S7-200CN在銅加工行業(yè)中的應(yīng)用
2008/11/20 0:00:00
摘要：本文介紹了S7-200CN通過USS協(xié)議控制MM440變頻器來實(shí)現(xiàn)速度控制，是一種低成本、高性能的控制方案。
關(guān)鍵詞：S7-200CN MM440變頻器 USS協(xié)議
Abstract: This paper introduces that the S7-200CN PLC achieves speed control by the USS protocol of MM440 inverter, which is a low-cost, and high-performance control program
Key Words: S7-200CN MM440 USS
一、項(xiàng)目介紹
1.簡(jiǎn)介
寧波金田銅管有限公司是金田集團(tuán)的全資子公司之一， 現(xiàn)占地5.6萬平方米，固定資產(chǎn)1．8億元，是專業(yè)生產(chǎn)各種空調(diào)制冷用銅管、環(huán)保銅水管及其它銅制品的專業(yè)公司。隨著空調(diào)器制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)高效、節(jié)能、環(huán)保的要求越來越高，從20世紀(jì)70年代開始，國外先后開發(fā)了使用內(nèi)螺紋銅盤管和親水鋁箔制作蒸發(fā)器和冷凝器的新型空調(diào)器。內(nèi)螺紋管是在光管的基礎(chǔ)上經(jīng)過旋壓加工而成的，其與光管相比，可增加熱交換面積2-3倍，加之形成的湍流作用，可提高熱交換效率20-30%，節(jié)能15%，成為新型的換代產(chǎn)品。至20世紀(jì)80年代，該項(xiàng)技術(shù)已得到普遍應(yīng)用，在主要銅盤管生產(chǎn)企業(yè)，內(nèi)螺紋盤管的比例一般都大于50%。
蘇州奧智機(jī)電設(shè)備有限公司一直致力于空調(diào)用銅、鋁管加工設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及服務(wù)，為用戶提供高性價(jià)比的卓越產(chǎn)品。此項(xiàng)目中采用S7-200PLC通過USS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的速度控制，整個(gè)電控系統(tǒng)體系簡(jiǎn)明，布線簡(jiǎn)單可靠，控制運(yùn)行準(zhǔn)確平穩(wěn)，收到了良好的效果。
2.簡(jiǎn)要工藝介紹
內(nèi)螺紋管的制造方法目前主要有兩種：
1） 無縫銅管旋壓成形
2） 帶材軋制成形—卷管及焊接
以無縫光面銅管作為母材，旋壓成形仍是國內(nèi)最普遍的內(nèi)螺紋管生產(chǎn)方法。設(shè)備外觀如下圖：
系統(tǒng)主要由四個(gè)部分構(gòu)成，盤拉、旋壓、放料、收料。銅管穿過旋壓電機(jī)內(nèi)部，當(dāng)管材在盤拉的牽引下前進(jìn)時(shí)，旋壓電機(jī)帶動(dòng)其內(nèi)部的套環(huán)高速旋轉(zhuǎn)，套環(huán)內(nèi)的鋼球繞銅管滾動(dòng)，而銅管內(nèi)襯有帶螺紋溝槽的芯頭，通過這種高速旋壓使銅管內(nèi)壁金屬充分填充芯頭溝槽，從而在銅管內(nèi)壁形成與其齒形相同的螺紋，便稱為內(nèi)螺紋銅管。旋壓電機(jī)其實(shí)是一個(gè)高速主軸，目前國內(nèi)一些銅加工生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)的主軸速度大概在24000-35000RPM,主軸速度越高，對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)線速度就越高；在國內(nèi)早期進(jìn)口的一些設(shè)備上有采用磁懸浮高速主軸的，其轉(zhuǎn)速大概在50000RPM，對(duì)應(yīng)線速度可達(dá)120米/分。此項(xiàng)目中主軸速度在35000RPM時(shí)，變頻器對(duì)應(yīng)輸出頻率需達(dá)到583HZ，而MM440最大輸出頻率為650HZ，仍有一定余量。
生產(chǎn)過程：將螺紋芯頭放入銅管內(nèi)，制頭，然后將其穿過導(dǎo)套，高速主軸，由夾鉗將管頭咬住；啟動(dòng)運(yùn)行，由盤拉電機(jī)牽引管材，高速主軸根據(jù)工藝配比，其轉(zhuǎn)速與線速度同步上升，放料、收料也按一定速度比例同步運(yùn)行，在此系統(tǒng)中盤拉速度是基準(zhǔn)。運(yùn)行到設(shè)定圈數(shù)，剪切機(jī)構(gòu)將管頭剪掉，拉伸速度自動(dòng)提升，同時(shí)管材排放到下部收料筐。當(dāng)檢測(cè)到管材尾部時(shí)，自動(dòng)慢行，管尾拉出模孔后，自動(dòng)停車并回原位等待下一個(gè)工作過程。
3.控制系統(tǒng)主要器件
1） 變頻器
由于成型機(jī)的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，并要求有較大的起動(dòng)力矩；根據(jù)這些特點(diǎn)，此系統(tǒng)選用MM440.
MM440是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具備超強(qiáng)的過載能力，能滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。具有標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口，利用MM440內(nèi)部的USS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可方便組成USS串行主—從控制系統(tǒng)，硬件支持高達(dá)115.2Kb/s,可構(gòu)成滿足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合的低成本、高性能的網(wǎng)絡(luò)通訊控制系統(tǒng)。同時(shí)，可選的PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊，實(shí)現(xiàn)了通訊的多樣性。
2） PLC
由于系統(tǒng)采用基于USS協(xié)議的RS-485串行總線控制方式，S7-200是不二選擇。此系統(tǒng)中選用了新型的CPU226 CN，S7-200CN繼承了S7-200的優(yōu)良品質(zhì)和卓越性能，適用于各行各業(yè)、各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200CN系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能，因此具有極高的性價(jià)比。
3） HMI
為了方便對(duì)系統(tǒng)的工藝參數(shù)，過程參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或監(jiān)控，選用了西門子TP170A作為人機(jī)界面。
二、控制系統(tǒng)構(gòu)成
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