6ES7312-5BF04-0AB0參數(shù)詳細(xì)

 1 引言

    近年來，隨著我國自動化技術(shù)的提高，工廠自動化也上了一個新臺階。PLC作為一個新興的工業(yè)控制器，以其體積小,功能齊全，價(jià)格低廉，可靠性高等方面具有的優(yōu)點(diǎn)，在各個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

    作為的印刷機(jī)生產(chǎn)廠家---北人集團(tuán)公司，為了使產(chǎn)品性能穩(wěn)定，易于維護(hù)，我們采用了以PLC為主控器的控制方案。由于雙色印刷機(jī)要求易于操作，精度高，故其輸入，輸出點(diǎn)較多，因此采用了雙機(jī)通訊。上位機(jī)采用三菱FX2N-80MR+32EX+4D/A，主要負(fù)責(zé)主傳動的控制，各機(jī)組離合壓的控制，以及氣泵，氣閥的控制等。下位機(jī)采用三菱 FX2N-64MR+4A/D,主要負(fù)責(zé)水輥電機(jī)的控制，主傳動的調(diào)速輸出，調(diào)版電機(jī)數(shù)據(jù)采集等。同時(shí)選用了一臺三菱5.7寸觸摸屏，主要負(fù)責(zé)水輥電機(jī)速度顯示，調(diào)版顯示，以及整機(jī)故障顯示等。本系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，操作簡便直觀，大大提高了膠印機(jī)的檔次，受到用戶好評。
   
    2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

     其中，上位機(jī)與下位機(jī)采用了RS485通訊，通訊方便，可靠。對多色機(jī)而言，安全因素很重要。在設(shè)計(jì)中，每個機(jī)組既要考慮到安全控制，其中包括本位機(jī)組的急停，安全按鈕；還要考慮方便操作，包括每個機(jī)組均應(yīng)有正點(diǎn)，反點(diǎn)按鈕。因此，一方面輸入點(diǎn)增加很多；另一方面，走線也很不方便。采用雙機(jī)通訊，可以很好地解決此問題，各機(jī)組的走線可以按照就近原則，進(jìn)入離它較近的控制柜內(nèi)，既節(jié)省了走線，也方便了控制。

     由于印刷機(jī)是一個精度較高的機(jī)械，印刷品的好壞一方面在于機(jī)械加工以及安裝的精度，另一方面，也取決于水路，墨路的平衡以及合壓的準(zhǔn)確性。雙色機(jī)的每一色組，都有水路和墨路裝置。為了便于水輥速度的調(diào)節(jié)，每根水輥都用一個變頻器控制，同時(shí)，主電機(jī)速度也需要變頻器調(diào)節(jié)。因此，為了實(shí)現(xiàn)多路速度調(diào)節(jié)，我們采用了三菱4D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它將PLC方給出的數(shù)字量，根據(jù)相應(yīng)的算法，轉(zhuǎn)換成0~10V直流電壓輸出，很好地實(shí)現(xiàn)了多路速度調(diào)節(jié)要求。

     在印刷過程中，調(diào)版是一個比較繁瑣的過程。尤其對多色機(jī)來說，各組版對正的精度會對印品產(chǎn)生很大的影響。如果套印不準(zhǔn)，印刷品就會出現(xiàn)字面重疊或影像不清。一般來說，印版軸向調(diào)節(jié)范圍為-2mm~+2mm ,周向調(diào)節(jié)范圍為-1mm~+1mm。如果使用手動調(diào)版，會浪費(fèi)很多時(shí)間，而且精度不高。為了實(shí)現(xiàn)自動打版，我們在版輥上安裝了電位器，通過電位器將模擬量傳送給4A/D，經(jīng)過PLC處理，可將版輥的轉(zhuǎn)動精度很好地控制在打版范圍內(nèi)。

     觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注，它的簡單易用，強(qiáng)大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境。用戶可以自由地組合文字，按鈕，圖形，數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理隨時(shí)可能變化的信息。隨著機(jī)械設(shè)備的飛速發(fā)展，以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作，無法提高效率。但使用人機(jī)界面，能明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變得簡單生動。使用觸摸屏，還可以使機(jī)器配線標(biāo)準(zhǔn)化，簡單化，同時(shí)也能減少PLC控制所需的I/O點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)成本，也相對提高整套設(shè)備的附加價(jià)值。三菱觸摸屏和三菱PLC有很好的通用性，能在線監(jiān)視并修改程序，不必很麻煩的重復(fù)插拔接口。
   
    3 軟件設(shè)計(jì)

    3．1 給紙?jiān)O(shè)計(jì)

    印刷機(jī)整體的電氣設(shè)計(jì)還是比較復(fù)雜的，對時(shí)間的要求也很嚴(yán)格。在機(jī)器的很多地方裝有接近開關(guān)，用來檢測不同的時(shí)間點(diǎn)。在印刷過程中，走紙的好壞是影響機(jī)器質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。所謂紙走的好壞，指的是無歪張，雙張等現(xiàn)象，如果有歪張，雙張現(xiàn)象，在高速情況下，就會將走壞的紙，卷入機(jī)器內(nèi)，從而破壞膠皮，給用戶帶來很大損失。此過程流程如下：    在實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)，按照上述流程編制的程序，在低速沒有問題，但速度增高至7000r/h后，就會出現(xiàn)歪張鎖不住現(xiàn)象。究其原因，主要是因?yàn)楣忸^反應(yīng)時(shí)間和磁鐵動作時(shí)間滯后造成。程序在執(zhí)行過程中，采用循環(huán)掃描方式，為了讓電磁鐵輸出提前，在設(shè)計(jì)中，我采用了中斷和三菱編程指令的輸入輸出刷新指令，使電磁鐵輸出立即執(zhí)行，提前了電磁鐵動作時(shí)間，即使在12000r/h的速度下，也能很好的鎖住有故障的紙張，解決了給紙的一大難題。

     3．2離合壓設(shè)計(jì)

     離壓，合壓在印刷中具有很重要的作用。離合壓的準(zhǔn)確性，對印品質(zhì)量的好壞有著直接的影響。合壓過早，會弄臟壓印輥筒，給操作帶來很多不便；離壓過早，會使最后一張紙印不上完整的圖案，造成紙張浪費(fèi)。

     在設(shè)計(jì)中，離壓，合壓的程序流程如圖所示：    印刷時(shí)，版輥筒與膠皮輥筒先合壓，膠皮輥筒與壓印輥筒后合壓。在我們的機(jī)器中，合壓全部采用了氣動裝置，每個氣缸都有一個動作時(shí)間。由于印刷速度是多段速，在3000~12000r/h之間，根據(jù)用戶需要可選擇不同的速度。但是，氣缸動作時(shí)間是一定的，齒輪轉(zhuǎn)過角度是一定的，因此，機(jī)器速度不同時(shí)，合壓時(shí)間也不同。為了解決此問題，我們根據(jù)理論計(jì)算值，找出對于不同機(jī)器速度時(shí)，機(jī)器的延時(shí)時(shí)間。采用比較指令，當(dāng)機(jī)器段速與理論值相等時(shí)，延時(shí)相應(yīng)的時(shí)間，使壓印輥筒與膠皮輥筒準(zhǔn)確合壓。經(jīng)過多次試驗(yàn)，離壓，合壓都沒有問題。

    3．3 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

    在人機(jī)界面中，設(shè)計(jì)了7幅畫面，包括整體圖形，故障顯示，機(jī)器速度和計(jì)數(shù)顯示，水輥速度顯示，調(diào)版監(jiān)控等。故障顯示使用指示器，給出位元件即可實(shí)現(xiàn)閃動效果，讓操作者很方便的知道故障部位，整體感很好。在水輥速度顯示中，設(shè)計(jì)了一個柱狀圖，可以顯示水量增加大小，只需按下柱狀圖，就可增加水量，同時(shí)也可方便監(jiān)控。如圖所示：

   
    4． 結(jié)束語

    印刷機(jī)的一套電氣設(shè)計(jì)屬于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括硬件，軟件設(shè)計(jì)，涵蓋范圍較廣。這里，我只簡單介紹了其中比較重要的幾部分，其它細(xì)節(jié)還有很多，這里不再一一列舉。使用三菱的一套控制系統(tǒng)，感覺可靠，方便，在機(jī)器批量生產(chǎn)過程中，沒有發(fā)現(xiàn)大問題。其PLC功能齊全，可靠耐用，指令簡潔，與其他產(chǎn)品相比，感覺三菱整體軟件系統(tǒng)界面都比較友好，給用戶編程，維修都帶來極大方便。其觸摸屏與PLC有很好的通用性，可通過觸摸屏]監(jiān)視并修改程序，這是其它產(chǎn)品所不能匹及的。總之，三菱的工控元件給設(shè)計(jì)人員和用戶都帶來了很多方便

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三相異步電動機(jī)全壓起動就是：起動時(shí)加在電動機(jī)定子繞組上的電壓為額定電壓，也稱直接起動。
一、 單向旋轉(zhuǎn)控制電路
　 1 、點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制線路
　 點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制線路是用按鈕、接觸器來控制電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的的正轉(zhuǎn)控制線路。如圖 2.5 所示。
　 起動：按下起動按鈕 SB →接觸器 KM 線圈得電→ KM 主觸頭閉合→電動機(jī) M 起動運(yùn)行。
　 停止：松開按鈕 SB →接觸器 KM 線圈失電→ KM 主觸頭斷開→電動機(jī) M 失電停轉(zhuǎn)。
　 停止使用時(shí)：斷開電源開關(guān) QS 。
　 2 、接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路
　 在要求電動機(jī)起動后能連續(xù)運(yùn)行時(shí)，采用上述點(diǎn)動控制線路就不行了。因?yàn)橐闺妱訖C(jī) M 連續(xù)運(yùn)行，起動按鈕 SB 就不能斷開，這是不符合生產(chǎn)實(shí)際要求的。為實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的連續(xù)運(yùn)行，可采用圖 2.6 所示的接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路。

圖 2.5 點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制電路圖 2.6 接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路

　　線路的工作原理如下：先合上電源開關(guān) Q 。
起動：按下起動按鈕SB1→

　　當(dāng)松開 SB1 常開觸頭恢復(fù)分?jǐn)嗪?，因?yàn)榻佑|器 KM 的常開輔助觸頭閉合時(shí)已將 SB1 短接，控制電路仍保持接通，所以接觸器 KM 繼續(xù)得電，電動機(jī) M 實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。像這種當(dāng)松開起動按鈕 SB1 后，接觸器 KM 通過自身常開觸頭而使線圈保持得電的作用叫做自鎖（或自保）。與起動按鈕 SB1 并聯(lián)起自鎖作用的常開觸頭叫自鎖觸頭（也稱自保觸頭）。
停止：按下停止按鈕SB2

　　當(dāng)松開 SB2 其常閉觸頭恢復(fù)閉合后，因接觸器 KM 的自鎖觸頭在切斷控制電路時(shí)已分?jǐn)?，解除了自鎖， SB1 也是分?jǐn)嗟?，所以接觸器 KM 不能得電，電動機(jī) M 也不會轉(zhuǎn)動。
電路的保護(hù)環(huán)節(jié)：
?。ǎ保┒搪繁Ｗo(hù)
?。ǎ玻┻^載保護(hù)
?。ǎ常┦汉颓穳罕Ｗo(hù)
　　3 、連續(xù)與點(diǎn)動混合控制的正轉(zhuǎn)控制電路
　　機(jī)床設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，一般電動機(jī)都處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。但在試車或調(diào)整刀具與工件的相對位置時(shí)，又需要電動機(jī)能點(diǎn)動控制，實(shí)現(xiàn)這種控制要求的線路是連續(xù)與點(diǎn)動混合控制的正轉(zhuǎn)控制線路。
?。ǎ保┻B續(xù)控制：
?。ǎ玻c(diǎn)動控制
二、 可逆旋轉(zhuǎn)控制電路
　?。保鬼橀_關(guān)控制的正反轉(zhuǎn)控制電路
　?。玻粹o控制的正反轉(zhuǎn)控制電路
　（ 1 ）正轉(zhuǎn)控制
　（ 2 ）反轉(zhuǎn)控制
?。?span> 3 ）停止

　　３．自動往復(fù)控制電路
　　有些生產(chǎn)機(jī)械，如萬能銑床，要求工作臺在一定距離內(nèi)能自動往返，而自動往返通常是利用行程開關(guān)控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)工作臺的自動往返運(yùn)動。
　　圖 2.10 （ b ）為工作臺自動往返行程控制線路，工作過程如下：按下起動按鈕 SB1 ， KM1 得電并自鎖，電動機(jī)正轉(zhuǎn)工作臺向左移動，當(dāng)?shù)竭_(dá)左移預(yù)定位置后，擋鐵 1 壓下 SQ1 ， SQ1 常閉觸頭打開使 KM1 斷電， SQ1 常開觸頭閉合使 KM2 得電，電動機(jī)由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，工作臺向右移動。當(dāng)?shù)竭_(dá)右移預(yù)定位置后，擋鐵 2 壓下 SQ2 ，使 KM2 斷電， KM1 得電，電動機(jī)由反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)，工作臺向左移動。如此周而復(fù)始地自動往返工作。當(dāng)按下停止按鈕 SB3 時(shí)，電動機(jī)停轉(zhuǎn)，工作臺停止移動。若因行程開關(guān) SQ1 、 SQ2 失靈，則由極限保護(hù)行程開關(guān) SQ3 、 SQ4 實(shí)現(xiàn)保護(hù)，避免運(yùn)動部件因超出極限位置而發(fā)生事故。
三、 順序控制與多地控制線路
　?。保樞蚩刂凭€路
　（１）主電路實(shí)現(xiàn)順序控制

圖 2.11 為主電路實(shí)現(xiàn)電動機(jī)順序控制的線路，其特點(diǎn)是， M2 的主　　電路接在 KM1 主觸頭的下面。電動機(jī) M1 和 M2 分別通過接觸器 KM1 和 KM2 來控制， KM2 的主觸頭接在 K M1 主觸頭的下面，這就保證了當(dāng) KM1 主觸頭閉合， M1 起動后， M2 才能起動。線路的工作原理為：按下 SB1 ， KM1 線圈得電吸合并自鎖， M1 起動，此后，按下 SB2 ， KM2 才能吸合并自鎖， M2 起動。停止時(shí)，按下 SB3 ， KM1 、 KM2 斷電， M1 、 M2 同時(shí)停轉(zhuǎn)。
?。?span> 2 ）控制電路實(shí)現(xiàn)順序控制

圖 2.12 為幾種在控制電路實(shí)現(xiàn)電動機(jī)順序控制的電路。圖 2.12 （ a ）所示控制線路的特點(diǎn)是： KM2 的線圈接在 KM1 　　自鎖觸頭后面，這就保證了 M1 起動后， M2 才能起動的順序控制要求。圖 2.12 （ b ）所示控制電路的特點(diǎn)是：在 KM2 的線圈回路中串接了 KM1 的常開觸頭。顯然， KM1 不吸合，即使按下 SB2 ， KM2 也不能吸合，這就保證了只有 M1 電機(jī)起動后， M2 電機(jī)才能起動。停止按鈕 SB3 控制兩臺電動機(jī)同時(shí)停止，停止按鈕 SB4 控制 M2 電動機(jī)的單獨(dú)停止。圖 2.12 （ c ）所示控制電路的特點(diǎn)是：在圖 2.12 （ b ）中的 SB3 按鈕兩端并聯(lián)了 KM2 的常開觸頭，從而實(shí)現(xiàn)了 M1 起動后， M2 才能起動，而 M2 停止后， M1 才能停止的控制要求，即 M1 、 M2 是順序起動，逆序停止。

　　 ２．多地控制線路
　　能在兩地或多地控制同一臺電動機(jī)的控制方式叫電動機(jī)的多地控制。
圖 2-13 為兩地控制的控制線路。其中 SB1 、 SB3 為安裝在甲地的起動按鈕和停止按鈕， SB2 、 SB4 為安裝在乙地的起動按鈕和停止按鈕。線路的特點(diǎn)是：起動按鈕應(yīng)并聯(lián)接在一起，停止按鈕應(yīng)串聯(lián)接在一起。這樣就可以分別在甲、乙兩地控制同一臺電動機(jī)，達(dá)到操作方便的目的。對于三地或多地控制，只要將各地的起動按鈕并聯(lián)、停止按鈕串聯(lián)即可實(shí)現(xiàn)