西门子工控配件供应

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SIEMENS可编程控制器

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1.项目介绍
    包装机行业未来发展的趋势是机械简单化，电气复杂化。越来越多的用伺服电机代替繁琐的机械传动，这就优化了机械结构，节省了设计成本，缩短了开发周期。

    以前的包装机只有一个普通电机做为主动力，各个部分的配合都是通过机械传动来实现，机械结构非常复杂，精度差，故障率高。现在全部用伺服电机代替之后，机械结构变的非常简单。枕式包装机是一个伺服电机带动包装机的切刀部分，一个伺服电机带动包装机的供膜部分，后一个伺服电机带动推料部分。通过各部分之间的追踪，来实现对包装物的包装。由于包装机是一个连续的，并且在运行中需要实时追踪调整，所以PLC必须保证伺服电机运行的稳定性及准确性。

在以往的三轴枕式包装机方案中，由于受PLC本体集成的脉冲输出轴数所限，通常采用两个 PLC通讯的方式，两者通过网络读写指令进行数据传递。由于控制器所支持的通信波特率太低，所以主站发出命令后，从站会有滞后的响应，这样在高速的情况下，三个电机的配合就会出差较大的误差，不能正常工作。S7-200 SMART本体集成3路高速脉冲输出，能够满足该机型的升级需求，因此设备改型中选择了该方案。

2．工艺流程介绍：
    本包装机由主机部分与输送机部分组成，主机部分主要是由横封刀部分与送膜部分组成。由色标传感器，接近开关等来确定包装膜与切刀之间的相对位置。通过温度传感器来测量横封刀的温度。控制系统如图所示：

 见图1

3.方案确定
    一方面，鉴于三轴脉冲输出的功能满足设备的改型需求，另一方面通过集成的以太网接口能够非常方便的下载程序，与新版的SMART LINE触摸屏也能实现良好的通讯。综合选型之下，终将S7-200 SMART PLC和SMART LINE触摸屏一起放到SF-G3机型上进行实验。

4.产品硬件配置
由于是实验机型，所以仅仅将原有的两个S7-200的CPU改为S7-200 SMART，其余的硬件部分并未做大的改动。

5.软件开发：
本系统中使用的I/O表如图所示

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数字量输入     17

数字量输出     13

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I0.0 刀零位接近开关:刀每旋转一周，接近开关接收一次信号。

I0.1 色标光电：包装膜，每走一个膜长，色标光电接收一次信号。

I0.2 推料零位光电：每走一个拔杈，光电接收一次信号。

I0.3 编码器A相

I0.4 编码器B相：自动接膜的时候，用于计算接膜的位置。

I0.5 急停按钮

I0.6 启动按钮

I0.7 点动按钮

I1.0 停止按钮

I1.1 刀伺服电机报警：如果伺服驱动器有报警的话，会给PLC一次个报警信号，立即停车。

I1.2 膜伺服电机报警：同上。

I1.3 推料伺服电机报警：同上。

I1.4 防护罩保护开关：当防护罩打开的时候，设备会报警，立即停车。

I1.5 左微动开关

I1.6 右微动开关

I1.7 中微动开关：以上三个微动开关，都是在自动接膜过程中使用。

Q0.0 Q0.1 Q0.3是三路高速脉冲输出，用于控制伺服电机的运行速度。

Q0.4 指示灯：该点控制一个中间继电器，分别用常开点与常闭点控制启动指示灯与停止指示灯。

Q0.5 指示灯：直接接近报警指示灯与蜂鸣器。

Q0.6 打码信号：用于给打码机提供打码位置信号。

Q0.7 吹气信号

Q1.2变频器启动信号

Q1.3 熨烫吸合控制

Q1.5 左刀电磁阀

Q1.6 右刀电磁阀

Q1.7 接膜电磁阀：三个电磁阀都是在自动接膜过程中控制气缸。

软件设计上主要分为以下三部分：

，频率计算：根据客户的要包装要求，将数据通过SMART LINE输入到PLC，通过复杂的数学运算，计算出每个工位下电机的运行频率。

第二，脉冲输出：通过向导，配置三个轴，调用向导配置后产生的子程序，来实现对三个电机的控制。

第三，自由口通讯：S7-200 SMART的485串口，设为自由口通讯，与宇电的温控模块进行数据交换。

6应用体会
S7-200 SMART较S7-200来说多了一路脉冲输出。当机器需要三轴时，S7-200只能通过两个PLC的通讯来实现。由于通讯的延时，所以很容易造成追踪效果不理想。而S7-200 SMART有效的解决了这个问题。尤其是S7-200 SMART程序的下载和与触摸屏的通讯都是通过网口通讯，大大的加快了通讯与下载程序的速度。

数控系统有两种，一种是西门子840C系统，该系统是西门子公司在九十年代初推出的系统，功能强大，使用灵活，直流驱动及电机可不更换。另一种选择即选用西门子840D系统，该系统是西门子公司九十年代中期推出的一款纯数字的数控系统，因为与之匹配的驱动及电机也都是数字的，所以驱动及电机也必须更换。考虑到西门子840D系统是数控系统的发展方向，有很大发展潜力，因此公司选用西门子840D系统。

◆驱动电机及PLC选择

公司选择的驱动是西门子611D数字驱动，以保证其良好的驱动特性。进给电机选用1FT6系列，主轴选用1PH7系列，PLC选用西门子S7-300系列。

软硬件构成及特点

◆SINUMERIK 840D

西门子90年代后期产品，模块化结构；配有OP01212.1寸液晶彩色显示屏；PCU50，PII333，WindowsNT界面，图形显示，动态模拟，CNC程序网络传输接口，USB接口；NCU572.3四轴联动，AMD K6-2, 0.5M RAM, 系统软件；西门子标准机床控制面板；PLC采用内置式S7-300, 315-2DP, 96K RAM；可扩展I/O模块，数字或模拟量，多功能模块，导轨安装，模块结构，体积小。

◆1FT6全数字交流伺服电机

西门子90年代后期产品，专门用于高精度和高动态特性场合，如数控机床：高动态特性；IP65防护等级（风扇IP54），自带风扇，内装编码器和PTC。体积小；鼠笼式电机，无炭刷和换向器，免维护。

◆611D伺服系统

西门子90年代后期产品，与西门子数字电机配套使用，模块化结构，配置灵活，功能先进强大，分单轴和双轴型，由功率电源模块和插入单元模块组成，便于使用和维护。

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