SIEMENS+S7300+PLC和MM440变频器+在超五类电线生产线中的应用.pdf

SIEMENS Automation Exp ert Meeting 2005 SIEMENS Automation Exp ert Meeting 2005 SIEMENS S7300 PLC 和MM440 变频器 在超五类电线生产线中的应用 张志军 （东莞市联控自动化控制有限公司 广东东莞） 摘要： 本文介绍S7300 PLC 在超五类电线挤出生产线中的应用，详细介绍张力控制，温度控制， MPI 通讯技术，CP340 （RS232）和外设的自由口通讯在该生产线中的实现 关键词：S7300 PLC 超五类缆 电容仪 外径仪 张力 温度 MPI 全局数据通讯 CP340 自由口通讯 一：引言 电线电缆挤出生产线用于将特定的塑胶材料加热后，通过特定的模具包覆到裸铜线上，从而形成 特定形状的电缆。 五类/超五类电缆电气性能除了对于直径，耐压等级有要求以外，还对高频信号通过电缆的衰减 （通常称为带宽）,回波等有严格的要求（至少不低于100MHZ）；PROFIBUS 电缆就是一种超五类缆 对于高频特性的在线检测的是水中电容仪，只要水中电容值在规定的范围内，该段电缆的大部分 高频特性就可以得到保证。通常采用英国 BETA 公司出品的电容仪；除了自带的显示器之外还具 有RS232 接口的数据端口. 对于直径的在线检测则采用激光外径测试仪。该仪表的显示器可选，PID 控制器可选，RS232 数 据端口为标准配置。 以上两种仪器是该生产线中必不可少的品检设备，从电气的角度而言就是保证连续生产时直径和 电容值控制在要求的范围内。 虎门某电线设备厂为了实现该种生产线的过程自动化控制和品质控制需求（直径和电容值），保 证高合格率，决定采用PLC+HMI+西门子MM440 矢量变频器来实现该生产线的控制。 二：设备的简单工艺说明和硬件系统 如图 2 所示意，成卷的裸铜线从主动式放线架上引出，经摆杆张力架进入校直机，铜线预热 机，进入置于挤出机终端的眼模，这时，来自挤出机的胶料就包覆在铜线上。经过包覆后的导线 进入电容水槽冷却，经过外径检测仪，再进入冷却水槽（冷却水槽末端安装有电容仪），由牵引 机引出，至此，一条完整的电缆就生产完成，由于后段收卷与控制无关，故不讨论。 附图1：5 类/超5 类缆的结构简图和控制点 系统的整体配置为 A ：控制部分 AD Service Support AD Service Support SIEMENS Automation Exp ert Meeting 2005 SIEMENS Automation Exp ert Meeting 2005 CPU312C 2 PCS SM331 8AI 1 PCS SM331 2AI 1 PCS SM334 4AI/2AO 1 PCS CP340 RS232 2 PCS TP270-10 1 PCS B：动力部分 MM440 5.5KW(放卷) 1PCS MM440 11KW(主螺杆) 1PCS MM440 2.2KW(附机和收卷) 2PCS MM440 3.7KW(牵引机) 1PCS 三：控制系统的构成和程序编写 控制系统的硬件架构框图如图3 所示， 附图2 ：控制系统的架构框图 四：控制系统的功能和编程实现 1：放线（卷）装置的张力控制 整条线需要均衡的张力才不至于电缆被拉伸导致物理性能和电气性能发生变化。牵引装置将 电线向前拉，速度由用户决定，那么，放线装置需要跟随牵引机的速度变化，这样才能保证电线 的张力一致。很明显，这是典型的张力PID 控制。张力控制的解决方案：采用SIEMENS MM440 自 带的PID 控制。张力摆杆的角度变化信号用一个舞蹈轮电位器检测回来，输入到MM440 的AI1 作 为PID 控制器的反馈，PID 给