西門子S12電源模塊6SL3120-1TE13-0AA3詳解

    OPGW光纜是近幾年來流行的特種光纜，其優(yōu)良的使用方式和廣泛的用途使其具有廣泛的市場。由于生產(chǎn)這種光纜所需要的不銹鋼管，鋼絲，鋁合金絲和鋁包鋼絲通常是散圈提供或采用1米盤包裝，而OPGW生產(chǎn)線上所使用的線盤規(guī)格為0.63米，因此需要一種復(fù)繞機(jī)，將散裝的原材料復(fù)繞到0.63米的小盤上。

二.技術(shù)要求和系統(tǒng)構(gòu)成
1. 技術(shù)要求• • • •
生產(chǎn)線速度：≥300m/min;
張力要求：
A） 不銹鋼管：10N≤F≤50N;
B） 鋼絲，鋁包鋼絲：100N≤F≤250N;
C） 鋁合金絲：50N≤F≤150N;
    記米精度：0.2%;
    排線速度：自動跟蹤收線速度；
2. 系統(tǒng)構(gòu)成（電氣部分）：
    收線，排線和防線電機(jī)均采用變頻電機(jī)，驅(qū)動器采用SIEMENS的MM440系列變頻器，操作和生產(chǎn)工藝參數(shù)顯示采用SIEMENS的TP－070觸摸屏，全線控制采用SIEMENS的S7－226＋EM－231構(gòu)成。S7－226的PORT0＃用于和MM440通訊（USS4），PORT1＃用于和TP－070通訊。

三.各系統(tǒng)簡介
1. 收線速度控制
    收線用于收卷鋼絲，鋼管。上下，開合線盤采用電動機(jī)帶動絲桿的方式。電機(jī)采用普通的交流電機(jī)加接觸器控制。而收線電機(jī)采用變頻電機(jī)和MM440控制。收線速度由速度電位器通過EM－231送入S7－226，再通過USS4協(xié)議由S7－226加到MM440上。由于生產(chǎn)線的速度較快，線盤具有較大的轉(zhuǎn)動慣量。收線的加速度不宜太大，因此收線速度的設(shè)定采用PID運(yùn)算。同時(shí)收線盤應(yīng)采用高速動平衡盤。
驅(qū)動器類型： MM440，7.5KW
MM440設(shè)定：P700＝5
           P731＝52.3（驅(qū)動風(fēng)機(jī)）
           P1000＝5
           P2009＝1
           P2010＝6
           P2011＝0
2. 線徑控制
    由于排線速度需根據(jù)線徑自動跟蹤收線速度（U＝K ＊ ω ＊ D）。
    其中U：排線速度，K：修正系數(shù)，ω：收線速度，D：線徑。所以排線電機(jī)驅(qū)動器的設(shè)定由以下兩個(gè)因素決定。
    收線速度通過旋轉(zhuǎn)編碼器測定，其信號通過S7－226的10.6和10.7送入PLC （高速計(jì)數(shù)器4），PLC編程采用定時(shí)中斷，在單位時(shí)間內(nèi)測量高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值即為收線速度。
    線徑設(shè)定通過TP－070設(shè)定，并送入PLC。
    PLC將上述兩個(gè)參數(shù)相乘并乘以相應(yīng)的修正系數(shù)（根據(jù)機(jī)械變速比決定），即為排線速度，通過USS4協(xié)議送入MM440。
    需要注意的是，由于排線電機(jī)在使用過程中需要高速換向，因此當(dāng)收到換向信號時(shí)，電機(jī)需要高速的降速和升速過程，MM440需外接制動電阻。
排線驅(qū)動器類型：MM440，0.75KW
MM440設(shè)定：P700＝5
           P731＝52.3（驅(qū)動風(fēng)機(jī)）
           P1000＝5
           P1120＝3

[NextPage] 
           P1121＝3
           P1234＝
           P1235＝
           P1237＝
           P2009＝1
           P2010＝6
           P2011＝1

3. 放線張力控制
    在整條生產(chǎn)線上，收線電機(jī)決定線速度，而張力則是由放線電機(jī)決定，由于較高的張力要求，放線需采用主動工作方式。
    當(dāng)復(fù)繞不銹鋼管時(shí)采用速度方式，P1000＝2，速度給定由跳舞輪電位器送入PID 板，經(jīng)過PID運(yùn)算由MM440模擬量輸入1?？谳斎搿Ｆ鋸埩Φ拇笮∮晌璧篙喌呐渲貨Q定。
    當(dāng)復(fù)繞鋼絲，鋁包鋼絲，鋁合金絲時(shí)采用張力方式，P1000＝5，速度給定由USS4協(xié)議設(shè)定一個(gè)反向速度，當(dāng)鋼絲拉緊以后，速度環(huán)飽和，根據(jù)線速度和放線焦速度即可以確定放線盤半徑，根據(jù)工藝張力要求，通過設(shè)定電機(jī)電流比率（P0640）即可以控制張力。
    由于在張力方式時(shí)放線電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，因此驅(qū)動器必須外接制動電阻，制動電阻必須具有足夠的制動電流和功率。
放線驅(qū)動器類型：MM440，7.5KW
MM440設(shè)定：P700＝5
           P0640=150（速度方式）或根據(jù)工藝設(shè)定（張力方式）
           P731＝52.3（驅(qū)動風(fēng)機(jī)）
           P1000＝2或5（根據(jù)速度和張力的方式切換由USS4寫入MM440）
           P1237＝5
           P2009＝1
           P2010＝6

[NextPage] 
           P2011＝2

4. 計(jì)米和線速度系統(tǒng)
    計(jì)米和線速度傳感器采用旋轉(zhuǎn)編碼器，由S7－226的10.1和10.2端（高速計(jì)數(shù)器0）送入PLC。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)值乘以修正系數(shù)（由計(jì)米輪徑和編碼器線數(shù)決定）即為計(jì)米值。單位時(shí)間內(nèi)高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值即為全線速度。計(jì)米值和全線速度通過TP－070顯示。

四.調(diào)試過程中的一些需特別注意的問題
1. 變頻電機(jī)的連接電纜必須采用屏蔽電纜，并且必須雙端接地！在現(xiàn)場調(diào)試時(shí)，單端接地甚至干擾PLC與筆記本計(jì)算機(jī)的通訊。
2. 變頻器與PLC的接地必須可靠，所有信號電纜的屏蔽層必須雙端接地。接地線必須有足夠的截面。
3. PLC的M端必須接地。
4. USS4電纜PLC端的連接必須用SIEMENS的DP網(wǎng)絡(luò)連接器。
5. USS4電纜必須采用SIEMENS的紫色網(wǎng)絡(luò)電纜。
6. MM440端的485連線絕不能反，否則網(wǎng)絡(luò)口必然損壞

五.設(shè)計(jì)特點(diǎn)
由于采用USS4協(xié)議，電氣系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：
1. 電氣硬件設(shè)計(jì)簡潔、明快，給調(diào)試和維修帶來很大方便。
2. 系統(tǒng)抗干擾能力大為提高。
3. 改變工作方式非常方便（由于MM440用BICO技術(shù)，通過USS4改變關(guān)鍵參數(shù)，即可以達(dá)到目的）。
4. 由于采用USS4協(xié)議和MM440變頻器，大大降低了制造成本。通常類似的系統(tǒng)需采用直流系統(tǒng)，昂貴的直流電機(jī)和驅(qū)動器，是制造成本居高不下的根本原因。而采用MM440則可以以較低的成本，達(dá)到上述工藝目的。另外由于采用USS4協(xié)議可以省略D/A模塊，在一定程度上也可以降低成本。

六.存在的問題
1. 當(dāng)使用張力方式時(shí)，通過設(shè)定P0640設(shè)定張力，線性度不好，效果不是。估計(jì)所控制的電機(jī)電流不是全部用于輸出扭矩，有一部分可能用于勵(lì)磁。
2. MM440內(nèi)部的PID單元在啟動前就開始積分，當(dāng)啟動時(shí)，速度瞬時(shí)較大，對機(jī)械設(shè)備有沖擊。
3. MM440的網(wǎng)絡(luò)接線不是最牢靠，并且一旦接錯(cuò)必然損壞器件。給現(xiàn)場調(diào)試帶來很大壓力