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西门子S7-300 PLC和70系列变频器位置控制应用_9

未知 2019-07-06 11:40

一. 概述

  在自动化控制领域中,相同功能有不同实现方式,针对不同的设备对精度和响应速度的要求,选用合适的定位控制系统以实现最优的性价比。本文介绍的一种应用西门子S7-300 PLC的高速计数模块ET200S和70系列变频器通过PROFIBUS总线通讯的功能来实现的定位控制的实际应用。

二. 控制思路

  横移车是钢管生产线中不可缺少的辅机设备,它主要完成将前一工序生产的钢管搬运到下一工序,或有序地暂放在台架的每个工位上。随着对生产线自动化程度要求的日益提高,减轻操作人员的工作量和操作失误。要求对横移车实现全自动准确定位控制。

  其控制核心就是利用装在横移车车轮上的编码器采集的位置信号,通过PLC的高速计数模块读取,CPU经过运算处理与设定位置作比较,控制变频器的多段速度,从而实现横移车的准确 定位控制。因为考虑到控制成本和操作方便,采用PROFIBUS总线控制方式,减少了布线,控制方便,灵活。

三.系统的构成和特点

  1.PLC作为控制的核心,主要用来接收编码器的反馈信号,与设定的位置信号作比较,通过通讯功能来控制变频器的输出频率减小,提前减速,到位前低速运转,到位时准确停止。为了实现精确定位还设有零位置传感器,到零位时将计数器的计数值清零,消除累积误差,保证定位的准确,使横移车能平稳地放下和举起钢管。

  由于放置主站CPU和变频器的控制柜与横移车比较远,在横移车上放置了远程I/O模块和高速计数器模块ET200S,通过PROFIBUS总线相连,将现场的传感器,编码器信号直接连接在远程I/O和计数模块上,减少了现场的走线和故障的发生,维护方便。通讯速率可过1.5M,整个系统的系统框图如1。

  

  由于使用通讯功能,可以省去用于控制变频器的几个输出点,PLC的输出点也减少了。

  2.高速计数器模块ET200S的应用

  控制系统中所选的编码器分辨率为2048P/R,轮径250,齿轮比3,可计算出脉冲精度:2503.14/20483=0.127mm/脉。能完全满足横移车的准确定位精度。

  精确定位过程如下:

  首先设定好横移车运行的一个方向为正方向(加脉冲),当横移车向设定的位置运行时(工作运行速度),高速计数器自动进行加/减速计数,在距离设定位置300400mm时,控制变频器的输出频率,以低速运行,在到达设定的位置时,停止变频器的输出,同时实施机械抱闸,完成了准确定位。

  读取高数计数模块的程序段如下:

  L PID 272 //模块开始地址,将计数器模块状态值存放到MD20~MD27

  T MD 20 //当前计数值

  L PID 276

  T MD 24

  L 123 //装载比较值

  T MD 30

  SET

  = M 34.0 //打开软件门

  A M 10.0 //使能传送比较值功能

  = M35.2

  L MD 30

  T PQD 272

  L MD 34

  T PQD 276

  3.PLC和变频器通讯

  在CPU进行硬件配置时,对挂在总线PROFIBUS 站点都分配了物理地址,PLC与变频器进行通讯也有相应的物理地址,CPU内部有专用通讯功能块SFC14,SFC15,使用内部的寄存器DB块存放数据,当PLC对变频器进行数据的写入和读出时,就需知道PLC和变频器定义的相关功能的地址,然后依据这些地址进行数据的写入和读出,才能实现对变频器的控制。

  此控制系统变频器需设定的参数介绍如下:

  P60=1,P53=6,P554=3100,P571=3101

  P572=3102,P443=3002,P566=3107

  P734.1=32,,P734.2=148

  其它的参数可以按出厂默认值即可

四.结束语

  通过这次的电气改进,现场布线减少,自动化程度提高了,人为参与减少了,加强了安全生产。生产效率有了很大的提高,通讯控制替代了硬接线的端子控制,不仅降低了成本,面且操作更方便,性价比更优异。也证明了西门子PLC和变频器的通讯功能非常强大和好用。

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