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上海滕桦自动化科技有限公司
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*工程组态成就*自动化
主要从事工业自动化产品销售和系统集成的高新技术企业
长期与德国SIMATIC（西门子）.瑞士ABB.美国罗克韦尔（AB).法国施耐德.美国霍尼韦尔.美国艾默生合作
目
通用液压机的特点是一个或多个液压油缸形式的活塞机构。它用于冲压、拉深或挤压直到内部高压成形等任务。
机器不仅包括液压机本身，而且工具还包括液压执行器和控制回路，尤其是在进行内部高压成形时。单动或双动深拉压力机之间区别在于金属板上作用的轴数（柱塞、模垫、金属板支架、排出器）。
在使用通用液压机时，闭环和开环控制轴运动之间有所不同。对于复杂的工件和注塑过程，如内部高压成形，必须精确控制工件处的工具干预。
从位置切换到压力控制再切换回位置控制的模垫无缝切换是必不可少的。还必须精确地控制单独轴中准确的压紧力。
优势
SIMOTION 运动控制系统是实现复杂液压机中自动化和驱动技术的方式。SIMOTION 平台适合与模块化机器一起使用。由于该运动控制系统为开放式、模块化结构，所以它可组合整个机器控制系统中所有必需的分区：运动控制、PLC 功能和技术功能。
因此，基于 SIMOTION 和 PROFINET 的自动化解决方案具有下列优势：
- 在一个集成系统中执行运动控制、PLC 和技术功能
- 由于确定性实时和短循环时间可实现高产品质量和生产率，所以优化了机器循环
- 组合任何数量的电轴和液压轴
- 预制功能模块（液压控制、同步、凸轮、凸轮控制等）
- 同步轴可在多个控制系统之间分布。
- 在位置和压力控制之间实时切换
- 阀门特性/受控系统自动采集
- 可使用 CAM 工具以图形的方式编辑和调整阀门曲线
- 由于通过 SIMATIC ET 200S 高速 I/O 可实现快速的信号采集/信号输出，所以压力测量和工具保护的扫描速率显著低于 1 ms
-
基于应用的开放式解决方案，可以满足 OEM 的个性化要求
灵活选择硬件平台
可在不同的硬件平台上执行使用 SIMOTION SCOUT 工程系统创建的应用程序。因此，您可以选择适合您的机器的平台。
- SIMOTIONC，是采用 SIMATIC S7-300 设计的紧凑型控制器，带有四个位置控制液压驱动器的接口（SSI 值编码器或 RS422 增量型编码器的4 个模拟输出和 4 个编码器接口）
- SIMOTIOND，是集成到基于 SINAMICSS120 的驱动器中的解决方案，用于除了液压驱动器之外，还需要电气驱动器的应用
-
SIMOTION P，是基于 PC 的开放式解决方案，用于性能要求严格的应用，例如，需要可视化功能
设计
自动化解决方案
由于具有 SIMOTION P 及新的 SIMATIC ET 200S 高速输入输出，可通过带 IRT（同步实时）的 PROFINET 将循环时间减至 250。
因此，可通过位置及压力控制达到用于液压应用程序的高动力控制回路。
必要的传感器传感器执行机构，如：
- 通过 SSI 接口连接的位置编码器，
- 通过模拟输入（AI）连接的压力传感器，
- 通过模拟输出（AO）连接的伺服阀，
-
工具安全及凸轮信号输出的数字 I/O
均通过预先配有用以与应用程序相配所必需的高速 I/O 模块的 SIMATIC ET 200S 分布式 I/O 系统相连。
在 PROFINET 的基础上，可使液压驱动装置以及电力驱动装置同步。
在自动化行业或家电行业的输送系统和冲压线中，可使用电气驱动器（辊子进给装置、电子送料装置、进给装置）和液压驱动器（例如，深拉压力机）实现统一的自动化解决方案。
基于 SIMOTION P350-3 和 SIMATIC ET 200S 高速型的自动化示例
目 
因为金属丝容易成形。所以它广泛应用于电线电缆及钢丝绳上。拉丝过程能使材料结构和表面按要求发生改变。这样才有可能有效且经济地挤出成形部件（线材）。电缆是我们每天都要接触的东西，例如用作电气用具的导线或用作高压输电系统的导线。在加工过程中可以预先确定数据或动力电缆的性能。相关的领域包括柔性元件或弹簧的加工。
拉丝
在拉丝机中，通过减小截面积的方法（用一个模具）来改善轧制或挤压金属丝的表面性能和结构。这是个普遍使用的并且花钱少的方法。
直拉丝机
从卷轴上拉下或从桶内拿出要拉的金属丝，然后放到个模具中。冷加工模具中的金属丝并把它降到规定的直径。然后将加工好的金属丝卷到卷轴上。
控制系统先根据订货详细数据产生必要的数据，然后获得金属丝产品的规格。接着SIMATICS7 计算出驱动装置、控制系统、操作员数据监视和故障评估等系统的设*。然后利用工艺模块T100 和 SIMOVERT MASTERDRIVES 系统驱动装置的点-点链路实现设*的级联。紧力控制用同样方法处理。现场级通信由 PROFIBUS-DP 执行。驱动装置包括 1PA6系列的紧凑式异步电机或 1LA7系列的标准异步电机。
搓绳机
在挤压过程中，从拉丝机里拉出的金属丝带有绝缘层。在搓绳机中与其它导线扭绞在一起形成电缆。
扭绞曲线 α=f（s）被选为是移动长度的函数形式，从而能按要求改变电缆性能。高速生产要求搓绳驱动装置具有快速的动态响应。这里有必要把逆转时间定为 30ms。
在这种情况下，扭绞曲线由 SIMATIC 控制器规定并通过 PROFIBUS 传送给驱动装置（运行控制）。凸轮盘工艺软件允许以扭绞曲线的形式考虑单个要求。
使用的电机是惯性得到优化的 1FK6/1FT6 系列永磁同步电机。
在以下文本目录中可以找到提及产品的进一步信息：ST70（SIMATICS7），DA65.10（SIMOVERT MASTERDRIVESVC），DA65.11（SIMOVERT MASTERDRIVESMC），DA65.3（AC电机），M11（标准异步电机）。
概述
成型、注入和密封机的原理
机器要求
在成型，填充，以及密封机器中，位于下部的薄膜通过主驱动器从一个站传到下一个站。
根据所要包装的产品，将该薄膜注塑成适合的容器。薄膜覆盖的模具受到不同的速度级别和适当的加热温度指引，而速度水级别取决于工具的路径。
产品必须注入到容器内，在时钟周期和数量上都要准确。
为防止产品受损和密封产品，覆盖薄膜必须用另外一个线圈拉出：这样，可将加热表面从顶部置于容器上，并通过热效应，对该容器进行密封。
密封好的物件接着被切割成小的单元，然后运走作进一步的包装。
横切切断机为气动式或电动式。其目的是用来控制此过程以便在每个时间单元内通过尽可能多的部件。在加速和制动时，要考虑到薄膜特定的参数。
实现一按键，即有高时钟率和变化的主要要求。
过去机器使用的运动控制和技术功能如下所示：
- 位置
- 凸轮
- 输出凸轮
- 纵向切断机
-
温度控制
优势
下面所描述的 SIMOTION 的自动解决方案具有以下优势
- 逻辑、运动控制和技术功能都集中在一个系统，大大简化了工作流程。并将硬件成本降至低。
- 直观的、可操作的SCOUT工程系统，使得应用快速、简便。
- SIMOTION的综合诊断功能，如跟踪功能、警报S概念以及远程服务，缩短了调试时间，提高了机器的实用性和灵活性。
- 凸轮和伺服驱动使机器运行平稳。
- 高生产率
- 通过操作面板，可对机器参数进行简单、灵活地调整:如，转换印刷式样、密封时间。
-
TIA集成简化了HMI, I/O和驱动的集成。
设计
自动化解决方案
对于多轴解决方案，可选用SIMOTION中基于驱动的版本SIMOTION D4x5。用这个方法，控制逻辑、运动控制、驱动功能和HMI功能可结合在一个单一的硬件和软件系统中。
技术功能，如温度控制和凸轮控制，可以软件形式获得。
SINAMICS S120 驱动系统与 1FK7 伺服电机组合，可以提供经过优化的 SIMOTION D 连接。其可以解决要求严格的驱动任务方面的问题，并提供精确的高动态响应。
具有等时性的PROFIBUS DP可用于通信。
使用 SIMOTION D4x5 的自动化解决方案示例
使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。
控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。
低运行频率：即电机运行的小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。
运行频率：一般的变频器频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。
载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。
变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。[1]
变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：
p= t n/ 9550
式中：p——电动机功率(kw)
t——转矩(n. m)
n——转速(r/ min)
转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。
(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。
(2)随着转速的降低，转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。
(3)转速越高，转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。
变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性
v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。
将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。
可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。
变频器v/f控制方式驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点，设置p1101确定跳转频带宽度。
有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩，用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标，对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。
参数p1300设置为20，变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善，调速范围宽，低速范围起动力矩高，精度高达0.01%，响应很快，*调速都采用svpwm矢量控制方式。
参数p1300设置为22，变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前国际上的控制方式，其他方式是模拟直流电动机的参数，进行保角变换而进行调节控制的，矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制，控制简单，精确度高。
西门子变频器MicroMaster440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。
它采用*的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。*的BiCo（内部功能互联）功能有无可比拟的灵活性。
主要特征：
200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；
矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制；
高过载能力，内置制动单元；
三组参数切换功能。控制功能： 线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式；
标准参数结构，标准调试软件；
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
独立I/O端子板，方便维护；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；
内置PID控制器，参数自整定；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块；
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；
可实现主/从控制及力矩控制方式；
在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能；
灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；
快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸；
有直流制动和复合制动方式提高制动性能。
保护功能：
过载能力为200%额定负载电流，持续时间3秒和150%额定负载电流，持续时间60秒；
过电压、欠电压保护；
变频器、电机过热保护；
接地故障保护，短路保护；
闭锁电机保护，防止失速保护；
采用PIN编号实现参数连锁。
MicroMaster430
西门子变频器MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载*。功率范围7.5kW至250kW。它按照*要求设计，并使用内部功能互联（BiCo）技术，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现*功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。
主要特征：
380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW；
风机和泵类变转矩负载*；
牢固的EMC（电磁兼容性）设计；
控制信号的快速响应；
控制功能：
线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点v/f控制；
内置PID控制器；
快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸；
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块；
灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能；
三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换；
风机和泵类*功能：
多泵切换；
旁路功能；
手动/自动切换；
断带及缺水检测 ；
节能方式；
保护功能：
过载能力为140%额定负载电流，持续时间3秒和110%额定负载电流，持续时间60秒;
过电压、欠电压保护；
变频器过温保护；
接地故障保护，短路保护；
I2t电动机过热保护；
PTC Y电机保护。
西门子变频器MicroMaster420
西门子变频器MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。它友好的用户界面，让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵活方便。全新的IGBT技术、强大的通讯能力、精确的控制性能、和高可靠性都让控制变成一种乐趣。
主要特征：
200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；
380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW；
模块化结构设计，具有多的灵活性；
标准参数访问结构，操作方便。
控制功能：
线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制；
磁通电流控制（FCC），可以改善动态响应特性；
的IGBT技术，数字微处理器控制；
数字量输入3个，模拟量输入1个，模拟量输出1个，继电器输出1个；
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块/Device-Net模板；
具有7个固定频率，4个跳转频率，可编程；
捕捉再起动功能；
在电源消失或故障时具有“自动再起动”功能；
灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；
快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸；
有直流制动和复合制动方式提高制动性能；
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接。
保护功能：
过载能力为150%额定负载电流，持续时间60秒；
过电压、欠电压保护；
变频器过温保护；
接地故障保护，短路保护；
I2t电动机过热保护；
采用PTC通过数字端接入的电机过热保护；
采用PIN编号实现参数连锁；
闭锁电机保护，防止失速保护。
西门子G120C紧凑型变频器
SINAMICS G120C紧凑型变频器，在许多方面为同类变频器的设计树立了*。包括它紧凑的尺寸，便捷的快速调试，简单的面板操作，方便友好的维护以及丰富的集成功能都将成为新的标准。
SINAMICS G120C是专门为满足OEM用户对于高性价比和节省空间的要求而设计的变频器，同时它还具有操作简单和功能丰富的特点。这个系列的变频器与同类相比相同的功率具有更小的尺寸，并且它安装快速，调试简便，以及它友好的用户接线方式和简单的调试工具都使它与众不同。集成众多功能：安全功能（STO,可通过端子或PROFIsafe激活），多种可选的通用的现场总线接口，以及用于参数拷贝的存储卡槽。
SINAMICS G120C 变频器包含三个不同的尺寸功率范围从0.55kW到18.5kW。为了提高能效，变频器集成了矢量控制实现能量的优化利用并自动降低了磁通。该系列的变频器是全集成自动化的组成部分，并且可选PROFIBUS, Modbus RTU,CAN以及USS 等通讯接口。操作控制和调试可以快速简单地采用PC机通过USB接口，或者采用BOP-2（基本操作面板）或IOP（智能操作面板）来实现。