化工儀器網(wǎng)
詳細(xì)介紹
西門子IPC347D工業(yè)計(jì)算機(jī) 西門子IPC347D工業(yè)計(jì)算機(jī)
我公司經(jīng)營(yíng)西門子*現(xiàn)貨PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：*電機(jī)（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），國(guó)產(chǎn)電機(jī)（1LG0，1LE0）大型電機(jī)（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服電機(jī)（1PH，1PM，1FT，1FK，1FS）西門子保內(nèi)*產(chǎn)品‘質(zhì)保一年。一年內(nèi)因產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題免費(fèi)更換新產(chǎn)品；不收取任何費(fèi)。咨詢。
追求，追求精確
要通過(guò)“嚴(yán)格”的檢驗(yàn)程序，以可編程控制器（PLC）產(chǎn)品為例，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中針對(duì)該類產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)節(jié)點(diǎn)就超過(guò)20個(gè)。視覺(jué)檢測(cè)是數(shù)字化工廠*的質(zhì)量檢測(cè)方法，相機(jī)會(huì)拍下產(chǎn)品的圖像與Teamcenter數(shù)據(jù)平臺(tái)中的正確圖像作比對(duì)，一點(diǎn)小小的瑕疵都逃不過(guò)SIMATIC IT品質(zhì)管理模塊的“眼睛”。對(duì)比傳統(tǒng)制造企業(yè)的人工抽檢，這顯然要可靠又快速得多。”
1. 項(xiàng)目基本信息
Basic Project Information
汽車總裝物流自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)中使用了西門子的CPU319F、ET200s、G120、Comfort Panel。升降機(jī)設(shè)備使用的變頻器是西門子G120：CU250S-2PN （6SL3246-0BA22-1FA0），PM240 45kw （6SL3224-0BE33-7UA0）
下圖為總裝廠內(nèi)飾線物流設(shè)備和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：
圖1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
2. 問(wèn)題描述
Problem description
用戶反映有以下幾個(gè)問(wèn)題：
問(wèn)題一：總裝廠內(nèi)飾4線的升降機(jī)有時(shí)會(huì)出帶車身下降無(wú)法快速減速的現(xiàn)象，升降機(jī)會(huì)快速下滑，類似于失速，目前通過(guò)降低升降機(jī)的速度可以暫時(shí)使用。
問(wèn)題二：升降機(jī)下到位停止時(shí)，車盤抖動(dòng)劇烈。
升降機(jī)的功能是將車身從二層下放到一層（圖2），升降機(jī)下降時(shí)，變頻器高輸出頻率運(yùn)行在50Hz，遇到減速開關(guān)時(shí)輸出頻率設(shè)為8Hz，遇到到位開關(guān)時(shí)，變頻器給停車命令，同時(shí)抱閘將電機(jī)抱死。
現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)：經(jīng)常出問(wèn)題的升降機(jī)在空車盤運(yùn)行時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)用戶描述的問(wèn)題一現(xiàn)象，下降到位停止時(shí)，車盤上下晃動(dòng)較大。當(dāng)車盤帶車身下降時(shí)，遇到減速開關(guān)不能快速減速到8Hz，車盤直接撞到硬限位開關(guān)，電機(jī)抱閘將電機(jī)抱死。在此過(guò)程中，變頻器不報(bào)警。
圖2 升降機(jī)設(shè)備
3. 問(wèn)題分析
Problem Analysis
問(wèn)題一：升降機(jī)不能快速減速，且變頻器不報(bào)錯(cuò)
1) 升降機(jī)下放重物，電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，變頻器應(yīng)禁用Vdmax控制器，啟用能耗制動(dòng)，利用變頻器集成的制動(dòng)單元和外部制動(dòng)電阻消耗能量。檢查變頻器接線，尤其是制動(dòng)電阻的接線是否正確。檢查變頻器參數(shù)設(shè)置P1240/P1280，是否禁用Vdmax控制器。檢查P219制動(dòng)功率設(shè)置是否正確。
2) 考慮制動(dòng)電阻的制動(dòng)功率是否合適。
3) 實(shí)際速度與設(shè)定速度不*時(shí)，變頻器默認(rèn)設(shè)置可以報(bào)A7903，且作為狀態(tài)字Bit8通過(guò)通訊報(bào)文返回給PLC。需檢查報(bào)警記錄，并檢查G120的Speed Message設(shè)置。
問(wèn)題二：升降機(jī)下放到位停止時(shí)抖動(dòng)
1) 考慮是否是變頻器控制性能問(wèn)題導(dǎo)致抖動(dòng)。需要測(cè)試變頻器從50Hz輸出減速到0Hz輸出（ON命令保持），觀察升降機(jī)的穩(wěn)定性。裝置是否動(dòng)態(tài)優(yōu)化。
2) 考慮抱閘邏輯及機(jī)械影響。需要測(cè)試在變頻器零速輸出時(shí)，先抱閘再給停車命令。
4. 問(wèn)題處理步驟
Problem Solving Steps
1）檢查變頻器接線和制動(dòng)電阻接線，正確。變頻器參數(shù)設(shè)置P1240=0、P1280=0，Vdmax控制器已經(jīng)禁用。
2）變頻器以50Hz設(shè)定值運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)行曲線見圖3。當(dāng)速度設(shè)定值（紅線）迅速下降時(shí)，編碼器反饋的速度實(shí)際值（黃線）緩慢下降，直到碰到硬限位開關(guān)，電機(jī)抱閘抱緊，實(shí)際速度才變?yōu)?。圖3中，設(shè)備在加速和減速轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的功率（淺藍(lán)線）大，但在減速過(guò)程中一直被限制在-13.75kw左右，且減速轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的輸出轉(zhuǎn)矩（深黃線）只有-90Nm左右。
圖3 閉環(huán)矢量控制 輸出頻率50Hz P1531=-13.75kw
采用矢量閉環(huán)控制方式時(shí)，其轉(zhuǎn)矩輸出除了受轉(zhuǎn)矩上下限影響以外，還受電流限制值和功率限制值影響（圖4）。檢查P1530和P1531（圖5），P1531=-13.75kw。因此可以判斷：在下降過(guò)程中，變頻器受功率限制值的影響，轉(zhuǎn)矩輸出被限制。
圖4 轉(zhuǎn)矩限制 圖5功率限制
3）用戶提到的在降低輸出頻率（40Hz）的情況下，不會(huì)出現(xiàn)速度減不下來(lái)的問(wèn)題。圖6為閉環(huán)矢量控制，設(shè)定頻率為40Hz，P1531=-13.75kw時(shí)的運(yùn)行曲線，功率（淺藍(lán)線）仍被限制在-13.75kw左右，當(dāng)設(shè)定速度（紅線）下降時(shí)，實(shí)際速度（黃線）其實(shí)并不能很好的跟隨減速，主要原因還是功率限制影響了轉(zhuǎn)矩輸出，但速度降低以后剛好輸出轉(zhuǎn)矩可以滿足負(fù)載要求，因此速度再次受控，不會(huì)表現(xiàn)出明顯的速度不受控現(xiàn)象。
圖6閉環(huán)矢量控制 頻率輸出40Hz P1531=-13.75kw
4）圖7為V/F控制方式下，輸出頻率50Hz，P1531=-13.75kw時(shí)的運(yùn)行曲線。此時(shí)的功率（淺藍(lán)線）不受P1531的限制，在減速轉(zhuǎn)折點(diǎn)處功率達(dá)到-22kw左右，轉(zhuǎn)矩輸出（深黃線）達(dá)到-155Nm左右，因此，在閉環(huán)矢量控制時(shí)，應(yīng)設(shè)置P219>22kw（P1531會(huì)自動(dòng)設(shè)置為-P219）。
圖7 V/F控制方式 輸出頻率50Hz P1531=-13.75kw
5）為電機(jī)做靜態(tài)優(yōu)化和帶編碼器的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，由于升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)是一用一備，因此可以切換到備用電機(jī)上做動(dòng)態(tài)優(yōu)化，并將原來(lái)電機(jī)的編碼器線安裝到備用電機(jī)上，注意在Scout中設(shè)置P410=1，將編碼器方向取反。做動(dòng)態(tài)優(yōu)化時(shí)，需要強(qiáng)制抱閘打開。優(yōu)化完畢后將電機(jī)和編碼器接線恢復(fù)，并設(shè)置P410=0，P219=25kw，參數(shù)上傳保存，并copy RAM to ROM。圖8為修改參數(shù)后變頻器的運(yùn)行曲線，在減速轉(zhuǎn)折點(diǎn)附近的功率（淺藍(lán)線）達(dá)到-20kw，轉(zhuǎn)矩輸出達(dá)到-150Nm左右。
圖8 閉環(huán)矢量控制 輸出頻率50Hz P1531=-25kw
6）為了進(jìn)一步確認(rèn)P1531對(duì)閉環(huán)矢量控制下轉(zhuǎn)矩輸出的影響，設(shè)置P1531=-10kw（圖9）。當(dāng)設(shè)定頻率為50Hz時(shí)，功率（淺藍(lán)線）被限制在-10kw，轉(zhuǎn)矩輸出（深黃線）被限制在-62Nm左右，電機(jī)失速（實(shí)際速度大于大速度限制值1500rpm），報(bào)故障F7902，變頻器OFF2停車，電機(jī)抱閘抱死。因此功率限制值P1530、P1531的設(shè)置限制了閉環(huán)矢量控制的轉(zhuǎn)矩輸出。
圖9 閉環(huán)矢量控制 輸出頻率50Hz P1531=-10kw
7）在Scout中在線查看G120的Alarm History，當(dāng)出現(xiàn)實(shí)際速度與設(shè)定速度相差很大的情況時(shí)，變頻器報(bào)警A7903，但在變頻器屏幕上沒(méi)能及時(shí)看到此報(bào)警，因?yàn)槌霈F(xiàn)的時(shí)間太短（小于1秒），但是報(bào)警點(diǎn)已經(jīng)通過(guò)通訊報(bào)文狀態(tài)字1的bit8返回給了PLC（圖10），用戶并沒(méi)有使用此位參與控制抱閘。用戶希望此報(bào)警直接變成故障輸出。設(shè)置參數(shù)P2106=2197.7，利用此點(diǎn)激活外部故障1（F7860），變頻器停止輸出，電機(jī)抱閘抱死。圖11為設(shè)置外部故障參數(shù)前變頻器運(yùn)行曲線，圖12為設(shè)置外部故障后的運(yùn)行曲線。
圖10速度監(jiān)控
圖11實(shí)際速度（黃線）與設(shè)定速度（紅線）差值大于P2163+P2164（150rpm+15rpm），超過(guò)P2166（200ms），抱閘無(wú)動(dòng)作。
圖11 設(shè)置P2106=2197.7之前
圖12實(shí)際速度（黃線）與設(shè)定速度（紅線）差值大于P2163+P2164（150rpm+15rpm），超過(guò)P2166（200ms），變頻器停止輸出，電機(jī)抱閘抱死。
圖12 設(shè)置P2106=2197.7之后
8）升降機(jī)下降到位時(shí)，車盤上下抖動(dòng)。首先，測(cè)試在變頻器輸出從50Hz減速到0Hz時(shí)的穩(wěn)定性。當(dāng)車盤遇到減速開關(guān)時(shí)，控制其直接減速到0Hz，On命令始終接通，圖13為測(cè)試曲線，圖中可以看出設(shè)定速度（紅線）從高速減到0rpm時(shí)，實(shí)際速度（黃線）只在接近0rpm時(shí)經(jīng)過(guò)了一個(gè)波谷（偏差<20rpm）就穩(wěn)定在0rpm了，考慮到減速箱的減速比為1475/41，這個(gè)波動(dòng)幾乎無(wú)法察覺(jué)。變頻器在0rpm時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩（紫線）為110Nm左右，可以將車盤穩(wěn)穩(wěn)懸停。因此車盤抖動(dòng)不是變頻器閉環(huán)矢量控制參數(shù)的問(wèn)題。
圖13閉環(huán)矢量控制 0rpm輸出測(cè)試
9）用戶的抱閘是由PLC輸出直接控制的，當(dāng)變頻器ON命令保持，0rpm輸出時(shí)，強(qiáng)制抱閘輸出抱緊電機(jī)時(shí)，車盤不晃動(dòng)，說(shuō)明抖動(dòng)不是機(jī)械上的問(wèn)題。需要用戶查看抱閘控制邏輯，并注意抱閘動(dòng)作所需時(shí)間。
10）檢查用戶關(guān)于變頻器控制部分的程序FB101（圖14）。當(dāng)變頻器既沒(méi)有正轉(zhuǎn)命令又沒(méi)有反轉(zhuǎn)命令時(shí)，PLC發(fā)給變頻器的控制字為16#476，也就是說(shuō)當(dāng)車盤下降到位或上升到位時(shí)，變頻器接收到的控制字為16#476（2#0000 0010 0111 0110），即PLC控制變頻器OFF1停車(bit0）并脈沖封鎖（bit3）。因此，在車盤下到位停止時(shí)，變頻器得到脈沖封鎖命令，變頻沒(méi)有轉(zhuǎn)矩輸出。變頻器停止時(shí)速度設(shè)定值（紅線）直接變?yōu)?，沒(méi)有按P1121（2秒）斜坡下降，轉(zhuǎn)矩輸出（深黃線）直接變?yōu)?。車盤相當(dāng)于自由停車，此時(shí)抱閘剛剛開始動(dòng)作還沒(méi)有抱緊，因此車盤下降速度（黃線）突然增大，而后抱閘抱緊，車盤停止，實(shí)際速度變?yōu)?rpm。
圖14 PLC控制邏輯
圖15抱閘曲線
用戶需要修改此段程序，將停止命令改為16#47E，再根據(jù)抱閘動(dòng)作所需時(shí)間，修改抱閘控制邏輯。
5. 處理結(jié)果
Final Result
問(wèn)題一：升降機(jī)下降無(wú)法快速停車，且變頻器不報(bào)錯(cuò)問(wèn)題已經(jīng)通過(guò)測(cè)試1-7找到根源并解決。問(wèn)題關(guān)鍵點(diǎn)是：
1）P219參數(shù)設(shè)置，該參數(shù)直接影響P1531，設(shè)置P219=25kw（P1531=-25kw）。
2）矢量控制方式下，變頻器需要靜態(tài)優(yōu)化和動(dòng)態(tài)優(yōu)化。
3）P2106=2197.7，實(shí)際速度與設(shè)定速度偏差過(guò)大時(shí)，激活外部故障1（F7860）。
問(wèn)題二：車盤下降到位時(shí)上下抖動(dòng)問(wèn)題已經(jīng)通過(guò)測(cè)試8-10找到，需要用戶修改停車方式，理清抱閘邏輯。問(wèn)題關(guān)鍵點(diǎn)是：
1）升降機(jī)正常停止時(shí)，PLC不能給變頻器脈沖封鎖命令，會(huì)直接導(dǎo)致變頻器沒(méi)有轉(zhuǎn)矩輸出，相當(dāng)于自由停車，在抱閘*抱緊之前，車盤必然會(huì)下滑。
2）抱閘動(dòng)作時(shí)間與OFF1停車命令的配合邏輯需要用戶自己理清。用戶反饋：將變頻器停止命令修改為16#047E，并使用G120的brake control抱閘控制點(diǎn)（變頻器通訊狀態(tài)字1 bit12）控制抱閘動(dòng)作，車盤到位時(shí)不再抖動(dòng)。
2017年5月，次接觸西門子。聽起來(lái)好笑，隨便叫個(gè)人也會(huì)S7-200是吧。以前只是大概知道，從來(lái)沒(méi)用過(guò)西門子產(chǎn)品，仿西門子的國(guó)內(nèi)產(chǎn)品倒是擺弄過(guò)一次。因?yàn)榻o美國(guó)人做產(chǎn)品，所以一直用AB的PLC。結(jié)果去年開始要進(jìn)軍歐洲，歐洲客戶的反映是他們習(xí)慣用西門子的產(chǎn)品。只好還是學(xué)了。
次就是從 S7-1200 + TP1200 Comfort開始的。從淘寶買來(lái)東西，接好線，開始學(xué)習(xí)，翻寫之前的各種程序，研究西門子的*用法，還算順利。零零散散用了3個(gè)月時(shí)間，個(gè)入門階段算是過(guò)去了，工作的各種應(yīng)用，都能實(shí)現(xiàn)了。有不少地方，因?yàn)椴┩镜奶攸c(diǎn)，學(xué)了一些新的考慮方式。我向來(lái)對(duì)HMI動(dòng)畫效果是隔外重視的，絕不屈就。所以又自學(xué)了用CorelDrawX7制作矢量圖片。有了這個(gè)就不用受到Wincc的局限了。PLC和HMI的各種存儲(chǔ)卡買了，也都玩一遍。
期間發(fā)現(xiàn)，西門子支持中心的應(yīng)用范例，特別好，不僅可以學(xué)習(xí)如何具體應(yīng)用，尤其西門子程序員的手法風(fēng)格頗有啟發(fā)。手冊(cè)幫助這些東西是必看的，但都是比較基礎(chǔ)的東西。
去年底偶然大家提起，以后有可能用伺服電機(jī)在我們的產(chǎn)品中，以前我沒(méi)用過(guò)伺服。只好繼續(xù)學(xué)習(xí)，選擇了V90，看了一些手冊(cè)和范例之后，在淘寶訂貨。
伺服驅(qū)動(dòng)器和電纜先到的，伺服電機(jī)和濾波器還得等兩月。我對(duì)屏蔽和接地的事情有點(diǎn)擔(dān)憂，臥室里沒(méi)有地線，就買了一捆6平方地線，從門口總閘盒跑兩路地線到臥室。
賣我電纜的公司提供的電機(jī)動(dòng)力電纜都是國(guó)內(nèi)自己組裝的，沒(méi)有屏蔽層，只好買編織屏蔽套給電纜套上。編碼器電纜還好是原裝產(chǎn)品有屏蔽。手頭的網(wǎng)線都是普通的，就買來(lái)屏蔽6類網(wǎng)線和屏蔽水晶頭，還有電源線都要是屏蔽的。還有雙面導(dǎo)電的銅箔膠帶。一樣一樣買吧，各種都得嘗試。我是打算把手冊(cè)中提到的和我知道的所有屏蔽和接地手段全都動(dòng)手做一遍
看了EPOS的簡(jiǎn)單應(yīng)用，還好不難。就等著電機(jī)來(lái)貨上手調(diào)試了。
-------------------------------2018-02-07-----------------------------
在淘寶上買了個(gè)示波器，想看看EMI。
關(guān)于花錢的問(wèn)題。只要行動(dòng)，事情就簡(jiǎn)單了，花多了也就習(xí)慣了。而且這些器件都不白瞎，如果需要，都可以在工程用上。每個(gè)人都會(huì)受限于自己的資源平臺(tái)約束。花錢提高效率，可以節(jié)約不少歲月的浪費(fèi)，減少猶豫不決。隨著年紀(jì)和經(jīng)歷的變化，如果自己不要求著，很多可能也就擦肩而過(guò)了。所以這些體現(xiàn)在瑣碎細(xì)節(jié)中的日積月累的選擇，造成的差別其實(shí)蠻大的。
----------------------------2018-04-09-----------------------------
今天供貨商總算通知我伺服電機(jī)到貨了，剛結(jié)了尾款。整整11個(gè)星期，德國(guó)訂貨，尼瑪，都靠干了。一個(gè)星期后去美國(guó)，一去就是兩個(gè)月，等回來(lái)再繼續(xù)折騰了。訂的是值編碼器的小功率伺服電機(jī)，無(wú)抱閘，帶鍵。還有個(gè)濾波器。
接好線，打開24DCV和220ACV電源，啟動(dòng)有一小會(huì)兒。打開V-Assistant，編碼器自動(dòng)識(shí)別，使能，點(diǎn)動(dòng)正反轉(zhuǎn)。還行，轉(zhuǎn)得挺順溜。集中看資料是2個(gè)月前了，還得重新看一遍。好在EPOS的控制界面并不復(fù)雜，編程不是大問(wèn)題。至于電機(jī)本身的工藝應(yīng)用，這個(gè)應(yīng)該需要很多時(shí)間磨合，很多參數(shù)，各種負(fù)載情形，要用到得心應(yīng)手，這才剛剛開始。
CPU
6ES7211-0AA23-0B0 CPU221 DC/DC/DC,6輸入/4輸出
6ES7211-0BA23-0B0 CPU221 繼電器輸出,6輸入/4輸出
6ES7212-1AB23-0B8 CPU222 DC/DC/DC,8輸入/6輸出
6ES7212-1BB23-0B8 CPU222 繼電器輸出,8輸入/6輸出
6ES7214-1AD23-0B8 CPU224 DC/DC/DC,14輸入/10輸出
6ES7214-1BD23-0B8 CPU224 繼電器輸出,14輸入/10輸出
6ES7214-2AD23-0B8 CPU224XP DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO
6ES7214-2BD23-0B8 CPU224XP 繼電器輸出,14DI/10DO,2AI/1AO
6ES7216-2AD23-0B8 CPU226 DC/DC/DC,24輸入/16輸出
6ES7216-2BD23-0B8 CPU226 繼電器輸出,24輸入/16輸出
擴(kuò)展模塊
6ES7 221-1BH22-0A8 EM221 16入 24VDC，開關(guān)量
6ES7 221-1BF22-0A8 EM221 8入 24VDC，開關(guān)量
6ES7 221-1EF22-0A0 EM221 8入 120/230VAC，開關(guān)量
6ES7 222-1BF22-0A8 EM222 8出 24VDC，開關(guān)量
6ES7 222-1EF22-0A0 EM222 8出 120V/230VAC，0.5A 開關(guān)量
6ES7 222-1HF22-0A8 EM222 8出 繼電器
6ES7 222-1BD22-0A0 EM222 4出 24VDC 固態(tài)－MOSFET
6ES7 222-1HD22-0A0 EM222 4出 繼電器 干觸點(diǎn)
6ES7 223-1BF22-0A8 EM223 4入/4出 24VDC，開關(guān)量
6ES7 223-1HF22-0A8 EM223 4入 24VDC/4出 繼電器
6ES7 223-1BH22-0A8 EM223 8入/8出 24VDC，開關(guān)量
6ES7 223-1PH22-0A8 EM223 8入 24VDC/8出 繼電器
6ES7 223-1BL22-0A8 EM223 16入/16出 24VDC，開關(guān)量
6ES7 223-1PL22-0A8 EM223 16入 24VDC/16出 繼電器
6ES7 223-1BM22-0A8 EM223 32入/32出 24VDC，開關(guān)量
6ES7 223-1PM22-0A8 EM223 32入 24VDC/32出 繼電器
6ES7 231-0HC22-0A8 EM231 4入*12位精度，模擬量
6ES7 231-7PB22-0A8 EM231 2入*熱電阻，模擬量
6ES7 231-7PD22-0A8 EM231 4入*熱電偶，模擬量
6ES7 232-0HB22-0A8 EM232 2出*12位精度，模擬量
6ES7 235-0KD22-0A8 EM235 4入/1出*12位精度，模擬量
6ES7 277-0AA22-0A0 EM277 PROFIBUS-DP接口模塊
6GK7 243-2AX01-0A0 CP243-2 AS-i接口模塊
6ES7 253-1AA22-0A0 EM253 位控模塊
6ES7 241-1AA22-0A0 EM241 調(diào)制解調(diào)器模塊
6GK7 243-1EX00-0E0 CP243-1工業(yè)以太網(wǎng)模塊
6GK7 243-1GX00-0E0 CP243-1IT 工業(yè)以太網(wǎng)模塊
化工儀器網(wǎng)