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PLC控制系统在封边机系统中的应用
关键词: PLC控制 PLC控制箱 封边机
摘要:科威针对封边机行业推出HP-14M16R-2TC专用PLC和全新的编码器方案,在充分利用I/O点数,优化内部指令算法,以及大大提高精度减少故障率的同时也省去冗余传感器的成本,内部自带控温通道比传统的控温模块通过通讯连接反应更迅速,温度采集更实时,也省去温控模块的成本。
一、设备概述
目前木质家具产品种类繁多,材料消耗量大,工艺要求也较高,为了满足市场需求,科威公司推出了一款专门针对全自动封边机这一机型的专用PLC和一套全新的系统控制方案。无需冗余传感器、温控表跟模块,节约成本的同时也大大提高效率,并且在控制精度上要优于传统的全自动封边机方案。以最佳的性价比给客户更好的控制方案。
二、系统配置
三、控制系统
目前市场上常用方案与科威专用PLC全新方案
(一)市场常用方案
市场常用全自动封边机方案采用7寸触摸屏、主机用40点通用PLC、温度采集采用温度模块或一块温控表(板材预热无法精度温度)、气缸配合传感器采用延时控制动作。
(二)科威专用PLC方案
科威PLC针对全自动封边机开发出专用PLC与方案,人机界面采用科威触摸屏HK-B070AX、主机采用科威PLC HP-14M16R-2TC、采用编码器取代冗余传感器,气缸配合编码器可精确动作。
对比两个方案,科威PLC主机自带两路温度输入,减少了温度模块的成本,并且可实现胶锅加热与板材预热分别控制的功能,内部优化指令结合编码器方案大大提高精度,并且节约冗余传感器成本。
四、功能介绍
(一)界面介绍
操作系统支持多语言模式,操作界面主要包括“主控界面”“显示界面”“参数设定”“调试界面”,操作工人只需操控“主控界面”即可,方便简洁;亦可通过显示 界面观测一些指标;“参数设定”及“调试界面”仅供工程人员调试使用,可直接通过触摸屏调试参数,调试便捷。
(二)功能介绍
本机支持三种段速运行模式,具体速度可设定;满足大部分机型的功能,包括预铣、送带封边、前齐后齐、粗修精修、刮边;可控制两路加热:胶锅加热与板材预热,两路均可达精确控温效果;支持低温报警等与实时状态监控,确保设备运行安全稳定。
五、总结
科威推出自带两路控温的专用型PLC,针对封边机行业,合理安排充分利用I/O点数,优化内部指令算法,推出全新的编码器方案,大大提高精度减少故障率的同时也省去冗余传感器的成本,内部自带控温通道比传统的控温模块通过通讯连接反应更迅速,温度采集更实时,也省去温控模块的成本。
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PLC控制变频器的各种方法
关键词: PLC控制柜,PLC控制箱 变频器
摘要:
本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC控制变频器的方法:它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块 RS-485通讯模块; 在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”,编写4条极其简单的PLC梯形图 指令,即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制,通讯距离可达50m或500m。这种方法非常简 捷便利,极易掌握。本文以三菱产品为范例,将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍 。
1、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置
1.1 系统硬件组成
FX2N系列PLC(产品版本V 3.00以上)1台(软件采用FX-PCS/WIN-C V 3.00版);
FX2N-485-BD通讯模板1块(最长通讯距离50m);
或FX0N-485ADP通讯模块1块+FX2N-CNV-BD板1块(最长通讯距离500m);
FX2N-ROM-E1功能扩展存储盒1块(安装在PLC本体内);
带RS485通讯口的三菱变频器8台(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等,可以相互 混用,总数量不超过8台;三菱所有系列变频器的通讯参数编号、命令代码和数据代码相同。);
RJ45电缆(5芯带屏蔽);
终端阻抗器(终端电阻)100Ω;
选件:人机界面(如F930GOT等小型触摸屏)1台。
1.2 硬件安装方法
(1) 用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接;另一头则按图1~图3的方法连接FX2N-485-BD通讯模 板,未使用的2个P5S端头不接。
(2) 揭开PLC主机左边的面板盖, 将FX2N-485-BD通讯模板和FX2N-ROM-E1功能扩展存储器安装后盖上面板。
(3) 将RJ45电缆分别连接变频器的PU口,网络末端变频器的接受信号端RDA、RDB之间连接一只100Ω终端电阻,以 消除由于信号传送速度、传递距离等原因,有可能受到反射的影响而造成的通讯障碍。
1.3 变频器通讯参数设置
为了正确地建立通讯,必须在变频器设置与通讯有关的参数如“站号”、“通讯速率”、“停止位长/字长”、“ 奇偶校验”等等。变频器内的Pr.117~Pr.124参数用于设置通讯参数。参数设定采用操作面板或变频器设置软件FR -SW1-SETUP-WE在PU口进行。
1.4 变频器设定项目和指令代码举例
1.5 变频器数据代码表举例
1.6 PLC编程方法及示例
(1) 通讯方式
PLC与变频器之间采用主从方式进行通讯,PLC为主机,变频器为从机。1个网络中只有一台主机,主机通过站号区 分不同的从机。它们采用半双工双向通讯,从机只有在收到主机的读写命令后才发送数据。
(2) 变频器控制的PLC指令规格
(3) 变频器运行监视的PLC语句表程序示例及注释
LD M8000 运行监视;
EXTR K10 K0 H6F D0 EXTR K10:运行监视指令;
K0:站号0;
H6F:频率代码;
D0:PLC读取地址(数据寄存器)。
指令解释:PLC一直监视站号为0的变频器的转速(频率)。
(4) 变频器运行控制的PLC语句表程序示例及注释
LD X0 运行指令由X0输入;
SET M0 置位M0辅助继电器;
LD M0 EXTR K11 K0 HFA H02 EXTR K11:运行控制指令; K0:站号0;HFA:运行指令H02:正转指令。
AND M8029 指令执行结束;
RST M0 复位M0辅助继电器。
指令解释:PLC向站号为0的变频器发出正转指令。
(5) 变频器参数读取的PLC语句表程序示例及注释
LD X3 参数读取指令由X3输入;
SET M2 置位M2辅助继电器;
LD M2 EXTR K12 K3 K2 D2 EXTR K10:变频器参数读取指令; K3:站号3;K2:参数2-下限频率; D2:PLC读取地 址(数据寄存器)。
OR RST M2 复位M2辅助继电器。
指令解释:PLC一直读取站号3的变频器的2号参数-下限频率。
(6) 变频器参数写入的PLC语句表程序示例及注释
LD X1 参数变更指令由X3输入;
SET M1 置位M1辅助继电器
LD M1 EXTR K13 K3 K7 K10 EXTR K13:变频器参数写入指令;K3:站号3;K7:参数7-加速时间;K10:写入的数 值。
EXTR K13 K3 K8 K10 EXTR K13:变频器参数写入指令;K3:站号3;K8:参数8-减速时间;K10:写入的数值。
AND M8029 指令执行结束;
RST M1 复位M1辅助继电器。
指令解释:PLC将站号3的变频器的7号参数-加速时间、8号参数-减速时间变更为10。
2、三菱PLC控制变频器的各种方法综合评述与对比
2.1 PLC的开关量信号控制变频器
PLC(MR型或MT型)的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、输入端SG等 端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位; 也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不 同组合实现多段速度运行。但是,因为它是采用开关量来实施控制的,其调速曲线不是一条连续平滑的曲线,也无 法实现精细的速度调节。这种开关量控制方法,其调速精度无法与采用扩展存储器通讯控制的相比。
2.2 PLC的模拟量信号控制变频器
硬件:FX1N型、FX2N型PLC主机,配置1路简易型的FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板; 或模拟量输入输出混合模块 FX0N-3A; 或两路输出的FX2N-2DA; 或四路输出的FX2N-4DA模块等。
优点: PLC程序编制简单方便,调速曲线平滑连续、工作稳定。
缺点: 在大规模生产线中,控制电缆较长,尤其是DA模块采用电压信号输出时,线路有较大的电压降,影响了系 统的稳定性和可靠性。另外,从经济角度考虑,如控制8台变频器,需要2块FX2N-4DA模块,其造价是采用扩展存储 器通讯控制的5~7倍。
2.3 PLC采用RS-485无协议通讯方法控制变频器
这是使用得最为普遍的一种方法,PLC采用RS串行通讯指令编程。
优点:硬件简单、造价最低,可控制32台变频器。
缺点:编程工作量较大。从本文的第二章可知:采用扩展存储器通讯控制的编程极其简单,从事过PLC编程的技术 人员只要知道怎样查表,仅仅数小时即可掌握,增加的硬件费用也很低。这种方法编程的轻松程度,是采用RS-485 无协议通讯控制变频器的方法所无法相比的。
2.4 PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器
三菱新型F700系列变频器使用RS-485端子利用Modbus-RTU协议与PLC进行通讯。
优点: Modbus通讯方式的PLC编程比RS-485无协议方式要简单便捷。
缺点: PLC编程工作量仍然较大。
2.5 PLC采用现场总线方式控制变频器
三菱变频器可内置各种类型的通讯选件,如用于CC-Link现场总线的FR-A5NC选件; 用于Profibus DP现场总线的 FR-A5AP(A)选件; 用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选件等等。三菱FX系列PLC有对应的通讯接口模块与之对接。
优点: 速度快、距离远、效率高、工作稳定、编程简单、可连接变频器数量多。
缺点: 造价较高,远远高于采用扩展存储器通讯控制的造价。
综上所述,PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的方法确有造价低廉、易学易用、性能可靠的优势; 若配置人机界 面,变频器参数设定和监控将变得更加便利。
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PLC控制柜简而言之就是用PLC作为主控制元件的电气控制柜。
在此主要介绍一下PLC这个元器件。
PLC即可编程控制器,是针对工业自动化控制领域开发设计的、适用于工业现场工作的、以现代微处理技术为核心的控制器。PLC的控制功能可以根据使用者所编辑的软件的不同而不同,且可实现多种功能。
从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
CPU的构成
CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
可编程控制器作为一种通用的自动控制装置。它在控制系统中具有一些独特的优点。
1、可靠性高:PLC平均无故障时间可达几十万小时,也就是说一台PLC连续运行30多年不出故障。可靠性非常好。
2、具有丰富的I/O接口模块。PLC针对不同的工业现场信号,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接。另外为了提高操作性能,它还有多种人机对话的接口模块;为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块。
3、采用模块化结构。为了适应各种工业控制需要,除了单元式的小型PLC以为,绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件,包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计,有机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
4、对环境要求低:它对温度,湿度要求不高,抗震和抗冲击性能好,对电源电压要求也不高,还有很强的抗电磁干扰能力。因此可以用于输恶劣的环境中。
由于PLC强大功能和优点,使得PLC在我国的工业自动化中得到广泛的应用。
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PLC控制柜,PLC控制箱是可实现电机,开关的控制的电气柜(电气箱)。
PLC控制柜,控制箱具有过载、短路、缺相保护等保护功能。
它具有结构紧凑、工作稳定、功能齐全。可以根据实际控制规摸大小,进行组合,既可以实现单柜自动
控制,也可以实现多柜通过工业以太网或工业现场总线组成控制系统。
PLC控制柜能适应各种大小规模的工业自动化控制场合。 广泛应用在电力、冶金、化工、造纸、环保污水
处理等行业中。PLC控制柜的典型应用:PLC恒压供水、空压机、风机水泵、中央空调、港口机械、机床、锅
炉、造纸机械、食品机械,农场智能控制,磨粉机,湿磨机,粉碎机等等。
PLC控制柜一般包括以下五部分:
①空气开关,这个外接工作电源,作为整个柜体的电源控制部件。
②PLC,这个是主角,要根据工程需要配置。如果工程小可以直接就是一个一体化的PLC, 但如果工程比较大就需要各 类模块(如I/O,D/0即数字量输入输出,,A/I即模拟量输入输出等)和其它配件。
③电源,一般最少要有一个24VDC的开关电源,给PLC供电,驱动继电器等.为了系统电源的稳定,乐清新自电气科技公司一般用2个或以上的电源,再加上防浪涌元器件,做到电源这一块万无一失。必定电源是重中之重,电源出了问题,其它的都无从谈起了。
④继电器,一般PLC是可以直接将指令发到控制回路里,但主体控制回路要先由继电器中转。
⑤接线端子,这个肯定是每个柜子都必不可少的东西,根据信号数量可以配置。
PLC控制程序设计一般分为以下5个步骤:
1. 程序设计前的准备工作
2. 设计程序框图
3. 编写程序
4. 程序调试
5. 编写程序说明书
具体内容在后文里有介绍。
PLC控制柜使用条件
供电电源:DC直流24V,单相交流220v,(-10%,+15%),50HZ
防护等级:IP30
环境条件:环境温度在0℃-55℃,防止太阳光直接照射;空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。远离强
烈的震动源,防止震动频率为10-55HZ的频繁或连续震动。避免有腐蚀和易燃的气体。
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