西門子模塊6ES7214-2AD23-0XB8參數(shù)詳細(xì)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移或者線位移的數(shù)模轉(zhuǎn)換元件。在經(jīng)歷了一個(gè)大的發(fā)展階段后, 目前其發(fā)展趨于平緩。然而, 由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理和其它電動(dòng)機(jī)有很大的差別, 具有其它電動(dòng)機(jī)所沒有的特性。因此,沿著小型、高效、低價(jià)的方向發(fā)展。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由此而得名。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行是在專用的脈沖電源供電下進(jìn)行的, 其轉(zhuǎn)子走過的步數(shù), 或者說轉(zhuǎn)子的角位移量, 與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。另外, 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快, 控制性能好, 只要改變輸入脈沖的順序, 就能方便地改變其旋轉(zhuǎn)方向。這些特點(diǎn)使得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與其它電動(dòng)機(jī)有很大的差別。因此, 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的上述特點(diǎn), 使得由它和驅(qū)動(dòng)控制器組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng), 既具有較高的控制精度,良好的控制性能, 又能穩(wěn)定可靠地工作。因此, 在數(shù)字控制系統(tǒng)出現(xiàn)之初, 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)經(jīng)歷過一個(gè)大的發(fā)展階段。

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)成角位移或線位移的電磁機(jī)械裝置，是一種輸出與輸入數(shù)字脈沖相對應(yīng)的增量式數(shù)字元件。在數(shù)控機(jī)床、繪圖機(jī)、打印機(jī)等方面應(yīng)用廣泛。它也可以看作是一種特殊的同步電機(jī);它具有快速起停、精確步進(jìn)及直接接收數(shù)字量的特點(diǎn)，它的步距角和轉(zhuǎn)速不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響，也不受環(huán)境條件如溫度、氣壓、沖擊、和振動(dòng)等影響，僅與脈沖頻率有關(guān)，這些特點(diǎn)使它適用于數(shù)字控制的系統(tǒng)中作為伺服元件，并使整個(gè)系統(tǒng)大為簡化而又運(yùn)行可靠。

本課題選用了最常見的一種小步距角的三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)其剖面圖。電機(jī)的定子上有6個(gè)等分的磁極，相鄰兩個(gè)磁極間的夾角為60度。磁極上裝有控制繞組并聯(lián)成A, B, C三相。轉(zhuǎn)子上均勻分布40個(gè)齒，每個(gè)齒的齒距為9度。定子每段極弧上也有5個(gè)齒，定、轉(zhuǎn)子的齒寬和齒距都相同。每個(gè)定子磁極的極距為60度，所以每個(gè)極距所占的齒距數(shù)不是整數(shù)。當(dāng)A極下的定、轉(zhuǎn)子齒對齊，B極和C極下的齒就分別和轉(zhuǎn)子齒相錯(cuò)三分之一的轉(zhuǎn)子齒距，即為3度。這時(shí)若給B相通電，電機(jī)中產(chǎn)生沿B極軸線方向的磁場，因磁通要按磁阻最小的路徑閉合，就使轉(zhuǎn)子受到反應(yīng)轉(zhuǎn)距(磁阻轉(zhuǎn)距)的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，直到轉(zhuǎn)子齒和B極上的齒對齊為止。此時(shí)，A極和C極下的齒又分別與轉(zhuǎn)子齒相錯(cuò)三分之一的轉(zhuǎn)子齒距。由此可見:錯(cuò)齒是促使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的根本原因。若斷開B相控制繞組，而接通C相控制繞組，這時(shí)電機(jī)中產(chǎn)生沿C極軸線方向的磁場。同理，在反應(yīng)轉(zhuǎn)距(磁阻轉(zhuǎn)距)的作用下，轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過3度，使定子C極下的齒與轉(zhuǎn)子齒對齊。以此類推，當(dāng)控制繞組按A->B->C->A順序循環(huán)通電時(shí)轉(zhuǎn)子就沿著順時(shí)針方向以每個(gè)脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)3度的規(guī)律轉(zhuǎn)動(dòng)起來。若改變通電順序，即按A->C->B->A順序循環(huán)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子便按逆時(shí)針方向同樣以每個(gè)脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)3度。這就是單三拍通電方式。若采用三相單、雙六拍通電方式運(yùn)行，即A->AB->B->BC->C->CA->A順序循環(huán)通電，步距角將減小一半，即每個(gè)脈沖轉(zhuǎn)過1.5度  中國是一個(gè)有著手工編織羊毛和蠶絲地毯的國家。直到Honeywell（前BASF）落戶上海后，才開始轉(zhuǎn)向用BCF編織地毯。隨著寫字樓和賓館越來越多，新的地毯絲工廠陸續(xù)出現(xiàn)。這些工廠最初生產(chǎn)低質(zhì)量的簇絨地毯，現(xiàn)在生產(chǎn)熱定型絲，而且占有30%的。中國消耗的簇絨地毯從2002年的270萬m2 增長到2004年的580萬 m2。預(yù)計(jì)今后十年的年增長率為10%。現(xiàn)在，加捻熱定型產(chǎn)品占美國市場的80%，占?xì)W洲市場的55%～60%，但在其他地方的僅35%。至今尚未大量使用該技術(shù)的國家在這方面很有可能會有高速發(fā)展。

      西門子和國內(nèi)某著名大型紡機(jī)企業(yè)聯(lián)手合作，成功開發(fā)出K3502型地毯絲加捻機(jī)。K3502型地毯絲加捻機(jī)錠數(shù)為120錠；錠距500mm；全機(jī)總長為37m。控制系統(tǒng)采用一機(jī)兩側(cè)獨(dú)立的控制方式。分左側(cè)和右側(cè)兩個(gè)獨(dú)立卻相同的控制系統(tǒng)。

      控制系統(tǒng)分為機(jī)頭電氣開關(guān)箱和機(jī)身錠位控制兩個(gè)部分。其中包括1個(gè)顯示設(shè)定單元和左、右系統(tǒng)速度控制站和左、右錠位控制站。

      1．顯示設(shè)定單元：采用西門子TP270-10彩色觸摸屏，負(fù)責(zé)工藝參數(shù)的設(shè)置、控制命令的下達(dá)及整機(jī)工作狀態(tài)的顯示。顯示屏操作畫面分左右兩部分，分別設(shè)定和顯示機(jī)器左右側(cè)的工藝參數(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

      其主要菜單包括如下內(nèi)容：

      工藝參數(shù)設(shè)定：工藝參數(shù)的設(shè)定和管理。需設(shè)置密碼。

      工藝參數(shù)配方：各種工藝參數(shù)的配方，便于管理，需設(shè)置密碼。

      2．系統(tǒng)速度控制站：采用西門子S7-226 PLC負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制；工藝參數(shù)的傳輸和管理；整機(jī)的操作和運(yùn)行協(xié)調(diào)；整機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)的管理；整機(jī)各故障信息的處理。控制框圖如下。

      S7-226 PLC采用CAN open總線（自制通訊卡）方式與各錠位上的單片機(jī)錠控卡連接，完成各錠位的控制、數(shù)據(jù)采集。

      3．錠子速度控制：由2臺西門子MM440 75KW變頻器分別驅(qū)動(dòng)左右側(cè)60臺錠子電機(jī)。系統(tǒng)控制站根據(jù)設(shè)定值和錠位實(shí)際速度的平均值經(jīng)過運(yùn)算后用通訊方式控制變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂凭冗_(dá)到0.01HZ。

      4．卷繞速度控制：由2臺西門子MM440 0.75KW變頻器分別驅(qū)動(dòng)左右側(cè)2臺卷繞減速電機(jī)。卷繞變頻器與其配套的旋轉(zhuǎn)編碼器組成閉環(huán)反饋系統(tǒng)；控制精度達(dá)到0.01HZ。

      5．超喂速度控制：由2臺西門子MM440 4KW變頻器分別驅(qū)動(dòng)左右側(cè)2臺超喂減速電機(jī)。超喂變頻器與其配套的旋轉(zhuǎn)編碼器組成閉環(huán)反饋系統(tǒng)；控制精度達(dá)到0.01HZ。

      6．橫動(dòng)速度控制：由2臺松下750W交流伺服驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)加減速器分別控制左右側(cè)橫動(dòng)移紗,卷繞和橫動(dòng)速度要根據(jù)設(shè)定的交叉角，防疊長度在交叉角1和交叉角2之間按0.5°步長循環(huán)遞增、遞減運(yùn)行。

      7．錠位控制：各錠位都由各自的單片機(jī)控制。

      1錠位的起動(dòng)、停止：各錠位正常單獨(dú)起停。主要為電錠運(yùn)行、剎車、斷紗信號判斷，計(jì)長信號及指示燈的聯(lián)鎖控制。定長滿管自停。
      斷紗和失張監(jiān)控：在捻線過程中產(chǎn)生斷紗或紗線張力發(fā)生波動(dòng)時(shí)，錠位站能使相應(yīng)錠位按規(guī)定順序停車，并發(fā)出故障信號。
      每個(gè)錠位有5種狀態(tài)，正常運(yùn)行、正常停車、斷紗、失速、滿管。
      經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行證明：西門子MM440變頻器和S7-200 PLC，性能質(zhì)量穩(wěn)定可靠，應(yīng)用方便、快捷。



      MM440變頻器以及和電控柜安裝圖

      K3502型地毯絲加捻機(jī)單機(jī)結(jié)構(gòu)圖

      車間現(xiàn)場圖