西门子S7-200在控制系统中的应用
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摘要：本文介绍S7-200在收卷机上的应用，S7-200作为西门子公司推出的一款控制器，特别是、稳定性、可靠性的性能在各行各业应用广泛。
分切机原来的边料收卷装置采用与普通收卷相同的收卷电机进行边料收卷，由于收卷方式上的局限性，可收的边料最小宽度比较宽，对塑料薄膜造成很大浪费。
新的方案是在分切机边料位置安装一套独立的边料收卷装置，该系统以分切机薄膜线速度、边料收卷轴的周长值为参考值，同时控制边料薄膜张力，保证边料收卷和正常收卷过程严格同步。
边料收卷轴的周长通过安装在收卷轴上的编码器测量得到，首先确定收卷轴最大时为参考点，根据编码器值计算得到收卷轴周长。
边料张力通过安装在张力轴上的编码器得到，张力气缸提供的张力和边料的张力在平衡点附近波动，当平衡被破坏时，张力轴发生偏移，通过编码器可测到偏移量，然后通过调整边料电机的速度保证张力稳定在中心点。
2.系统硬件配置
伺服控制器和伺服电机 5.5kW、可编程控制器 S7-200系列TD200显示操作界面、旋转编码器500脉冲变频器、接近开关
3.系统控制功能
（1）手动调整功能：手动进行各被控设备的启停和位置调整；（2）系统复位：当系统重新上电时，对编码器零点的校正。（3）手自动切换：切换到自动时跟随主机工作。（4）故障报警和恢复。（5）自动过程同步控制：边料收卷电机严格与分切机薄膜速度同步，保证在任何情况下边料收卷线速度都和分切机薄膜速度以致。
4.系统特点：
（1）采用西门子高动态响应伺服系统，动态响应速度高，滞后小，可实现速度严格同步，同步速度额定值3000rpm。（2）采用了缠绕式边料收卷方式，最小边料宽度减少为原来的一半以上，大大节省了薄膜浪费。（3）系统稳定可靠，边料收卷不影响正常的分切机工作。（4）可适应厚度为3μ的产品。
5.计算方法
分切机线速度和卷绕电机转速的关系为：
通过上述公式，得到卷绕电机的参考转速，实际转速输出还要考虑张力变化带来的影响，实际转速输出
6.参数设定
（1）电机参数
P071：供电电压，对于变频器＝380，对于逆变器来说，＝510。
P095：电机类型，同步伺服电机＝1。
P096=38：1FT6084电机。
P130：电机编码器类型，SBM2＝3，SBR1=1。
（2）通讯参数
P700.1=0：USS通讯地址
P701.1=7：通讯速率为19200
P702.1=127：PKW字P703.1=2：PZD字
（3）编码器参数
对于电机编码器，根据所选电机类型和编码器模板确定。
对于SBM2作为电机编码器：P136=11，P144=2048
（4）驱动器启停故障参数
故障复位：P565=P566=P567=18
驱动器启停：P554=20
故障输出：P652=106
运行信号：P651=104
（5）控制参数
KK862=K011*(KK142/KK141)，其中P775.2=KK142=3333
(通过U840.02=K011,U844.01=KK142,U844.02=KK141计算得到KK862,其中U841.01=100,U841.02=100,U953.57=6)
PID参数：
1．U352=K2002，张力设定来自通讯
2．U355=K0424(通过实际编码器的值KK125分解取低位得到K0424，U71.1=KK125，使能U952.88=6)实际张力来自SBP检测值,
3．比例P值=KK473，KK473=KK144/KK143(计算通过U113.1=KK144,U113.2=KK143,使能U951.43=6,KK144通过通讯写P775.4得到收卷的直径，KK143＝1000通过手写P775.3得到，P值会随着收卷直径的增大而减小,U364.1=0.27；
4．U351=0(为PID控制)，U358=0.8(滤波时间)，U366=21.57(I参数)，U367=0.33(D参数)，U350=104(PID运行使能，驱动器运行时使能PID控制器)；
5．手动自动切换KK526=U177.1=KK450,U177.2=0040,切换U176=2100通过通讯写入,
结论：S7-200 TD400应用增加西门子控制器增加了很多实用的功能，降低了使用者的编程难度，与同类产品相比较更能表现它的优势。它将在越来越多的行业被应用。此系统应用至今效果良好，收到广大客户一致好评。
参考文献：
[1]西门子设备手册
[2]张池,杨琳.基于PLC与变频器的造纸机张力控制系统[J].中国造纸,2010,29(9):53-55