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S7-200CN在銅加工行業(yè)中的應(yīng)用

2008/11/20 0:00:00

摘要：本文介紹了S7-200CN通過USS協(xié)議控制MM440變頻器來實現(xiàn)速度控制，是一種低成本、高性能的控制方案。

關(guān)鍵詞：S7-200CN MM440變頻器 USS協(xié)議

Abstract: This paper introduces that the S7-200CN PLC achieves speed control by the USS protocol of MM440 inverter, which is a low-cost, and high-performance control program

Key Words: S7-200CN MM440 USS

一、項目介紹

1.簡介

寧波金田銅管有限公司是金田集團的全資子公司之一，現(xiàn)占地5.6萬平方米，固定資產(chǎn)1．8億元，是專業(yè)生產(chǎn)各種空調(diào)制冷用銅管、環(huán)保銅水管及其它銅制品的專業(yè)公司。隨著空調(diào)器制造技術(shù)的不斷進步，對高效、節(jié)能、環(huán)保的要求越來越高，從20世紀70年代開始，國外先后開發(fā)了使用內(nèi)螺紋銅盤管和親水鋁箔制作蒸發(fā)器和冷凝器的新型空調(diào)器。內(nèi)螺紋管是在光管的基礎(chǔ)上經(jīng)過旋壓加工而成的，其與光管相比，可增加熱交換面積2-3倍，加之形成的湍流作用，可提高熱交換效率20-30%，節(jié)能15%，成為新型的換代產(chǎn)品。至20世紀80年代，該項技術(shù)已得到普遍應(yīng)用，在主要銅盤管生產(chǎn)企業(yè)，內(nèi)螺紋盤管的比例一般都大于50%。

蘇州奧智機電設(shè)備有限公司一直致力于空調(diào)用銅、鋁管加工設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計、制造及服務(wù)，為用戶提供高性價比的卓越產(chǎn)品。此項目中采用S7-200PLC通過USS通訊協(xié)議實現(xiàn)對變頻器的速度控制，整個電控系統(tǒng)體系簡明，布線簡單可靠，控制運行準確平穩(wěn)，收到了良好的效果。

2.簡要工藝介紹

內(nèi)螺紋管的制造方法目前主要有兩種：

1）無縫銅管旋壓成形

2）帶材軋制成形—卷管及焊接

以無縫光面銅管作為母材，旋壓成形仍是國內(nèi)最普遍的內(nèi)螺紋管生產(chǎn)方法。設(shè)備外觀如下圖：

系統(tǒng)主要由四個部分構(gòu)成，盤拉、旋壓、放料、收料。銅管穿過旋壓電機內(nèi)部，當管材在盤拉的牽引下前進時，旋壓電機帶動其內(nèi)部的套環(huán)高速旋轉(zhuǎn)，套環(huán)內(nèi)的鋼球繞銅管滾動，而銅管內(nèi)襯有帶螺紋溝槽的芯頭，通過這種高速旋壓使銅管內(nèi)壁金屬充分填充芯頭溝槽，從而在銅管內(nèi)壁形成與其齒形相同的螺紋，便稱為內(nèi)螺紋銅管。旋壓電機其實是一個高速主軸，目前國內(nèi)一些銅加工生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)的主軸速度大概在24000-35000RPM,主軸速度越高，對應(yīng)的生產(chǎn)線速度就越高；在國內(nèi)早期進口的一些設(shè)備上有采用磁懸浮高速主軸的，其轉(zhuǎn)速大概在50000RPM，對應(yīng)線速度可達120米/分。此項目中主軸速度在35000RPM時，變頻器對應(yīng)輸出頻率需達到583HZ，而MM440最大輸出頻率為650HZ，仍有一定余量。

生產(chǎn)過程：將螺紋芯頭放入銅管內(nèi)，制頭，然后將其穿過導套，高速主軸，由夾鉗將管頭咬?。粏舆\行，由盤拉電機牽引管材，高速主軸根據(jù)工藝配比，其轉(zhuǎn)速與線速度同步上升，放料、收料也按一定速度比例同步運行，在此系統(tǒng)中盤拉速度是基準。運行到設(shè)定圈數(shù)，剪切機構(gòu)將管頭剪掉，拉伸速度自動提升，同時管材排放到下部收料筐。當檢測到管材尾部時，自動慢行，管尾拉出?？缀?，自動停車并回原位等待下一個工作過程。

3.控制系統(tǒng)主要器件

1）變頻器

由于成型機的負載為恒轉(zhuǎn)矩負載，并要求有較大的起動力矩；根據(jù)這些特點，此系統(tǒng)選用MM440.

MM440是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標準變頻器。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，能滿足廣泛的應(yīng)用場合。具有標準的RS485接口，利用MM440內(nèi)部的USS標準協(xié)議，可方便組成USS串行主—從控制系統(tǒng)，硬件支持高達115.2Kb/s,可構(gòu)成滿足大多數(shù)應(yīng)用場合的低成本、高性能的網(wǎng)絡(luò)通訊控制系統(tǒng)。同時，可選的PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊，實現(xiàn)了通訊的多樣性。

2） PLC

由于系統(tǒng)采用基于USS協(xié)議的RS-485串行總線控制方式，S7-200是不二選擇。此系統(tǒng)中選用了新型的CPU226 CN，S7-200CN繼承了S7-200的優(yōu)良品質(zhì)和卓越性能，適用于各行各業(yè)、各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200CN系列的強大功能使其無論在獨立運行中或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復雜控制功能，因此具有極高的性價比。

3） HMI

為了方便對系統(tǒng)的工藝參數(shù)，過程參數(shù)進行設(shè)置或監(jiān)控，選用了西門子TP170A作為人機界面。

二、控制系統(tǒng)構(gòu)成