6ES7321-1BH50-0AA0型号规格

6ES7321-1BH50-0AA0型号规格

1 引言 

磨床属于金属工件表面精密加工机床。磨床基本原理是用砂轮或油石（刃具）对零件表面做浅深度微量切削加工。磨削时的切削深度很小，在一次行程中所能切除的金属层很薄。磨具旋转为主运动，工件或磨具的移动为进给运动。磨床加工精度高、表面粗糙度Ra值小。磨削加工可以获得较高的加工精度和很小的表面粗糙度值。磨削不但可以加工软材料，如未淬火钢、铸铁和有色金属等，而且还可以加工淬火钢及其他不能加工的硬质材料如陶瓷与硬质合金等。
  　　数控磨沟机属于磨床的一种，主要用于磨制丝锥钻头等硬质合金工具排屑槽，属于比较冷僻的专用机械加工设备，用量不大，生产厂家也比较少，以进口设备为主。由于数控磨沟机对控制系统的要求较高，难度也比较大，本项目研发几乎用到了艾默生CT EC20H型高速运动控制专用PLC的全部重要功能。                       
2 数控磨沟机概念设计
2.1 系统需求分析
（1）工件进给分度控制。当加工工件进给时，分度轴旋转分度主要有两个工艺要求，一是在加工过程中不允许改变分度方向，只能单向旋转用以机械设备的反线误差；二是分度加工时对沟槽加工的顺序有特殊要求，而且刃数为偶数或奇数还有所不同。

偶数以一个8个刃数的铣为例，每个沟槽的加工顺序是1，5，2，6，3，7，4，8。即第一刃加工完成后，第一刃的起点与下一刃起点角度差为A，下一刃加工完成后这一刃的起点与后一刃的起点角度差为B，以此类推直到加工到最后一刃完成，如图2所示。

奇数以一个5个刃数的铣为例，每个沟槽的加工顺序是1，3，5，2，4，如图3所示。
（2）砂轮渐增量进给控制。工件在加工过程中，沟槽深度是逐渐变浅的一个过程。渐增量是指工件送进100mm时，砂轮提升的高度，如图4所示。

（3）砂轮修整补偿控制。砂轮修整是因加工工艺的需求，而将砂轮的横截面修整成所需要的形状，常用砂轮载面形状，有两直线一圆弧，一直线两圆弧，三圆弧，如图5所示。

2.2   系统功能设计
（1）产品加工功能：送料轴用于控制产品的进给，旋转轴通过直线插补功能，实现与送料轴的同步旋转，用以生产出固定螺距和导程角的产品，砂轮进给轴通过电子齿轮功能，实现与进料轴固定比例的提升。
（2）修整砂轮功能：为了提高产品质量，不同的用户会将砂轮修整成不同的截面形状，该功能通过Y轴与Z轴的直线或圆弧插补实现该功能。
2.3 系统概念设计
按自动化程度可分为三种机电组合自动化方案。
（1）纯液压控制型：PLC仅提供逻辑控制，产品的制作和砂轮的修整完全靠液压和机械进行。
（2）普通PLC+液压控制：PLC控制一个旋转轴(A轴)实现工件的分度功能，工件的进给和磨削等功能靠液压及机械完成。
（3）NC（数控加工中心）系统：例如采用三菱的NC E60系统，控制三个轴(X+Y+A)实现产品的制作，主要实现了工件的进给和工件分度功能，砂轮的修整完全靠液压系统完成，是目前自动化程度较高的解决方案之一。
3 艾默生CT EC20H解决方案
3.1 原理设计
本项目应用艾默生CT EC20H型高速运动控制专用PLC实现X+Y+Z+A轴全轴伺服控制，实现的功能高于数控加工中心。项目增加了砂轮的修整和砂轮磨损补偿功能，也是该项目中难度最大的部分。基于艾默生CT EC20H型PLC解决方案的系统原理如图6所示。

3.2电控系统设计
电控系统配置如图7所示：触摸屏HMI用于参数设定、设备状态显示等功能。伺服用于工作进给轴、旋转轴、砂轮进给轴、磨头轴的控制。永磁无刷电机用于控制磨头的转动。普通电机用于控制砂轮的转动。

3.3EC20H伺服控制设计
（1）各轴的单独控制：实现X、Y、Z、A各轴的手动控制功能，可以让用户单独控制各轴的运行。主要是用于对，手动调试等功能，使用DRVI指令实现该功能。
（2）插补功能：X轴与A轴：线性插补，用于实现产品的螺距和导程角度；螺距和导程角度是加工产品的两个重要技术参数，通过X轴与A轴的线性插补实现该功能。X轴以一定的速度前进，A轴通过涡轮涡杆实现工件的旋转，以一定的角速度旋转，这样就可实现工件按所设定的螺距和导程角度进行运行。
通过LIN指令实现该功能。
（3）X轴与Y轴：电子齿轮，用于实现磨沟深度的递减，在磨削过程中，磨沟深度是与进料长度成线性递减的；通过GEARBOX指令实现该功能。
（4）Y轴与Z轴：线性及圆弧插补，根据用户的要求，可以实现修整出不同截面形状
的砂轮；首先通过AUTO导入该截面形状，然后将对应的坐标用D元件替代，以便用户可以通过触摸屏进行设定。主要用到LIN和CCW指令。
（5）原点回归：该设备在初始上电时，要进行圆点回归，以实现设备开始运行时都会在一个同样的初始状态。同时，所有的坐标归零。使用DSZR指令实现该功能。

4 结束语
目前该项目的主要功能已经实现，和数控加工中心相比，增加了砂轮载形修整功能，显现出EC20H运行控制型PLC所具有的优异的技术特点。对于需要多轴插补功能的应用场合，基于艾默生CT PLC的机电一体化系统集成产品将表现出强大的技术优势

  惠州（HZ）21是4-桩结构的海上石油钻探平台，位于中国南海的115米水下。惠州 21具有浮动式储油装置(FPSO)，从位于香港东南部160公里处的惠州油田16/ 08区中的六个水下油田之一开采。自从1984年第一口油井完成之后，HZ 21从1990年开始生产作业，使其成为第一个开采惠州油田的作业平台。
  HZ 21石油钻探平台归CACT经营集团所有。CACT经营集团是一个勘探和开发中国珠江三角洲炭氢化合物储存资源的国际性公司联盟。CACT经营集团的成员加盟公司有中国海洋石油有限公司、阿吉普中国公司、美国伽夫隆石油公司以及德士古中国公司。CACT经营集团是中国大的海洋石油开采合作伙伴，日产量可达100,0000桶。 
 
挑战:
  作为惠州油田中最早的开采平台，HZ 21至今仍未在后来建设的平台上采用控制技术。尤其是紧急关闭系统(ESD)，紧急关闭系统可以在发生设备危害或者人身伤害的情况下对所有的机械设备或者系统采取保护措施。石油生产系统常常为异常关闭所困扰，系统每次关闭都会导致严重的石油生产中断。
ESD最初的控制结构体系包括一个连接到两个第三方的网络以及遗留下来的可编程逻辑控制（PLC），用作“工作”和“备用”功能。然而，系统的设置却为每次更换控制器时所发生的问题所困扰。

  大约每月一次，在更换控制器时总会发生无法解释的通信错误，并且会导致平台上的设备异常关闭。每次在系统关闭而工作查找问题原因和试图进行纠正时，都要耽误一到两个小时的时间。更糟糕的是，每次并不能明确找出问题的原因，因此根本无法预测系统异常关闭发生的频率。

  由于石油市场对不断变化的经济环境极其敏感，因而，如果要达到最佳生产状况，必须尽可能降低运营成本和停工时间。目前HZ 21 所面临的挑战就是安装一套可靠并且易于操作和维护的ESD控制系统，以停工时间。 
解决方案：
  在2001年2月，CACT对罗克韦尔自动化ESD控制系统项目进行了决标。中标者的选择是基于公司在其他CACT石油开采平台中使用Allen-Bradley PLC-5的工作经验以及其公认的可靠性。解决方案就是开发出一套完全集成的控制系统，系统必须具有冗余的处理器和媒体网络，采用PLC-5和第三方报警设备。
罗克韦尔自动化全球制造解决方案集团提供了整体系统设计方案和正在进行的工程支持。在方案设计的早期，已经花了大量的时间来确保解决方案能够符合开采平台的要求并且减少设备的停工时间。系统集成（包括PLC重新编码）由石油工业设备供应商Petrotec来完成。所有的硬件都安装在现有的控制面板上，以节省空间。

  系统升级项目于2001年5月开始。ESD控制系统所选择的配置是基于控制网的“热备份”，安装了一对PLC-5/40C处理器。安装热备份元件就意味着两个PLC应该具有相同的配置，一个用作工作的主控制器，另一个作为处于“模式”的副控制器。两个处理器都连接到相同的输出端，并且读取相同的现场输入信息。如果主PLC控制出现任何问题，副PLC就会立即接替过来，而且生产作业不会中断。

  高级应用工程师Alex Ng 在罗克韦尔自动化香港公司说：“我们提出的控制解决方案可以确保系统不会因为任何故障而中断。这样就可以在PLC发生故障的情况下保证石油开采平台持续运行，而不需要停止生产作业。”为了实现人机界面功能，专门安装了两台罗克韦尔软件RSView32 SA 工作站，以监控热备份PLC的工作状态。此外，在开采平台21和附近的开采平台26之间还安装了控制网“同轴电缆到光纤”中继器模块。这样，将来就可以在开采平台26上实现多项功能，如远程数据监测、报警控制以及数据记录等等。 

成果：
 2002年4月成功安装了ESD系统。尽管新的系统仅仅运行了很短一段时间，在升级ESD控制器时尚未发生过故障。最重要的是，系统没有发生过异常关闭，因而没有造成由于停工而引起的惨重损失。维护工作的减少已经使每月的生产时间增加了两个小时。最终，HZ 21 ESD控制系统升级每月可以为操作员节约US$80K。

  实践表明，在可靠性提高的同时，系统还具有易于维护的特性。而且，由于系统备件与油田中使用罗克韦尔自动化控制设备的其他CACT开采平台具有通用性，ESD系统将具有更加长远的益处。

 电梯控制系统主要由调速部分和逻辑控制部分构成。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要作用，目前，大多选用高性能的变频器，利用旋转编码器测量曳引电机转速，构成闭环矢量控制系统。通过对变频器参数的合理设置，不仅使电梯在运行超速和缺相等方面具备了保护功能，而且使电梯的起动、低速运行和停止更加平稳舒适。变频器自身的起动、停止和电机给定速度选择则都有逻辑控制部分完成，因此，逻辑控制部分是电梯运行的关键。

    V80系列 PLC 以其可靠性高、运算速度快、产品和电梯专用客制化服务等优点，已在多家电梯厂家中的电梯生产及改造中获得了应用。本文以一台 4 层 4 
站的别墅电梯控制系统为例，阐述了 V80 系列 PLC 在电梯控制系统的设计思想和实现方案。

二、电梯控制系统构成

电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及 PLC 单元构成，用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动，加减速，停止，运行方向，楼层显示，层站召唤，轿箱内操作，安全保护等指令信号进行管理和控制功能。

变频调速主回路由三相交流输入、变频调速驱动、曳引机和制动单元构成，变频器采用日本安川公司矢量控制电梯专用变频器616G5，其具有良好的低速运行特性，适合在电梯控制系统中应用。

    三相电源 R、S、T 经接线端子进入变频器为其主回路和控制回路供电，输出端 U、V、W 接电动机的快速绕组，外接制动单元减少了制动时间，加快制动过程。旋转编码器用来电梯的运行速度和运行方向，变频器将实际速度与变频器内部的给定速度相比较，从而调节变频器的输出频率及电压，使电梯的实际速度跟随变频器内部的给定速度，达到调节电梯速度的目的。变频器输入信号为：上、下行方向指令，零速、爬行、低速、高速、检修速度等各种速度编码指令，复位和使能信号。变频器输出信号为：（1）变频器准备就绪信号，在变频器运转正常时，通知控制系统变频器可以正常运行；（2）运行中信号，通知 PLC 变频器正在正常输出；（3）零速信号，当电梯运行速度为零时，此信号输出有效并通知 PLC 完成抱闸、停车等动作；（4）故障信号，变频器出现故障时，此信号输出有效并通知 PLC 作出响应，给变频器断电。

    输入输出单元为 PLC 的 I/O接口部分，主要由厅外呼叫、轿箱内选层、楼层及方向指示、开关门、井道内的上下平层、上下强迫换速开关、门锁、安全保护继电器、检修、消防、泊梯、称重等单元构成。输入单元为：
    （1）厅外呼叫单元，用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和，而且兼有无司机状态的“本层厅外开门”功能，全集选方式的呼梯信号为 2N-2 个（N 
为层站数），下集选方式的呼梯信号为 N 个；
    （2）轿箱内选层单元，负责对预选楼层指令的登记、和指示，呼梯信号数为电梯停站层数 
    （3）开关门按钮，输入 PLC 控制轿门的开闭（厅门也同时动作）；
   （4）上下平层装置，用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层，通常设置在轿顶，电梯轿箱上行接近预选层站时，上平层感应器限进入遮磁板，电梯仍继续慢速运行，当下平层感应器再进入遮磁板时，上行接触器线圈失电，制动器抱闸停车；
     （5）上下限强迫换速开关，用于保护电梯的高速运行安全，避免电梯出现冲顶或蹲底事故，当电梯到达上下端站时，装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板，信号输入PLC，PLC 发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置；
    （6）门锁装置（或轿门和厅门联锁保护装置），轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提；
    （7）安全回路，通常包括轿内急停开关、轿顶内急停开关、安全钳开关、限速器断绳开关、限速器超速开关、底坑急停开关、相序保护继电器、上下限极限开关等；
     （8）检修、消防和泊梯，检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式，检修运行为电梯检修时的慢速运行方式，消防运行有消防返回基站和消防员专用两种运行状态，泊梯状态，内选和外呼信号，自动返回泊梯层、关门并断电；
    （9）称重单元，用来检测轿厢负荷，判断电梯处于欠载、满载或超载状态，然后输出数字信号给 PLC，根据负载情况进行起动力矩补偿，使电梯运行平稳。

    输出单元为：（1）楼层及方向指示单元，包括电梯上下行方向指示灯、层楼指示灯以及报站钟等，目前的方向及层楼指示灯主要有七段码显示方式和点阵显示方式，本系统为七段码显示方式；（2）开关门单元，用于控制电梯的厅门和轿门的打开和关闭，在自动定向完成或电梯平稳停靠后，PLC 给出相关指令，由变频门机完成开关门动作。

    电梯控制系统原理图PLC 单元为电梯控制系统的核心部分，由 PLC 提供变频器的运行方向和速度指令，使变频器根据电梯需要的速度曲线调节运行方向和速度。通过 PLC 的合理编程，实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内外呼信号的登记与、顺向截梯及自动换向等集选控制功能。选用德维森科技（深圳）有限公司的 V80 系列，PLC 的输入输出点数可根据需要配置，并可根据用户的要求增加并联功能。以编制一台 4 层 4站的电梯为例，先根据控制要求计算所需要的 I/O 接口点数，其中输入点数为 32，输出点数为 24。选用 V80 系列 PLC 的一个 CPU 单元 M40DR 和一个扩展单元 E16DR 来完成电梯控制系统的逻辑控制。 

    电梯完成一个呼叫响应的步骤如下： 
    （1）电梯在检测到门厅或轿箱的召唤信号后将此楼层信号与轿箱所在楼层信号比较，通过选向模块进行运行选向。
    （2）电梯开始起动，通过变频器驱动电机拖动轿箱运动。轿箱运动速度由低速转变为中速再转变为高速，并以高速运行至目标层。
    （3）当电梯到目标层减速点后，电梯进入减速状态，由高速变为低速，并以低速运行至平层点停止。
    （4）平层后，经过一定延时开门，直至碰到开门到位行程开关；再经过一定延时后关门，直到安全触板开关动作

浔之漫智控技术（上海）有限公司经销/CO-TRUST科思创西门子PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 触摸屏，变频器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服数控备件：原装进口电机，电线，电缆，希望能跟您有更多的合作机会。我公司经营西门子全新原装PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 触摸屏，变频器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服数控备件：原装进口电机（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），国产电机（1LG0，1LE0）大型电机（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服电机（1PH，1PM，1FT，1FK，1FS）西门子保内全新原装产品‘质保一年。一年内因产品质量问题免费更换新产品；不收取任何费。欢迎致电咨询。