接收到比可编程控制器运算周期短的ON或者OFF输入。

⑤传感器电源用的DC24V输出过负载或者短路时，该输出的保护回路会动作，自动降低电压，因此导致可编程控制器的所有输入不动作。在这种情况下，请尝试拆除【24+】端子上的接线。

（5）输出显示

不管输出单元的LED灯是亮还是灭，如负载不能进行ON或OFF时，要考虑以下原因：

①由于过载、负载短路或容量性负载的冲击电流等原因引起继电器输出接点粘合，或由于接点接触面裂开导致接触不良。

②要注意切断冲击过电流会显著降低继电器接点的使用寿命。

引言 

随着工业自动化的发展，PLC与自动生产线在工业生产中应用越来越广泛，尤其是PLC具有强大的算术运算、定时、计数、逻辑控制、顺序控制、存储等功能。自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统。自动生产线的工件传送系统一般包括上下料装置、传送装置、组合加工和储料装置。在特定情况下需要采用执行机构完成不同工件的传送。主要描述自动生产线中的一个环节，通过自动分选装置分别将不同的工件输送到不同的生产线上。PLC与气动装置在自动分选与卸物的应用，可以借鉴为各种气动与控制系统设计的应用范例，同时作为液压与气动、自动化设计等课程的工程项目训练与教学的平台。 

1自动分选装置设计 

1.1分选装置工作状态分析 

自动生产线上有不同工件，根据系统设计的要求，会分选进入相关的生产线。扬州电力设备修造厂的设备主生产线上有很多工件，按照不同的装配要求分配到A生产线与B生产线，通过工件识别传感器识别A线工件与B线工件，再由自动分选装置的气动技术移位到相应的生产线上。自动分选装置示意图如图1所示。

若工件A：下降气缸Y降落、机械手通过握紧气缸Z握紧、提升气缸Y提升、气缸X1左行、下降气缸Y降落、握紧气缸Z松开，使工件放在归定的A生产线上，提升气缸Y提升、气缸X1右行原位、待下个工作的识别判断。 

若工件B：下降气缸Y降落、机械手通过握紧气缸Z握紧、提升气缸Y提升、气缸X2右行、下降气缸Y降落、握紧气缸Z松开，使工件放在归定的B生产线上，提升气缸Y提升、气缸X2左行到原位、待下个工作的识别判断。 

1.2 气动回路的设计 

自动分选装置的气动控制回路（见图2）是由2个握紧气缸Z（根据需要，有时5个）、一个提升气缸Y、一个A线气缸X1、一个B线气缸X2、一个工件识别传感器SP、组成，另外有握紧到位传感器SZ，分选装置有物传感器SW，上升到位传感器SY+，下降到位传器SY-，A线气缸左行到位传感器SX1-，A线气缸右行到位传感器SX1+，B线气缸左行到位传感器SX2-，B线气缸右行到位传感器SX2-，握紧松开二位五通电磁阀YVZ，上升下降二位五通电磁阀YVY，A线二位五通电磁阀YVX1，B线二位五通电磁阀YVX2，气缸的动作状态及电磁阀的状态见表1。

表1 电磁阀、气缸状态表 

2 控制系统设计 

2.1 流程图及控制系统状态分析 

系统的初始状态为：气缸Z松开、握紧到位SZ传感器为0；气缸Y上极限，上升到位传感器SY+为1；气缸X1右极限，A线右行到位传感器SX1+为1； 气缸X2左极限，B线左行到位传感器SX2-为1。 

根据系统工作原理，设计出系统流程图（见图3）。经系统识别传感器判断，分别从A线与B线分析自动分选装置的控制流程：

若是A线工件则系统对应的电磁阀工作时序为：YVY失电（下降到位传感器SY-为1）、YVZ得电（握紧到位SZ传感器为1，分选装置有物传感器SW为1）、YVY得电（上升到位传感器SY+为1）、YVX1得电（A线左行到位传感器SX1-为1）、YVY失电（下降到位传感器SY-为1）、YVZ失电（握紧到位SZ传感器为0）、YVY得电（上升到位传感器SY+为1，分选装置有物传感器SY为0）、YVX1失电（A线右行到位传感器SX1+为1）回到原位。 

若是B工件则系统的对应的电磁阀工作时序为：YVY失电（下降到位传感器SY-为1）、YVZ得电（握紧到位SZ传感器为1，机械手有物传感器SW为1）、YVY得电（上升到位传感器SY+为1）、YVX2得电（B线右行到位传感器SX1+为1）、YVY失电（下降到位传感器SY-为1）、YVZ失电（握紧到位SZ传感器为0）、YVY得电（上升到位传感器SY+为1，机械手有物传感器SW为0）、YVX2失电（B线左行到位传感器SX2-为1）回到原位。 

2.2 PLC设计 

本系统核心是采用西门子S7-200系列的CPU224的PLC为中央处理单元，输入点有14个点，输出点有10个点。各点的分布情况见图4。输入点分别有信号采集与模式选择2种方式，工件识别传感器通过数据通信口RS-485口与PLC相连，由急停按钮（I0.0）、信号判断采集（I0.1）、位置采集（I0.2~I1.1）、气路保护（I1.5）4部分组成。模式选择分别由自动、手动、停止3部分组成，另增设手动状态下的点动步进开关，作调试或检修过程的步进。

以A线生产线来说明分选的控制过程（见图5）： 1，下降；2，握紧；3，上升；4，左移；5，下降；6，松开；7，上升；8，右移。下降时的限位状态为：SZ为0、SW为0、SX1+为1、SX1-为0、SY+从1到0、SY-从0到1。以此类推，可以分析出各个状态的行程状态。通过各个状态的行程对A线工作过程的3个二位五通电磁阀进行过程控制，根据工作原理得出图6的电磁阀得电时序图。经过状态逻辑计算，设计出PLC梯形图（略）。

2.3、HMI的设计 

MT500 系列触摸屏专门为工业环境设计，它的适用温度范围 (0～45°C)和PLC 的使用范围是一样的。打开Easy-Manager，选择Easy-Builder，在菜单“编辑”中选择“系统参数”项,在对话框中，PLC类型选择SIEMENS的S7-200，人机类型选择MT510T（640×640），完成参数的设定。 

3结语 

本系统通过PLC的智能化控制自动生产线上的气动机械手，结构简单、成本低廉、自动化程度高、操作方便，运行一年来性能稳定，可以广泛应用到自卸系统的各个领域，同时也可以作为教学与课程设计的一个实用的范例。

1 引言 

浆纱机的张力大小直接影响产量。旧式浆纱机采用机械式传动机构，张力调节范围较窄。随着设备的老化机械零件的磨损，张力逐渐下降。更换机械零件不便及费用的居高不下促使企业下决心对其进行改造。 

(1)改造对象：浆纱机——大雅兴业股份有限公司生产。 

(2)改造思路：改造浆纱机织轴张力控制系统由变频器控制，使其张力大小易于调节；改造控制系统，使其半自动化，更易控制、方便监视、减少维修量。 

2 改造方案 

将浆纱机织轴张力控制系统由原来的机械张力控制改为由艾默生plc、变频器td3300系统集成控制。拆除浆纱机织轴的机械传动装置，将原浆纱机动力电机(22kw)经新增传动减速装置直接拖动浆纱机织轴，新增一普通电机(11kw)取代原动力电机拖动原系统的其他部分(精轴、锡林、压辊等)。保留浆纱机上的一次传感器。电控系统改造方案如图1所示。主要新增设备如表1所示。

3 方案实施 

3.1 砂浆机工艺参数 

大雅浆纱机设备及工艺参数：车速(线速度)2~60米/分。一般正常车速38米/分。张力2000~5000牛/米。织轴空芯卷径116mm、220mm两种。织轴大卷径(满轴)小于500mm。主电机 y系列普通电机 4极 11kw。织轴电机 y系列普通电机 4极22kw。

图1 变频张力控制系统

3.2 传动参数设计 

(1)计算张力电机到织轴的减速比：减速比<=织轴空芯卷径×3.14×电机额定转速/大车速(线速)=(0.116×3.14×1460)/60=8.87 

(2)复核电机功率：电机功率>=(大张力×电机额定转速×大织轴半径)/(传动比×9549)=(5000×1460×0.25)/(8.87×9549)=21.5kw 

(3)确定参数：经计算减速比应确定为8.8左右。厂方在改造时受自身条件影响，决定将减速比提高到1。大车速=织轴空芯卷径×3.14×电机额定转速/减速比=(0.116×3.14×1460)/1=40.46经厂方确认大车速满足工艺要求。随确定减速比为1。速度编码器选用600线旋转编码器，一并交厂方安装。(建议旋转编码器选用600线以上产品，太低影响系统性能；安装时要小心不要对其实施太大的冲击，以免损毁。) 

(4)主变频器参数设定(如表2)：根据浆纱机实际情况张力控制系统的主机变频器选择无速度反馈开环矢量控制方式的td3000-t40110g变频器。变频器采用端子控制。

表2 主变频器参数设定表：(未涉及的参数采用出厂设定)

(5)张力变频器参数设定(如表3)：张力变频器(td3300-4t0300g)采用开环张力转矩模式(f3.06=3)，线速度采于主变频器的运行频率输出。控制方式同样采用端子控制方式。

表3 张力变频器参数表：(未涉及的参数采用出厂设定)

3.3 触摸屏组态 

触摸屏选用hitech pws6600-s屏。为了提高系统的时效性能，plc与其交换数据的地址尽量选择一组连续的plc地址。 

4plc编程设计 

4.1 接口硬件 

如图1所示，plc是整个控制系统的中枢，由于浆纱机无现场模拟量输入输出故选用一台主机即可。本案选ec20-3232bra。其主要任务为控制两台变频器的动作并通过rs485通讯端口与变频器交换数据(考虑到通讯的延迟及准确性，开关量不采用通讯方式。数据交换采用周期读取模式并控制在1秒内)。 

开关量包括主变频器运行停止动作(按钮控制)；主变频器升降速动作(按钮控制)；张力变频运行停止动作(保持型按钮控制)；张力变频张力使能(为检修特设)；张力变频卷径复位(按钮控制)；确定打印输出。 

通讯数据根据光电开关计算的车速(现速度)；计算总长；计算匹长；计算匹数；读取张力变频器张力值；读取张力变频器计算的卷径值；改变张力变频器张力设定；改变张力变频器初始卷径；长度、匹数清零；确定系统所处的状态。 

4.2 编程设计 

大雅浆纱车车头装有一个测量行车长度的光电开关。经检测其输出脉冲为10公分一个脉冲。对于测量匹长完全满足工艺要求，但用于测量车速其刷新速度必然很慢。因此增加一个外部中断检测两个脉冲的间隔时间，换算出行车速度。 

变频器td3300通讯，读取张力、卷径数值，如图3所示。

5 张力变频器调试 

5.1 参数设置 

为保证参数的准确性，将艾默生td3300-4t0220g工程型矢量变频器参数初始化，恢复出厂设置。控制方式选择 f0.02=1(闭环矢量控制)检查编码器是否正常。fb.00=600；按运行键，查看运行是否正常。如果变频器只在2hz左右工作或启动过流，显示电流很大。则可能是编码器接线错误、每转脉冲错误、编码器的方向反等原因；如果是低速运行正常，高速过流则可能是编码器的联轴器松动高速打滑的原因。设定机械传动比： 

f1.00=1(一定要准确)。电机调谐：按照电机设定电机参数。电机调谐时必须断开电机与负载的连接。调谐过程是自动完成的，如果调谐时电机长时间不能转动起来，说明电机参数严重不符或电机有故障。重新输入电机参数或更换电机。电机方向确认：一般定义为fwd控制时电机的运行方向为实际需要的方向。惯量调谐：将电机与负载(减速系统)断开(空载)调谐。 

首先用默认参数调谐。完毕后将加减速时间1设为20秒，惯量自学习转矩设定1设定为10%，惯量自学习转矩2设定为20%，再进行调谐。完毕后，参数自动保存在fc.09——fc.12中。记录fc.09——fc.12的参数值，然后将fc.09——fc.12参数清零，待初调系统稳定后再输入。 

5.2 张力控制试车 

不挂纱测试整车按钮动作是否正常，并排除故障。通过触摸屏输入初始卷径、设定张力；查看触摸屏显示数值是否与变频器显示的数据一致。上纱。设定张力值为1000；启动主变频低速运行；上轴；手动将纱线绕轴一周并绷紧纱线；启动张力变频。查看张力是否合适。停车。修改设定张力。重复3至5步。直到满足工艺要求(注意：修改张力一定要停车)。 

5.3 输入参数fc.11材料惯量补偿系数 

fc.11用来补偿系统加减速过程中克服材料转动惯量所需的额外转矩，设定参数应为材料密度与卷轴长度的乘积，材料密度的单位为千克/米，卷轴长度单位为米。实际操作时输入计算值的1/3，并根据系统运行情况调整。本系统输入fc.11=200. 

注意：此参数输入后有可能导致卷轴反转，手动调整此参数可避免反转。 

5.4 调试中出现的问题 

(1)惯量调谐电机不转：惯量自学习转矩设定1与惯量自学习转矩设定2数值偏小，适当加大即可。 

(2)系统低速时抖动：浆纱机开车过程中在操作工整理纱线、换轴时不准停车，而是运行在一个特定的爬行速度。此速度主变频运行在2hz以下。此时张力变频器工作在开环张力转矩模式不满足张力变频器工作条件。由于速度很低纱线行走长度有限，经用户确认不影响整体工艺要求。 

(3)换轴时加张力绷断纱线：此故障为操作工操作不当引起。换轴没有按规定按下卷径复位按钮。 

6 结束语 

浆纱是棉纺织厂整理车间的重要工序。合理的浆纱张力对织布、印染等后续工序影响巨大。随着企业的发展及市场的变化，石家庄常山纺织集团第五分公司根据自身的工艺要求，提出了对旧式的大雅浆纱机改造的要求，项目实施取得预期效果。