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西門子模塊6ES7216-2AD23-0XB8性能參數
西門子模塊6ES7216-2AD23-0XB8性能參數
一、 引言
在砂帶生產線中，其前道工序要求對坯布進行處理，清除其表面突起的纖維。坯布與膠輥與刮刀保持一定距離的間隙，在0.2-0.6mm間。在坯布刮刀之前有檢測布縫的電容式傳感器。當有布連接縫接近刮刀時，要求刮刀與坯布迅速打開一段距離，約40-60mm間。原系統采用氣缸打開、關閉。由于氣缸固有特性，使控制效果不理想。我方通過步進電機驅動膠輥，進行間隙調整達到理想效果。
二、系統構成
坯布需要兩面處理，上下兩面同時刮除突起的纖維。有兩個刮刀與兩個膠軸配合構成兩個工作軸，分別為A、B軸。每軸兩端分別有一臺步進電機，A機與B機。
系統圖下：
工藝流程示意圖
每臺步進電機都有一臺驅動器，共四臺驅動器，驅動器由PLC控制。電機輸出軸經減速機輸出給膠輥。
由于絕大多數PLC只有兩個高速輸出口，可控制兩臺步進電機驅動器。也可采用一臺主機加高速定位模塊完成對四臺電機的控制，但定位模塊成本比較高。本系統采用了兩臺臺達DVP14ES型PLC。臺達DVP系列PLC輸入輸出最小為8入/6出。由于價格合理，本系統采用2臺主機，仍比其它品牌機型加定位模塊合適，并且輸入、出量配置也較合理。一臺PLC的高速脈沖Y0、Y1控制2臺步進驅動器的運行速度，其Y4、Y5分別控制步進驅動器的運轉方向，步進電機驅動器要求輸入速度信號及方向信號。
三、工作原理
3．1刮刀與膠輥平行調整。由于某原因，可能導致刮刀與膠輥不平行，也就是一個軸左右兩邊與刮刀間隙大小不一致。可以調整工作軸中的一臺電機，使其上升或下降使刮刀與膠輥平行。調整平行后即可使本膠輥投入正常使用。在人機界面上設計有控制A軸A機和B軸A機的手動按鈕。間隙由塞尺測量。
3．2 工作間隙的調整。在投入自動使用前，必須對間隙進行調整。在界面上有兩種方法可以實現。一種是點動控制，另一種是設定運行數據進行控制。點動控制適用于在不知道膠輥與刮刀間隙時的初次調節間隙。首先用點動控制使膠輥與刮刀間隙為零，即調零。然后再人機界面上設定打開間隙量。當改變坯布品種時，只需根據兩種坯布厚度差別，設定要改變的間隙量即可。
3．3 人機界面的設計。 一臺人機界面通過RS485通訊線與2臺PLC相連。在人機界面程序設計中，可以利用PWS提供的宏指令，一個按鈕控制兩個PLC的中間繼電器M20，即自動按鈕。當M20為ON時，兩個PLC的工作狀態為自動模式。人機界面上還可以設定自動運行時刮刀打開間隙。分別有兩個數值輸入按鈕，寫進兩臺PLC，經過數據變換，作為步進電機控制器的脈沖輸出量。調零工作完成后，調整工作間隙，然后使M20置為ON，投入自動運行。
3．4 步進電機驅動器的設置。步進電機驅動器的細分設置為0.72，即PLC輸出給步進電機驅動器每500個脈沖，步進電機輸出軸旋轉一周。細分值與PLC的高速輸出命令相配合。細分過大時電機會因負載大而失步，細分太小時，在自動運行時，打開距離不夠而使布縫被刮斷。
控制系統圖
四．應用效果及問題
經過一段時間的運行，證明系統運行正常，達到了設計要求。在程序設計中，利用高速輸出命令PLSY時，電機在加速時失步，造成控制不穩，后來改為用PLSR命令。利用PLSR命令時，必須設置好加減速時間。改為PLSR命令后，遠行穩定可靠。由于采用兩臺PLC，其控制對象工況一樣，兩臺PLC程序一樣，程序調試簡便。
然而，我們不可能要求每個技術員都能熟練查看PLC程序，能閱讀英文手冊，能跟據簡單的報警提示就能迅速判斷問題所在，也不能做到設備工程師時時在線……。所以，假如我們是設備設計人員或是對設備進行改善，這時我們就可以做很多改進來使我們的機臺更加便于操作，故障檢修，使小故障由作業人員就能自己排除，大故障技術員能方便查找問題原因，少走彎路。
在此文中，本人以OMRON CS系列PLC，以及HAKKO V7系列人機界面（觸摸屏）為例，來介紹一些優化PLC程序，以及觸摸屏畫面的方案實現機臺更人性化，提高設備維修效率，降低當機時間。
方法1： 觸摸屏畫面中導入機械機構圖及電氣分布圖：
現在很多觸摸屏產品都支持將CAD等軟件繪制的圖紙直接導入到畫面之中，所以我們在設計機臺軟體時可以在畫面中增加機臺狀態圖，并將各種傳感器，儀表的I/O點以指示燈的形式在屏幕上反映出來（如下圖1所示），這樣設備故障發生在某些輸入輸出裝置上時，我們可以很容易在屏幕上觀察其狀態，而不需要接入程序中監控，或是到處查找圖紙，使用儀表測量了！
圖1
方法2： 觸摸屏畫面中制作簡單動畫，模擬機構動作：
對于某些關鍵能動部件也可將手動操作制作成動畫演示模式，并將輸入輸出點標識在相應部位，當該部件的電氣部分發生故障時，可很容易在畫面操作中顯示出來（如下圖2）。另外該功能對于新進人員的培訓也大有裨益。
圖2
方法3： 觸摸屏畫面中增加輸入輸出點列表畫面：
對于一些較大型的自動化設備，由于其電氣機械結構復雜，輸入輸出點數量較多，因此不適宜在以上兩種方法中顯示全部輸入輸出點，此時可采用下述的增加輸入輸出點列表畫面的方法顯示全部輸入輸出點狀態，如下圖3，4所示：
圖3
圖4
有了類似以上輸入輸出點列表的畫面后，我們對于以前很多疑難問題就有了新的解決思路，比如：當故障發生在類似馬達，氣缸，加熱管等輸出執行單元不動作時，也許從報警信息中并不能直接的告訴你是哪部分故障，這時我們在輸出列表中觀察相對應的輸出點的狀態，若為ON，而執行單元沒有動作則問題可能發生在伺服器，變頻器，電池閥，繼電器等中繼單元，或者是馬達，氣缸，加熱管等執行單元；若輸出狀態為OFF，則大可不必去懷疑以上各單元，而應檢查輸出狀態不能ON的其他原因，減少不及要的檢修時間。