西门子6ES7322-1FL00-0AA0功能介绍

1、系统概述

　　发达国家的挤出机已普遍采用现代电子和计算机控制技术，对整个挤出过程的工艺参数如熔体压力及温度、各段机身温度、主螺杆和喂料螺杆转速、喂料量，各种原料的配比、电机的电流电压等参数进行在线检测，并采用微机闭环控制。有的公司已采用网上远程监测、诊断和控制，对挤出成型生产线进行网络控制。这对保证工艺条件的稳定，提高产品的精度都极为有利。

随着挤出机的复合化，其机械性能必然更为复杂，与之相匹配的控制系统也随之复杂化，控制精度也更高。因此，如何设计出合适的控制系 统才能保证其经济、安全可靠地运行，且不至于在短时间内成为淘汰或过渡产品，是我们工程设计人员所必须考虑的问题。在多复合挤出机的控制中，总线技术、网络结构简单，技术性能稳定，不但大大减少了布线量，便于安装调试及维修，而且极大地增强了系统的灵活性与可靠性，在保证系统先进性的同时，也取得了良好的社会经济效益。

收缩变形小、尺寸精度高、挤出速度快的精密型挤出机新型螺杆挤出机开发、复合共挤技术的不断成熟，Zui近几年，橡胶工业飞速发展，带动中国橡 胶挤出技术的迅速提升。其中子午线轮胎复合共挤技术可谓橡胶挤出技术水平的典型代表。 

2、工艺特点

　　一般根据所加工聚合物的类型和制品或半成品的形状，选定挤出机、机头和口模，以及定型和牵引等相应的辅助装置，然后确定挤出工艺条件如螺杆转速、机头压力、物料温度，以及定型温度、牵引速度等。在挤出过程中，物料一般都要经过塑炼，但定型方法则有所不同。例如，挤出的塑料常需冷却定型，使其固化，而挤出橡胶的半成品，则尚需进一步硫化。采用不同的挤出设备和工艺，可得到不同的制品。

3、控制系统构成

挤出机已普遍采用现代电子仪表和PLC控制技术，对整个挤出过程的工艺参数如熔体压力及温度、各段机身温度、主螺杆和喂料螺杆转速、喂料量，各种原料的配比、电机的电流电压等参数进行在线检测，并采用变频器闭环控制。采用PLC监测、诊断和控制，对挤出成型生产线进行自动调速控制。这对保证工艺条件的稳定，提高产品的精度都极为有利。

随着挤出机的复合化，其机械性能必然更为复杂，与之相匹配的控制系统也随之复杂化，控制精度也更高。因此，如何设计出合适的控制系统才能保证其经济、安全可靠地运行，且不至于在短时间内成为淘汰或过渡产品，是我们工程设计人员所必须考虑的问题。 

收缩变形小、尺寸精度高、挤出速度快的精密型挤出机新型螺杆挤出机开发、复合共挤技术的不断成熟，Zui近几年，橡胶工业飞速发展，带动中国橡胶挤出技术的迅速提升。

挤出机控制系统的主要作用，是在挤出过程中实现对螺杆转速、机筒温度和熔体压力等工艺参数的控制。目前，以仪表控制系统、PLC控制系统为主要选择。两者的功能分别为：温度控制中仪表控制系统可以实现开关两控制，也可以采用智能仪表实现简单比率控制，而PLC控制系统可以通过模拟量通信实现PID（比率-积分-微分控制）控制；前者压力控制显示熔体压力，而后者显示熔体压力并实现闭环控制；前者的测试功能只有显示功能，而后者可以实现测试单元的串口通信。挤出机的控制系统主要由电气、仪表和执行机构组成，其主要作用为：      

（1）控制主、辅机的拖动电机，满足工艺要求所需的转速和功率，并保证主、辅机能协调地运行。

（2）控制主、辅机的温度、压力、流量和制品的质量。

（3）实现整个机组的自动控制。

（4）进行数据的采集和处理，实现闭环控制。

　　该挤出机是通过FX2N系列可编程序控制器及SBD 人机界面为中心的电路系统来控制挤出机的全部电机和温度设定工作，输入有自停开关，热继电器、传感器及编码器等，采用PLC控制各电机的运转速度和工艺参数。触摸屏用于设定和显示挤出运转速度，压力，各区温度控制，通过PLC将开关信号等送至变频器，控制变频器的启停。变频器和电动机等报警信号送至触摸屏显示故障类别等。PLC和触摸屏之间采用235通讯，上述工艺参数和操作信号通过235通讯送至PLC，经数据处理分析计算后，由PLC 通过485通讯信号，以控制相应变频器运转速度。

一、引言
　　近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着PLC技术的发展,它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中,为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。永宏FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准，且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用永宏PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。
　　二、数控机床组成结构及工作过程
　　本例数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成。　
　　输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰;目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作。输出指输出内部工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等)，一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，Zui终实现数控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速;管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理;控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作;还对机床外部开关(行程开关、压力开关、温控开关等)进行控制;对输出信号(刀库、机械手、回转工作台等)进行控制。检测反馈装置由检测元件和相应的电路组成，主要是检测速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保证数控机床加工精度。
　　数控加工的准备过程较复杂，内容多，含对零件的结构认识、工艺分析、工艺方案的制订、加工程序编制、选用工装及使用方法等。机床的调整主要包括刀具命名、调入刀库、工件安装、对刀、测量刀位、机床各部位状态等多项工作内容。程序调试主要是对程序本身的逻辑问题及其设计合理性进行检查和调整。试切加工则是对零件加工设计方案进行动态下的考察，而整个过程均需在前一步实现后的结果评价后再作后一步工作。试切成功后方可对零件进行正式加工，并对加工后的零件进行结果检测。前三步工作均为待机时间，为提高工作效率，希望待机时间越短越好，越有利于机床合理使用。该项指标直接影响对机床利用率的评价(即机床实动率)。
　　三、机床数控系统需要解决的几个问题
　　机床是由机械和电气两部分组成，在设计总体方案时应从机电两方面来考虑机床各种功能的实施方案，数控机床的机械要求和数控系统的功能都很复杂，所以更应机电沟通，扬长避短。机床控制系统选件、装配、程序编制及操作都应该比较合理，精度和稳定性都必须满足使用要求。同时为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动各轴快慢移动、主轴高低速旋转、切削液及润滑开关等。PLC按照逻辑条件进行顺序动作或按照时序动作，另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行联锁保护动作的控制，PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制的主要产品,在机床的电气控制中应用也比较普遍。                    
　　在实际控制中如何既能提高定位速度，同时又能保证定位精度是一项需要认真考虑并切实加以解决的问题。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。
　　为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。当现场条件发生变化时，系统的某些控制参数必须能作相应的修改，为满足生产的连续性，要求对控制系统可变参数的修改应在线进行。尽管使用编程器可以方便快速地改变原设定参数，但编程器一般不能交现场操作人员使用;所以，应考虑开发其他简便有效的方法实现PLC的可变控制参数的在线修改。另外为了防止电压过高损坏PLC，电源输入端加上压敏电阻。
　　为了防止过热,PLC不许安装在变压器等发热元件的正上方，变频器与PLC、伺服驱动器等保持一定距离。在元件间留有适当的空隙，以便散热，并且在配电箱上安装风扇降温。此外，为保证控制系统的安全与稳定运行，还应解决控制系统的安全保护问题，如系统的行程保护、故障元件的自动检测等。
　　四、结束语
　　我国是一个机床生产和应用大国，但数控技术的应用水平还不高，严重制约着我国制造业水平的提高。国际上的相关开发计划对我国的数控技术的发展提出了严峻的挑战，同时也带来了机遇。只有选择合适的PLC才能使定位达到预期的效果。
　　由于采用了PLC控制，使电气部分的抗干扰能力增加，提高了机床的运行可靠性，因而增加了设备的柔性，提高了设备的使用效率。