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西门子6ES72320HB220XA8
产品名称:

西门子6ES72320HB220XA8

更新时间:

2018-10-11

产品描述: 西门子6ES72320HB220XA8
6ES7232-0HB22-0XA8
SIMATIC S7-200 CN 模拟输出 EM 232,仅用于 S7-22X CPU, 2 模拟输出,+/-10V DC, 12 位转换器 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE 认证

湖南嘉普云自动化设备有限公司

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现代化的生产需要以较低的成本输出更大的生产率,西门子的新一代高性能驱动产品SINAMIC S S120变频器可以帮助企业实现目标。它易于组态,有助于缩短项目完工时间;出色的动态响应和精度允许大生产率的更高循环速率。同时,S120是集V/F控制、 矢量控制、伺服控制为一体的多轴驱动器,具有模块化的设计。所有 SINAMICS S120 部件(包括电机和编码器)均通过一个被称为 DRIVE-CLiQ 的串行连接接口进行相互连接。采用标准化电缆和连接器,降低了不同部件的种类,并削减了库存成本。与其他同类产品相比,S120变频器具有如下优势:
      ? 采用新一代的传动技术,功能更强大,更高效节能;
      ? 结构紧凑,大大减小了电柜数量,减少了成本;
      ? 标准化设计,模块化设计,更易于替换和维护;
      ? 计算机辅助设计并优化的的柜内散热布置;
      ? 同级产品小噪音,低发热量,降低空调设计投入;
      ? 传动精度高、响应速度快,保证纸幅平稳运行。

传动系统图

 

控制系统

纸机控制系统采用基于SIMATIC S7-400 PLC的PCS 7过程控制系统,配以具有极高的处理速度、强大的通讯性能和的CPU资源裕量的SIMATIC S7-400作为中央控制单元。利用PROFIBUS-DP现场总线协议通信格式实现PLC与变频器的通信功能,提高系统抗干扰的能力并减少接线;采用稳定可靠、带有PROFIBUS-DP接口的OP277操作屏进行现场操作,可以直接接入DP网络中。

系统配置图

 

SIPAPER传动解决方案

为满足造纸行业对于可用性高、能源效率高、操作和维护简便以及投资安全保障的要求,西门子为客户量身定制了SIPAPER传动解决方案。它采用了针对系统摄动优化的能源效率系统设计,减少不必要的能源消耗。在纸机高速运转时需要避免纸张断裂,SIPAPER方案通过优化级联控制和加速受控的起动技术,可以有效减少断纸的发生,提高产能。由于采用统一的传动系统、电源和处理电路技术,有助于减少生产关停情况。

SIPAPER传动系统解决方案是基于模块化和服务友好的图形用户界面软件架构。它能与西门子的其他自动化解决方案——SIPAPER CIS DCS(分布式控制系统)、SIPAPER CIS的QCS(质量控制系统)和SIPAPER CIS电源系统(能源供应),实现*融合。所有驱动器的功能都具有可扩展性,为日后的修改和扩展提供便捷。具有强大的在线帮助功能,为工程系统、操作和监控系统提供有力的支持。SIPAPER传动解决方案软件标准,包括设定值级联、负荷分配调节器、纸幅自动接头、端部张紧、波动很小。西门子6ES72320HB220XA8

项目总结

作为制浆与造纸业解决方案、系统、产品和服务的全球提供商,西门子通过全面优化的产品组合及符合成本效益的解决方案,为造纸业客户带来成功。独有的全集成自动化理念,使得西门子能为客户提供造纸厂生产全周期的解决方案。西门子制浆造纸部中国团队基于对客户的深入沟通和了解,为其提供定制化的产品和服务,为客户提高产能、降低能耗和维护成本提供了强大的支持。对于客户棘手的维护难问题,西门子提供了故障及时响应服务,并提供备件共享,在*时间提供故障分析报告,尽大努力缩短延误工期。正是基于先进技术理念和对本地化服务的重视,西门子与客户建立了良好的长期合作关系。

S7--200提供了三种方式的开环运动控制:
? 脉宽调制(PWM)--内置于S7--200,用于速度、位置或占空比控制。
? 脉冲串输出(PTO)--内置于S7--200,用于速度和位置控制。
? EM253位控模块--用于速度和位置控制的附加模块。

S7—200的内置脉冲串输出提供了两个数字输出通道(Q0.0和Q0.1),该数字输出可以通过位控向导组态为PWM或PTO的输出。

当组态一个输出为PTO操作时,生成一个50%占空比脉冲串用于步进电机或伺服电机的速度和位置的开环控制。内置PTO功能仅提供了脉冲串输出。您的应用程序必须通过PLC内置I/O或扩展模块提供方向和限位控制。

PTO按照给定的脉冲个数和周期输出一串方波(占空比50%),如图1。PTO可以产生单段脉冲串或者多段脉冲串(使用脉冲包络)。可以脉冲数和周期(以微秒或毫秒为增加量):
? 脉冲个数: 1到4,294,967,295
? 周期: 10μs(100K)到65535μs或者2ms到65535ms。


图1

200系列的PLC的大脉冲输出频率除 CPU224XP 以外均为20kHz。CPU224XP可达100kHz。如表1所示:


表1


2 MAP库的应用

2.1 MAP库的基本描述
现在,200系列 PLC 本体 PTO 提供了应用库MAP SERV Q0.0 和 MAP SERV Q0.1,分别用于 Q0.0 和 Q0.1 的脉冲串输出。如图2所示:


图2

注: 这两个库可同时应用于同一项目。

各个块的功能如表2所示:

功能
Q0_x_CTRL参数定义和控制
Q0_x_MoveRelative执行一次相对位移运动
Q0_x_MoveAbsolute执行一次位移运动
Q0_x_MoveVelocity按预设的速度运动
Q0_x_Home寻找参考点位置
Q0_x_Stop停止运动
Q0_x_LoadPos重新装载当前位置
Scale_EU_Pulse将距离值转化为脉冲数
Scale_Pulse_EU将脉冲数转化为距离值

表2

总体描述
该功能块可驱动线性轴。
为了很好的应用该库,需要在运动轨迹上添加三个限位开关,如图3:
? 一个参考点接近开关(home),用于定义位置 C_Pos 的零点。
? 两个边界限位开关,一个是正向限位开关(Fwd_Limit),一个是反向限位开关(Rev_Limit)。
? 位置? C_Pos 的计数值格式为 DINT ,所以其计数范围为(-2.147.483.648 to +2.147.483.647). ?
? 如果一个限位开关被运动物件触碰,则该运动物件会减速停止,因此,限位开关的安置位置应当留出足够的裕量?ΔSmin 以避免物件滑出轨道尽头。


图3

2.2 输入输出点定义
应用MAP库时,一些输入输出点的功能被预先定义,如表3所示:

名称MAP SERV Q0.0MAP SERV Q0.1
脉冲输出Q0.0Q0.1
方向输出Q0.2Q0.3
参考点输入I0.0I0.1
所用的高速计数器HC0HC3
高速计数器预置值SMD 42SMD 142
手动速度SMD 172SMD 182

表3

2.3 MAP库的背景数据块
为了可以使用该库,必须为该库分配 68 BYTE(每个库)的全局变量,如图4所示:


图4

下表是使用该库时所用到的重要的一些变量(以相对地址表示),如表4:

符号名相对地址注释
Disable_Auto_Stop+V0.0默认值=0意味着当运动物件已经到达预设地点时,即使尚未减速到Velocity_SS,依然停止运动; =1时则减速至Velocity_SS时才停止
Dir_Active_Low+V0.1方向定义,默认值 0 = 方向输出为1时表示正向。
Final_Dir+V0.2寻找参考点过程中的后方向
Tune_Factor +VD1调整因子(默认值=0
Ramp_Time +VD5Ramp time = accel_dec_time(加减速时间)
Max_Speed_DI+VD9大输出频率 = Velocity_Max
SS_Speed_DI+VD13小输出频率 = Velocity_SS
Homing_State+VB18寻找参考点过程的状态
Homing_Slow_Spd+VD19寻找参考点时的低速(默认值 = Velocity_SS)
Homing_Fast_Spd+VD23寻找参考点时的高速(默认值 = Velocity_Max/2)
Fwd_Limit+V27.1正向限位开关
Rev_Limit+V27.2反向限位开关
Homing_Active+V27.3寻找参考点激活
C_Dir+V27.4当前方向
Homing_Limit_Chk+V27.5限位开关标志
Dec_Stop_Flag+V27.6开始减速
PTO0_LDPOS_Error+VB28使用Q0_x_LoadPos时的故障信息(16#00 = 无故障, 16#FF = 故障)
Target_Location+VD29目标位置
Deceleration_factor+VD33减速因子 =(Velocity_SS – Velocity_Max) /
accel_dec_time (格式: REAL)
SS_Speed_real+VD37小速度 = Velocity_SS (格式: REAL)
Est_Stopping_Dist+VD41计算出的减速距离 (格式: DINT)

表4

2.4 功能块介绍
下面逐一介绍该库中所应用到的程序块。这些程序块全部基于PLC-200 的内置PTO输出,完成运动控制的功能。此外,脉冲数将通过的高速计数器 HSC 计量。通过 HSC 中断计算并触发减速的起始点。

2.4.1 Q0_x_CTRL
该块用于传递全局参数,每个扫描周期都需要被调用。功能块如图5,功能描述见表5。


图5

参数类型格式单位意义
Velocity_SSINDINTPulse/sec.启动/停止频率,必须是大于零的数
Velocity_MaxINDINTPulse/sec.大频率
accel_dec_timeINREALsec.大加减速时间
Fwd_LimitINBOOL 正向限位开关
Rev_LimitINBOOL 反向限位开关
C_PosOUTDINTPulse当前位置

表5

Velocity_SS 是小脉冲频率,是加速过程的起点和减速过程的终点。
Velocity_Max 是大小脉冲频率,受限于电机大频率和PLC的大输出频率。
在程序中若输入超出(Velocity_SS,Velocity_Max)范围的脉冲频率,将会被Velocity_SS 或 Velocity_Max 所取代。
accel_dec_time 是由 Velocity_SS 加速到 Velocity_Max 所用的时间(或由Velocity_Max 减速到 Velocity_SS 所用的时间,两者相等),范围被规定为 0.02 ~ 32.0 秒,但好不要小于0.5秒。

警告:超出 accel_dec_time 范围的值还是可以被写入块中,但是会导致定位过程出错!

2.4.2 Scale_EU_Pulse
该块用于将一个位置量转化为一个脉冲量,因此它可用于将一段位移转化为脉冲数,或将一个速度转化为脉冲频率。功能块如图6,功能描述见表6。


图6

参数类型格式单位意义
InputINREALmm or mm/s欲转换的位移或速度
PulsesINDINTPulse /revol.电机转一圈所需要的脉冲数
E_UnitsINREALmm /revol.电机转一圈所产生的位移
OutputOUTDINTPulse or pulse/s转换后的脉冲数或脉冲频率

表6

下面是该功能块的计算公式:

2.4.3 Scale_ Pulse_EU
该块用于将一个脉冲量转化为一个位置量,因此它可用于将一段脉冲数转化为位移,或将一个脉冲频率转化为速度。功能块如图7,功能描述见表7。


图7

参数类型格式单位意义
InputINREALPulse or pulse/s欲转换的脉冲数或脉冲频率
PulsesINDINTPulse /revol.电机转一圈所需要的脉冲数
E_UnitsINREALmm /revol.电机转一圈所产生的位移
OutputOUTDINTmm or mm/s转换后的位移或速度

表7

下面是该功能块的计算公式:

2.4.4 Q0_x_Home
功能块如图8,功能描述见表8。


图8

参数类型格式单位意义
EXECUTEINBOOL 寻找参考点的执行位
PositionINDINTPulse参考点的位移
Start_DirINBOOL 寻找参考点的起始方向
0=反向,1=正向)
DoneOUTBOOL 完成位(1=完成)
ErrorOUTBOOL 故障位(1=故障)

表8

该功能块用于寻找参考点,在寻找过程的起始,电机首先以 Start_Dir 的方向,Homing_Fast_Spd 的速度开始寻找;在碰到limit switch (“Fwd_Limit” or “Rev_Limit”)后,减速至停止,然后开始相反方向的寻找;当碰到参考点开关(input I0.0; with
Q0_1_Home: I0.1)的上升沿时,开始减速到 “Homing_Slow_Spd”。如果此时的方向与 “Final_Dir” 相同,则在碰到参考点开关下降沿时停止运动,并且将计数器HC0的计数值设为 “Position” 中所定义的值。

如果当前方向与 “Final_Dir” 不同,则必然要改变运动方向,这样就可以保证参考点始终在参考点开关的同一侧(具体是那一侧取决于 “Final_Dir”)。

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