三菱變頻器外部端子調(diào)速可分為模擬量調(diào)速和多段速調(diào)速。模擬量調(diào)速可用電壓DC0~10V或電流DC4~20mA，進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。我廠用0~10V模擬電壓作為給定量 ，進(jìn)行開環(huán)調(diào)速 ；多段速采用外部輸入端子 SD﹑STF﹑RL﹑ RM﹑RH，進(jìn)行三段速調(diào)速。RL﹑RM﹑RH是低﹑中﹑高三段速速度選擇端子，SD是輸入公共端，STF是啟動(dòng)正轉(zhuǎn)信號(hào)。如圖3中，當(dāng)Y10，Y11有輸出時(shí)，變頻器為低速運(yùn)行；當(dāng)Y10，Y12有輸出時(shí)，為中速運(yùn)行；當(dāng)Y10，Y13有輸出時(shí)為高速運(yùn)行。變頻器2﹑3原理與此相同。三段速分別設(shè)置為15Hz﹑30Hz﹑45Hz。在模擬量調(diào)速時(shí)，通過調(diào)整W1﹑W2的分壓比設(shè)置KA1閉合時(shí)變頻器高速運(yùn)行，KA2閉合時(shí)為低速運(yùn)行，當(dāng)KA1﹑KA2都斷開時(shí)，變頻器為最高速；變頻器2﹑3原理與此相同。通過編程，PLC根據(jù)操作臺(tái)發(fā)出的信號(hào)，選擇控制方式：模擬量調(diào)速或多段速調(diào)速。三菱變頻器的多段速調(diào)速比模擬量調(diào)速有較高優(yōu)先級(jí)。

二． 系統(tǒng)構(gòu)成。

2． 1 工藝流程如下圖：

根據(jù)工藝要求，灌裝機(jī)前面的輸送帶分成若干段。A﹑B﹑C﹑D﹑E為輸送帶，M13﹑M14﹑M15分別為A﹑B﹑C帶的拖動(dòng)電機(jī)。D帶與灌裝機(jī)機(jī)械聯(lián)動(dòng)，E帶由另一電機(jī)拖動(dòng)。另外，各帶上均有光電傳感器探測(cè)瓶流速度。PLC根據(jù)瓶流調(diào)整各段輸送帶的速度。

2．2 電氣系統(tǒng)原略圖

變頻器1﹑2﹑3分別控制電機(jī)M13﹑M14﹑M15，主回路接線圖略。PLC為FX2N-64MR。FMA﹑11是來自灌裝機(jī)變頻器0~10V的輸出信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)隔離器的轉(zhuǎn)換作為變頻器1﹑2﹑3的控制信號(hào)。圖中KA1-6為輔助繼電器。W1-6為分壓電位器。PLC的輸入端子略。FMA﹑11是來自灌裝機(jī)主機(jī)變頻器的輸出信號(hào)。兩圖中的PLC為同一PLC，圖2中的COM6接DC24V電壓，控制輔助繼電器。

三． 控制思想

變頻器1﹑2﹑3的調(diào)速方式為兩種：1.來自灌裝機(jī)主機(jī)變頻器的模擬信號(hào)DC0~10V，經(jīng)過隔離器轉(zhuǎn)換為線性DC0~10V，再經(jīng)過電位器分壓作為變頻器1﹑2﹑3 的給定信號(hào)，以控制電機(jī)M13﹑M14﹑M15,這樣可以做到輸送帶與灌裝機(jī)的速度很好匹配;2.采用多段速控制端子SD﹑STF﹑RL﹑RM﹑RH，通過PLC編程，由PLC發(fā)出控制信號(hào)以控制速度。PLC根據(jù)灌裝機(jī)操作臺(tái)發(fā)出的信號(hào)來判斷使用那種速度控制方式，又根據(jù)瓶流情況選擇高低速。在模擬信號(hào)控制時(shí)是通過輔助繼電器KA1和KA2,KA3和KA4,KA5和KA6的組合，經(jīng)W1﹑W2,W3﹑W4,W5﹑W6分壓控制變頻器輸出速度。在多段速時(shí)通過PLC的輸出Y10﹑Y11﹑Y12﹑Y13,Y20﹑Y21﹑Y22﹑Y23,Y24﹑Y25﹑Y26﹑Y27分別調(diào)節(jié)各個(gè)變頻器的輸出頻率以達(dá)到多段輸送帶的速度匹配及與灌裝機(jī)的速度匹配。在模擬控制方式調(diào)整中，電位器分壓比的調(diào)整是個(gè)關(guān)鍵，通過生產(chǎn)調(diào)試中摸索，終于找到了比較好的速度匹配。分壓比一旦調(diào)好，不得隨意改動(dòng)。

四． 應(yīng)用效果

在兩種速度控制方式下，分別調(diào)整各變頻器的多段速度頻率及電位器的分壓比，做到了輸送帶速度與灌裝機(jī)速度很好的匹配，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。實(shí)踐證明三菱變頻器完全滿足啤酒灌裝生產(chǎn)線輸瓶帶的調(diào)速要求。提高了生產(chǎn)效率。此種變頻器控制方式也可用于其他需要速度配合的電機(jī)變頻調(diào)速。

一、選用品質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定的曳引機(jī)

電梯控制系統(tǒng)首先應(yīng)該說是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)。電梯運(yùn)行就是轎箱在導(dǎo)軌上的往復(fù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，由于其載人功能，對(duì)其可靠性、振動(dòng)噪音和舒適感提出了較為苛刻的要求。電梯機(jī)械的可靠性由機(jī)械設(shè)計(jì)和材料的選型可以完全保證。轎箱在X、Y方向的機(jī)械振動(dòng)完全靠導(dǎo)軌的安裝和導(dǎo)靴的加工精度和質(zhì)量來保證，而Z方向的機(jī)械振動(dòng)與曳 引機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變頻調(diào)速器息息相關(guān)。

曳引機(jī)是電梯運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)裝置，其性能直接關(guān)系到電梯運(yùn)行的舒適感。曳引機(jī)的機(jī)械間隙對(duì)電梯的影響主要體現(xiàn) 在電梯在加減速過程中，在電機(jī)速率發(fā)生變化時(shí)，電動(dòng)運(yùn)行和發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)將發(fā)生切換，造成電梯的振動(dòng)，極大地影響了電梯的舒適感。在電梯S曲線加減速過程 中，一般各有一兩次明顯失重或者超重感覺，并伴隨曳引機(jī)發(fā)出異響。另外，對(duì)于一些改造的雙速舊梯用曳引機(jī)，由于多次高低速切換的巨大沖擊，造成連接套軸中的橡膠墊片嚴(yán)重磨損，也會(huì)造成上述現(xiàn)象。因此，電梯廠家必須對(duì)新選型的曳引機(jī)的間隙必須提出明確的要求，并在維保時(shí)定期檢查連接軸的磨損情況。

另外，曳引機(jī)內(nèi)部齒輪或者渦輪渦桿的加工、安裝精度差、動(dòng)平衡調(diào)節(jié)不好，也會(huì)造成電梯在高速時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。筆者曾經(jīng)在某個(gè)廠家，發(fā)現(xiàn)電梯運(yùn)行的垂直振動(dòng)特別大，采用了一切辦法均無效的情況下，懷疑為曳引機(jī)問題，廠家不相信，更換市場(chǎng)上所有品牌三菱變頻器，均無改善，更換曳引機(jī)，問題得到解決。結(jié)果問題是該曳 引機(jī)生產(chǎn)廠家規(guī)模小，檢測(cè)手段落后，生產(chǎn)的曳引機(jī)，一致性難以保證，給電梯廠造成重大直接和間接的損失。因此，曳引機(jī)的選擇，不能貪圖便宜，必須選擇技術(shù)實(shí)力雄厚，檢測(cè)手段齊全，質(zhì)量保證體系健全的廠家。還有一點(diǎn)要強(qiáng)調(diào)的是，在同樣梯速情況下，以選擇曳引機(jī)減速比大的曳引機(jī)為好。因?yàn)闇p速比大，造成的倒溜 現(xiàn)象就小，啟動(dòng)舒適感就容易調(diào)整。實(shí)踐證明，同樣梯速下，采用6極電機(jī)曳引機(jī)比采用4極電機(jī)的啟動(dòng)舒適感差。本質(zhì)原因是6極電機(jī)比4極電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩并沒 有大1.5倍以上。

二、選用品質(zhì)優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)電機(jī)

在保證曳引機(jī)質(zhì)量的前提下，與曳引機(jī)配套的電機(jī)的性能也直接關(guān)系到 電梯的起制動(dòng)過程的性能，問題主要表現(xiàn)為啟動(dòng)舒適感的好壞。如果電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，在電梯松閘的時(shí)刻產(chǎn)生的倒溜就會(huì)很小。目前，在許多三菱變頻器的手冊(cè)中，有嚴(yán)重誤導(dǎo)用戶的說法。三菱變頻器可以達(dá)到200%甚至300%以上的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，實(shí)際上都是沒有實(shí)際意義的。如果一個(gè)電機(jī)的設(shè)計(jì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩 小，三菱變頻器再好，也不會(huì)產(chǎn)生大的輸出轉(zhuǎn)矩，而且還容易產(chǎn)生速度的波動(dòng)，造成振蕩。

根據(jù)異步電機(jī)的基本知識(shí)，電機(jī)的M-N曲線如圖1（a）所示，圖 中A點(diǎn)為最初啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，B點(diǎn)為最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，C點(diǎn)為額定工作點(diǎn)。其中電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 與電機(jī)的轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，轉(zhuǎn)差大，初始啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，要提高轉(zhuǎn)差，要求轉(zhuǎn)子電阻大，轉(zhuǎn)子電感小，圖1（b）示出了轉(zhuǎn)子電阻不同情況下的機(jī)械特性曲線。從圖上還可以看出，隨著轉(zhuǎn)子電阻增大，最大轉(zhuǎn)矩未發(fā)生變化，但是其對(duì)應(yīng)的最大轉(zhuǎn)差 增大，在同等負(fù)載下，轉(zhuǎn)差也增大。這就是進(jìn)口品牌電梯采用高轉(zhuǎn)差電機(jī)的原因。可是目前許多進(jìn)口品牌曳引機(jī)為了降低成本，均配備國(guó)產(chǎn)低轉(zhuǎn)差電機(jī)，轉(zhuǎn)差頻率一般小于2.5Hz，其啟動(dòng)性能大打折扣。因此在選擇曳引機(jī)品牌時(shí)，其配套電機(jī)的品牌和性能的選擇也同等重要。

三、選用性能優(yōu)良的三菱變頻器

異步電機(jī)矢量控制是完全基于電機(jī)參數(shù)的矢量控制，因此電機(jī)參數(shù)必須能夠進(jìn)行自動(dòng)學(xué)習(xí)。否則，取得不了優(yōu)越的性能。因此，首先必須選用能夠進(jìn)行電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)的三菱變頻器。其次，三菱變頻器必須具有零速150%以上的轉(zhuǎn)矩輸出，可以保證良好的啟動(dòng)和停車舒適感。另外，需要非常好的過載能力，110%的額定負(fù)載，必須連 續(xù)運(yùn)行，特別對(duì)于高層電梯，需要滿載運(yùn)行超過30S以上的，更要考慮這一點(diǎn)。一些國(guó)外廠家的三菱變頻器，100%額定負(fù)載，不能夠連續(xù)運(yùn)行60S，因此，在用 于高層電梯控制的時(shí)候，均建議放大一檔使用，給用戶造成了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

選定好三菱變頻器后，要做到比較好的舒適感，關(guān)鍵還要調(diào)試好三菱變頻器的性能 及運(yùn)行曲線。電梯在啟動(dòng)的時(shí)候，由于機(jī)械導(dǎo)靴有比較大的靜摩擦力，可以通過調(diào)節(jié)啟動(dòng)速度和啟動(dòng)速度保持時(shí)間來消除。另外，一般三菱變頻器均有速度環(huán)PI參數(shù)調(diào) 整功能，通過速度環(huán)PI參數(shù)調(diào)整，可以有效調(diào)整三菱變頻器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)速精度，可提高電梯的啟動(dòng)和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的舒適感。啟動(dòng)性能與低頻PI參數(shù)有關(guān)，可以 先將低頻I設(shè)定為零或者比較大的值，不考慮平層精度情況下調(diào)節(jié)KP，增大KP，低頻動(dòng)態(tài)響應(yīng)加快，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，但是KP過大，容易引起振蕩，啟動(dòng)和停車爬 行的舒適感會(huì)變差。因此，必須增大KP到電梯在滿載、空載情況下，不振蕩為臨界，然后可以逐步減小I參數(shù)，達(dá)到啟動(dòng)，爬行均滿意的效果。高頻PI參數(shù)調(diào)整 原則是，保證啟動(dòng)加速和停車減速過程的超調(diào)最小，一般小于2%額定速度，又要保證穩(wěn)速情況下的速度精度，一般不超過0.001m/s。先將高頻I設(shè)定為零 或者比較大的值，調(diào)節(jié)K，使參數(shù)小于電梯在高頻穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生振蕩的臨界參數(shù)，然后逐步減小I，使得超調(diào)達(dá)到要求的指標(biāo)。對(duì)于采用相同曳引機(jī)和機(jī)械的場(chǎng)合，可以 在調(diào)好一臺(tái)電梯情況下，通過鍵盤參數(shù)拷貝來實(shí)現(xiàn)復(fù)制。上述中，積分時(shí)間常數(shù)I的單位為時(shí)間單位S。特別提醒的是，目前市場(chǎng)上的絕大多數(shù)三菱變頻器PI參數(shù)采用 獨(dú)立的兩個(gè)數(shù)來調(diào)整，沒有實(shí)際物理量概念，此時(shí)的I越大，相當(dāng)于時(shí)間常數(shù)越小。

對(duì)于加減速過程中的舒適感，要通過S曲線調(diào)整來解決。一般是加速度 和減速度在0.5~1 之間，開始段急加速和結(jié)束段急減速可以調(diào)整為0.25~0.5 ，結(jié)束段急加速和開始段急減速可以在0.5~0.9 之間。S曲線的調(diào)整還與電梯的場(chǎng)所有關(guān)，對(duì)于醫(yī)院、療養(yǎng)院等對(duì)舒適感要求很高的場(chǎng)合，需要減小相應(yīng)參數(shù)，對(duì)于辦公寫字摟等需要高效率的場(chǎng)合，可以適當(dāng)增大相應(yīng)參數(shù)。結(jié)束段急加速和開始段急減速的增大，有利于克服間隙造成的加減速過程的抖動(dòng)。

四、采用最佳控制時(shí)序

最佳的控制時(shí)序是這樣的，三菱變頻器接收到運(yùn)行命令后，先進(jìn)入零速運(yùn)行過程，延時(shí)T1，保證電機(jī)勵(lì)磁達(dá)到穩(wěn)態(tài)后打開報(bào)閘，同時(shí)三菱變頻器開始運(yùn)行啟動(dòng)速度的啟動(dòng)速度 保持時(shí)間T2后是高速、低速到零速，零速運(yùn)行T3后，在保證慣性影響為零的情況下，關(guān)閉報(bào)閘，由于報(bào)閘抱緊需要一定時(shí)間，因此必須延遲T4后撤消運(yùn)行命令。按照此時(shí)序，可以保證啟動(dòng)和停車均有理想的舒適感。在艾默生TD3100三菱變頻器中，T1由F7.00設(shè)定，T2由F3.01設(shè)定，T3由F7.01設(shè)定，T4由控制決定，如果控制器延遲時(shí)間不夠，TD3100三菱變頻器將自動(dòng)延長(zhǎng)命令保持時(shí)間。

五、其他

1、啟動(dòng)補(bǔ)償

對(duì) 于1.75m/s以下的中低速電梯，由于運(yùn)行速度較低，基本不需要啟動(dòng)補(bǔ)償就可以達(dá)到比較滿意的程度。對(duì)于1.75m/s以上的中高速電梯，如果啟動(dòng)舒適 感要求比較高的場(chǎng)合，就必須添加稱重裝置，進(jìn)行啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償。一般有兩種稱重裝置，開關(guān)量檢測(cè)和模擬量檢測(cè)方式。對(duì)于開關(guān)量檢測(cè)具有成本低，但只能夠做到有級(jí)，一般安裝4個(gè)開關(guān)，可以在空載和滿載之間實(shí)現(xiàn)任意4點(diǎn)的準(zhǔn)確補(bǔ)償，但是由于是有級(jí)補(bǔ)償，還不能夠做到理想的程度。模擬量傳感器可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)補(bǔ)償，但是存在的問題是模擬量傳感器往往隨著電梯的使用，其輸出會(huì)發(fā)生偏移，造成補(bǔ)償錯(cuò)誤，效果有時(shí)會(huì)比不補(bǔ)償還差，因此需要定期對(duì)補(bǔ)償增益進(jìn)行調(diào)整。艾默生 TD3100電梯專用三菱變頻器啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償原理。

2、減振器和鋼絲繩的合理選用

許 多電梯廠家，對(duì)于減振器選用非常隨意。實(shí)際上減振器對(duì)于提高電梯的舒適感有非常重要的作用。減振器一般有曳引機(jī)底座的橡膠減振墊、轎箱底部的減振彈簧或橡膠減振墊、轎箱頂部的鋼絲繩減振器三種。曳引機(jī)底座的減振墊質(zhì)量和減振效果千差萬別，它直接影響到電梯的舒適感，特別是當(dāng)電梯上行到頂層2至4層啟動(dòng)、停 車時(shí)，問題將表現(xiàn)的異常突出。轎箱底部的減振器的質(zhì)量將直接關(guān)系到電梯穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的平穩(wěn)性，如果彈性系數(shù)大，特性太硬，將起不到減振作用，會(huì)產(chǎn)生高頻振動(dòng)，人體會(huì)感覺到麻腳的感覺，嚴(yán)重時(shí)，將造成轎箱的高頻振動(dòng)，產(chǎn)生比較大的噪音。反之，將產(chǎn)生低頻振蕩，造成人體的下沉感。因此必須合理選用。鋼絲繩的減振作 用與轎箱底部的減振器作用相同，必須根據(jù)樓層高度，選用彈性系數(shù)合理的鋼絲繩，在保證滿載情況下，伸縮量符合要求的情況下，達(dá)到良好的減振效果。另外在高層電梯上，由于鋼絲繩較長(zhǎng)，松緊程度一致性差時(shí)，容易造成高速運(yùn)行時(shí)鋼絲繩的擺動(dòng)，互相撞擊造成轎箱的振動(dòng)。一個(gè)有效的方法就是在鋼絲繩末端添加鋼絲繩減 振器，對(duì)于鋼絲繩的振動(dòng)波產(chǎn)生有效的吸收，防止反射而形成差拍現(xiàn)象。

3、編碼器的合理選用

編碼器是電梯三菱變頻器閉環(huán) 的必要器件，其合理選用對(duì)電梯的安全、可靠運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。從安裝方式上，軸套式更加可靠，但價(jià)格相對(duì)連軸式稍貴。目前許多采用連軸式編碼器廠家，由于標(biāo)準(zhǔn)連軸器在同軸度不好的情況下，很容易折斷，可靠性非常差，就自己采用非常簡(jiǎn)單的連接方式，給電梯的運(yùn)行帶來安全隱患。從接線方式上講，有推挽輸出的和 開路集電極輸出的，建議在編碼器連線超過5m以上時(shí)建議選用開路集電極編碼器，以提高抗干擾能力。

編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)一般在300以上就可以保證三菱變頻器的正常運(yùn)行，建議在成本許可的情況下，最好將編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)提高到1000到2000，可以大大提高電梯的啟動(dòng)舒適感。原因是每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)越大，啟動(dòng)溜車就容易實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)，從而達(dá)到轉(zhuǎn)矩的快速調(diào)整，減小溜車。

4、控制系統(tǒng)的合理接地

電 梯控制系統(tǒng)中，接地是一個(gè)影響可靠性的關(guān)鍵問題。由于我國(guó)供電的不規(guī)范，大多數(shù)場(chǎng)合是三相四線制，而非三相五線制，接地問題變得更加突出。在安裝調(diào)試時(shí)首先必須保證控制柜、曳引機(jī)及轎箱可靠接地或零，然后是編碼器接地。但是要強(qiáng)調(diào)的是，目前市場(chǎng)上編碼器的規(guī)范性較差，有些編碼器自身的抗干擾能力差，設(shè)計(jì)廠 家將編碼器引線的屏蔽層與編碼器外殼連接，這是非常嚴(yán)重的錯(cuò)誤。如果用戶將編碼器屏蔽層與三菱變頻器的地相接時(shí)，由于兩端接地，三菱變頻器與電機(jī)之間存在電位差，容易產(chǎn)生干擾，輕者造成電梯的低頻抖動(dòng)和隨機(jī)的過流保護(hù)，重者當(dāng)調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)曳引機(jī)沒有接地或者接地不良時(shí)，電機(jī)的漏電將造成三菱變頻器接口板的嚴(yán)重?fù)p壞。因此， 建議選用屏蔽層與外殼不連接的編碼器，實(shí)施遠(yuǎn)端一點(diǎn)接地，可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。

5、制動(dòng)電阻的合理選取

制動(dòng) 電阻是用于消耗電梯在發(fā)電過程中產(chǎn)生的回饋電能，電阻阻值的選取參考三菱變頻器說明書有關(guān)內(nèi)容以100%制動(dòng)轉(zhuǎn)矩選取，但是電阻功率大小直接關(guān)系到體積和價(jià)格，許多廠家不知道如何選取，同等功率的三菱變頻器電阻全部是一樣的。這是存在嚴(yán)重隱患的。因?yàn)殡娮璧墓β逝c樓層的高度是有關(guān)的，一個(gè)6層樓和一個(gè)30層大 樓，所用三菱變頻器可能均是15KW，但是三菱變頻器發(fā)電連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間相差5倍，其功率也需要相差5倍，才可以保證可靠性，延長(zhǎng)電阻的壽命。因此電阻的功率應(yīng)該 先按照連續(xù)制動(dòng)計(jì)算，然后根據(jù)不同樓層高度相應(yīng)地調(diào)整功率。

六、結(jié)論

本文針對(duì)曳引機(jī)、電機(jī)、三菱變頻器及運(yùn)行調(diào)試等內(nèi)容，從電氣和機(jī)械兩個(gè)方面，提出了一些提高電梯啟動(dòng)、加速、穩(wěn)態(tài)和減速停車運(yùn)行過程中舒適感的有效對(duì)策，對(duì)于電梯廠家、曳引機(jī)制造廠家及電梯改造、維護(hù)廠家均有一定的參考價(jià)值。

1、三菱觸摸屏在電力行業(yè)的應(yīng)用
電力行業(yè)近兩年的快速增長(zhǎng)，是三菱觸摸屏市場(chǎng)上的一個(gè)亮點(diǎn)。但是，目前電力行業(yè)的三菱觸摸屏市場(chǎng)的整體規(guī)模并不大。這是由于電力行業(yè)的特點(diǎn)所造成的。通常來說，電廠中的主要設(shè)備都會(huì)納入DCS系統(tǒng)，各個(gè)工程師站和操作員站只需通過DCS系統(tǒng)進(jìn)行操作監(jiān)控即可，并不需要太多現(xiàn)場(chǎng)三菱觸摸屏。三菱觸摸屏產(chǎn)品僅僅是在一些輔機(jī)或周邊設(shè)備中使用。甚至，很多新建電廠已經(jīng)將輔機(jī)也納入了DCS系統(tǒng)，加之電廠本身的環(huán)境也限制了三菱觸摸屏產(chǎn)品運(yùn)用。未來三菱觸摸屏產(chǎn)品在電力行業(yè)的增長(zhǎng)主要體現(xiàn)在電網(wǎng)系統(tǒng)中。電網(wǎng)保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)都會(huì)用到三菱觸摸屏產(chǎn)品。由于電網(wǎng)系統(tǒng)本身對(duì)通訊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求比較高，電力行業(yè)中應(yīng)用的三菱觸摸屏產(chǎn)品主要以平板電腦為主。

三菱PLC有著運(yùn)算速度高、指令豐富、功能強(qiáng)大、可靠性高、使用方便、編程靈活、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各行業(yè)對(duì)其生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)的自動(dòng)化程度要求越來越高，采用現(xiàn)代自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本起著很重要的作用。觸摸屏結(jié)合三菱PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用是一種自動(dòng)控制的趨勢(shì)，現(xiàn)在三菱觸摸屏運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)。

三菱觸摸屏和三菱PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的使用，可以讓操作者在三菱觸摸屏中直接設(shè)定目標(biāo)值（壓力及溫度等），通過三菱PLC與實(shí)際值（傳感器的測(cè)量值）進(jìn)行比較運(yùn)算，直接向變頻節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)算指令（模擬信號(hào)），調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。并可實(shí)時(shí)監(jiān)控到被控系統(tǒng)實(shí)際值的大小及變頻器內(nèi)的多個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警、記錄等功能。一般PLC結(jié)合觸摸屏的閉環(huán)調(diào)節(jié)的變頻節(jié)能系統(tǒng)。

2、三菱觸摸屏在紡織行業(yè)的應(yīng)用

城市供水以及水處理領(lǐng)域的三菱觸摸屏主要用作PLC的上位機(jī)顯示操作或者控制系統(tǒng)的工作站顯示工作狀態(tài)。在水廠，三菱觸摸屏主要用作現(xiàn)場(chǎng)操作屏，作為配套使用在工序中。在“十一五”期間，國(guó)家將重點(diǎn)解決城鎮(zhèn)污水處理率過低的情況，從根本上避免水環(huán)境的繼續(xù)惡化。據(jù)悉，其中10大流域（區(qū)域）十一五期間需新增城鎮(zhèn)污水日處理規(guī)模2,320萬噸，建設(shè)投資為551億元（其中管網(wǎng)建設(shè)投資270億元）；已建成污水處理廠配套管網(wǎng)完善需投資65億元，合計(jì)616億元。如果將珠江流域及內(nèi)陸諸河水污染治理工程考慮在內(nèi)，還需新增城鎮(zhèn)污水處理能力1,000萬噸/日，投資220億元。三項(xiàng)合計(jì)，未來國(guó)家僅污水處理方面的投資額就達(dá)836億元。對(duì)于三菱觸摸屏產(chǎn)品來說，在市政行業(yè)的機(jī)會(huì)主要是水廠的系統(tǒng)升級(jí)、設(shè)備改造以及更多廢水處理新項(xiàng)目。但是由于三菱觸摸屏產(chǎn)品在市政投資中所占比例很小，所以三菱觸摸屏產(chǎn)品在市政行業(yè)的市場(chǎng)增長(zhǎng)幅度不會(huì)太大。

在紡織行業(yè)，三菱觸摸屏產(chǎn)品主要用來設(shè)定和修改工藝參數(shù)，監(jiān)控生產(chǎn)狀況。三菱觸摸屏可以幫助工藝工程師直接變更參數(shù)，無需變更設(shè)備結(jié)構(gòu)或者控制程序。三菱觸摸屏產(chǎn)品幾乎適用于所有的紡織機(jī)械，如開棉機(jī)，梳棉機(jī)，粗紗機(jī)，細(xì)紗機(jī)，絡(luò)筒機(jī)，高檔織機(jī)，染整機(jī)械。相對(duì)而言，化纖機(jī)械使用的HMI產(chǎn)品較少，尤其在長(zhǎng)絲生產(chǎn)線。

就數(shù)量而言，紡織機(jī)械是HMI產(chǎn)品使用最多的設(shè)備，每年都有大量的三菱觸摸屏產(chǎn)品在各種紡織機(jī)械上運(yùn)用。

三菱觸摸屏I產(chǎn)品在棉紡機(jī)械上的最主要的用途是設(shè)定/更改生產(chǎn)參數(shù)，記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)，監(jiān)視生產(chǎn)狀況和報(bào)警。使用三菱觸摸屏產(chǎn)品較多的棉紡設(shè)備包括細(xì)紗機(jī)，粗紗機(jī)，精梳機(jī)，并條機(jī)和絡(luò)筒機(jī)。棉紡機(jī)械上使用較多三菱觸摸屏產(chǎn)品是文本顯示器，IPC和觸摸屏，也有部分設(shè)備使用平板電腦。

化纖的前加工設(shè)備通常都是接入到控制DCS系統(tǒng)中，相關(guān)的功能全部在中控室的操作站上完成，如參數(shù)設(shè)置，報(bào)警，數(shù)據(jù)記錄，趨勢(shì)圖等；現(xiàn)場(chǎng)的界面主要是按鈕，指示燈等。由于功能的要求，化纖后加工機(jī)械上主要使用普通IPC作為上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的調(diào)整，生產(chǎn)狀態(tài)的監(jiān)視，故障報(bào)警，通訊和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，也有少量的平板電腦在化纖后加工機(jī)械上運(yùn)用。

在織造機(jī)械領(lǐng)域，三菱觸摸屏I的使用量比較少，僅在一些高端設(shè)備上會(huì)用到一些主要以文本顯示器為主的三菱觸摸屏產(chǎn)品在印染機(jī)械上，工藝參數(shù)相對(duì)較多，參數(shù)也會(huì)經(jīng)常根據(jù)產(chǎn)品的品種和規(guī)格更換，因此在高端印染機(jī)械上三菱觸摸屏的運(yùn)用也很廣泛，三菱觸摸屏運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)并深得用戶的喜愛。

3、 三菱觸摸屏在化工行業(yè)的應(yīng)用

化工行業(yè)中的三菱觸摸屏主要用于各類生產(chǎn)設(shè)備和控制系統(tǒng)中。整體上來看，低端的文本終端產(chǎn)品用量最大，少量觸摸屏和平板電腦會(huì)被應(yīng)用在設(shè)備或者控制系統(tǒng)中。在化工行業(yè)的各個(gè)單元操作過程中，三菱觸摸屏產(chǎn)品用于設(shè)備上，監(jiān)控設(shè)備的生產(chǎn)狀態(tài)，如加熱爐，大型換熱器，吸收塔，冷卻塔，離心機(jī)，過濾機(jī)，輸送泵，以及各種反應(yīng)容器?；て髽I(yè)所采用的文本顯示器，主要同設(shè)備一齊購(gòu)買。觸摸屏和平板電腦等三菱觸摸屏主要是由系統(tǒng)集成商隨工程引進(jìn)。平時(shí)更換的零件以及備品則主要通過分銷商購(gòu)買。

4、三菱觸摸屏在塑料機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用

三菱觸摸屏產(chǎn)品在塑料機(jī)械上的運(yùn)用目的主要是操作控制和狀態(tài)監(jiān)控。目前中國(guó)的塑料機(jī)械廠商在人機(jī)界面的使用主要分為高端和普通兩種。普通塑料機(jī)械通常采用專用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，集成液晶顯示，多數(shù)屬于MCU+文本終端。絕大多數(shù)的注塑機(jī)采用這種控制/顯示方式。高端的塑料機(jī)械產(chǎn)品通常采用PLC來控制設(shè)備，以觸摸屏作為人機(jī)界面。雖然在可靠性和功能上PLC加觸摸屏的方案要好于專用電腦的方案，但是巨大的價(jià)格差距使得國(guó)內(nèi)的用戶選擇了專用電腦方案，只有少數(shù)對(duì)性能要求更加看重的用戶選用了PLC+觸摸屏的方案。

1、安裝在固定導(dǎo)水葉與活動(dòng)導(dǎo)水葉之間，同安裝在蝸殼前的球閥、蝶閥相比，縮短了整個(gè)廠房的縱向長(zhǎng)度，降低了工程造價(jià)；

2、密封性更好，能有效抑制了導(dǎo)葉漏水對(duì)導(dǎo)葉的磨損。

3、開啟、關(guān)閉時(shí)間短，能更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)對(duì)水電廠快速開機(jī)的要求并能有效地防止事故情況下的機(jī)組過速。

4、能消除機(jī)前閥門進(jìn)出口處的收縮和擴(kuò)散段伸縮節(jié)的附加水力損失。

5、圓筒閥啟閉為直線運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉時(shí)可根據(jù)水壓上升率調(diào)整關(guān)閉速度。而在圓筒閥的應(yīng)用實(shí)踐中如何保證多只接力器的同步成為筒閥控制的關(guān)鍵技術(shù)問題。下面就這一問題闡述應(yīng)用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)同步的原理和方法。

三菱PLC-FX2N系列在筒閥同步控制中的運(yùn)用是采用PLC輸出控制比例閥液壓隨動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同步

此方案采用接力器直接驅(qū)動(dòng)筒閥并控制其同步，滾動(dòng)螺旋副和鏈傳動(dòng)的同步機(jī)構(gòu)可以取消或作為輔助同步手段和保護(hù)措施。另外，接力器本身不需再設(shè)緩沖裝置，緩沖功能由PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)。采用本方案與傳統(tǒng)的同步控制系統(tǒng)相比有如下特點(diǎn)：

1）、可以靈活地改變（修改控制程序）閥門關(guān)閉開啟的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使之更符合機(jī)組運(yùn)行之需要。例如：當(dāng)事故緊急停機(jī)調(diào)速器主配拒動(dòng)而需快速關(guān)閉筒閥是時(shí)，為了即快速又不致使蝸殼及壓力鋼管水壓上升率過高可采用分段關(guān)閉的控制規(guī)律。

2）、可以取消機(jī)械同步機(jī)構(gòu)，大大簡(jiǎn)化控制操作機(jī)構(gòu)從而精簡(jiǎn)筒閥的整體結(jié)構(gòu)，節(jié)省機(jī)坑內(nèi)空間，改善運(yùn)行維護(hù)條件。

3）、減少操作執(zhí)行組件數(shù)量，降低工程造價(jià)。

4）、利用計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)方監(jiān)控提供堅(jiān)實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)控制和數(shù)據(jù)采集單元

控制系統(tǒng)基本原理：

該系統(tǒng)主要由硬件和控制軟件兩部分組成，其中硬件部分包含可編程控制器（本方案PLC選用三菱公司的FX2N-80MT）及其配套的A/D模塊、通訊模塊、接力器行程測(cè)量組件（選用磁感應(yīng)高精度、高速脈沖輸出）、信號(hào)功率放大板、液壓比例閥、電源、操作開關(guān)、按鈕以及信號(hào)燈等組成；其系統(tǒng)硬件構(gòu)成如圖一所示。軟件由三菱公司配套可在WINDOWS下編程的FXGP-WIN-C開發(fā)而得。系統(tǒng)的基本控制策略如下：整個(gè)系統(tǒng)可視為以位移量偏差為負(fù)反饋的閉環(huán)電液隨動(dòng)系統(tǒng)，在多只接力器不同步的情況下，以其中一只為基準(zhǔn)，在給定的啟、閉規(guī)律基礎(chǔ)上按經(jīng)典PI控制算法，產(chǎn)生控制量作用到液壓比例閥上，液壓比例閥控制油流量大小校正發(fā)生的不同步的偏差以保證各油缸的同步運(yùn)行。

操作顯示終端

本系統(tǒng)選用三菱的GOT940觸摸操作顯示終端，其畫面可通過配套的GT-DESIGE軟件制作并通過專用通訊電纜AC30R-9SS與PC機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送及調(diào)試。安裝此顯示終端可豐富人機(jī)界面，同時(shí)監(jiān)視多個(gè)參數(shù)，對(duì)即時(shí)分析筒閥開啟、關(guān)閉的運(yùn)行狀態(tài)提供方便。

PLC控制技術(shù)運(yùn)用于筒閥的控制，有效地解決了筒閥多只油缸的同步問題，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了油缸數(shù)量，節(jié)省了投資，充分發(fā)揮了筒閥在水輪機(jī)運(yùn)用上的多方面優(yōu)勢(shì)，而且實(shí)現(xiàn)了與計(jì)算機(jī)的通訊，為計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)方監(jiān)控提供了功能完善的現(xiàn)場(chǎng)單元。

供水管網(wǎng)的出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高水位箱、氣壓罐等設(shè)施實(shí)現(xiàn)的.近年來，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，其顯著的節(jié)能效果和可靠穩(wěn)定的控制方式，在供水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)水泵電機(jī)實(shí)行無級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量及水壓變化通過微機(jī)檢測(cè)、運(yùn)算，自動(dòng)改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前最先進(jìn)，合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。

變頻恒壓供水有一拖一、一拖二變頻供水方式。

系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：

(1)針對(duì)水泵恒壓節(jié)能控制設(shè)計(jì)

(2)內(nèi)置PID和先進(jìn)的節(jié)能軟件

(3)可實(shí)現(xiàn)一托一分時(shí)段多點(diǎn)壓力定時(shí)功能

(4）高效節(jié)能，節(jié)電效果20%～60%(根據(jù)實(shí)際工況而定)

（5）簡(jiǎn)便管理，安全保護(hù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制

（6）延長(zhǎng)設(shè)備壽命、保護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定、保減磨損、降低故障率

（7）實(shí)現(xiàn)軟啟,制動(dòng)功能

該系統(tǒng)選用三菱變頻器FR-F740系列產(chǎn)品。該系統(tǒng)中具有功能：自動(dòng)切換變頻/工頻運(yùn)行功能，變頻器提供三種不同的工作方式供用戶選擇：

方式1：基本工作方式。變頻器始終固定驅(qū)動(dòng)一臺(tái)泵并實(shí)時(shí)根據(jù)其輸出頻率：控制其他輔助泵啟停。即當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到最大頻率時(shí)啟動(dòng)一臺(tái)輔助泵工頻運(yùn)行、當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到最小頻率時(shí)則停止最后啟動(dòng)的輔助泵。由此控制增減工頻運(yùn)行泵的臺(tái)數(shù)。

方式2：交替方式，變頻器通常固定驅(qū)動(dòng)某臺(tái)泵，并實(shí)時(shí)根據(jù)其輸出頻率，使輔助泵工頻運(yùn)行，此方式與方式0不同之處在于若前一次泵啟動(dòng)的順序是泵1→泵2，當(dāng)變頻器輸出停止時(shí)，下一次啟動(dòng)順序變?yōu)楸?→泵1。

方式3：直接方式。當(dāng)啟信號(hào)輸入時(shí)變頻器啟動(dòng)第一臺(tái)泵當(dāng)該泵達(dá)到最高頻率時(shí)，變頻器將該泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器啟動(dòng)下一臺(tái)泵變頻運(yùn)行，相反當(dāng)泵停止條件成立時(shí)，先停止最先啟動(dòng)的泵。

三菱變頻器FR-F740系列產(chǎn)品系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：
(1)由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時(shí)，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。

(2)因?qū)崿F(xiàn)恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力。

(3)水泵電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)方式，按設(shè)定的加速時(shí)間加速，避免電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊，對(duì)電網(wǎng)電壓造成波動(dòng)的影響，同時(shí)也避免了電動(dòng)機(jī)突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。

(4)由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運(yùn)行過程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可節(jié)約可觀的電能，其經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。由于其節(jié)電效果明顯，所以系統(tǒng)具有收回投資快，而長(zhǎng)期受益，其產(chǎn)生的社會(huì)效益也是非常巨大。

監(jiān)控站(上位機(jī))采用基于Windows2000操作系統(tǒng)，選用“組態(tài)王”組態(tài)軟件完成監(jiān)控畫面組態(tài)、變量定義、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)畫面組態(tài)、實(shí)時(shí)歷史曲線畫面組態(tài)、報(bào)表組態(tài)。

一、現(xiàn)場(chǎng)液位傳感器采用超聲波液位計(jì)，能精確的采集現(xiàn)場(chǎng)液位信號(hào)，再通過三菱變頻器對(duì)水泵進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的PID調(diào)節(jié)。整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)際I/O點(diǎn)總計(jì)如下：

數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù):DI90點(diǎn)DO58點(diǎn)

模擬量I/O通道:AI8點(diǎn)AO8點(diǎn)

二、系統(tǒng)組網(wǎng)和PLC編程

兩個(gè)監(jiān)控站(上位機(jī))之間采用以太網(wǎng)通訊，“組態(tài)王”組態(tài)時(shí)只需將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)定為“Web”通訊。其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)預(yù)裝有GXDEVELOPERVer8.0軟件，完成PLC程序設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試工作以及和上位機(jī)的通訊。如果需要可以隨時(shí)對(duì)程序運(yùn)行監(jiān)控和編輯。

三、PLC程序結(jié)構(gòu)

PLC程序編程可分為五部分:第一部分是設(shè)備的邏輯順序啟車；第二部分是設(shè)備的邏輯停車；第三部分是設(shè)備故障邏輯停車；第四部分是設(shè)備非連鎖狀態(tài)的單機(jī)運(yùn)行；第五部分是模擬量的PID調(diào)節(jié)(PID調(diào)節(jié)編程可以參考PIDControlInstructions)。

PLC控制系統(tǒng)配置包含有數(shù)字輸入、輸出模塊、模擬量模塊、電源模塊、CPU模塊等。通信模塊控制變頻器的運(yùn)行頻率，進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。PLC輸入數(shù)字信號(hào)有：控制調(diào)度絞車運(yùn)行的正轉(zhuǎn)指令信號(hào)，反轉(zhuǎn)指令信號(hào)，停機(jī)指令信號(hào)，低速指令，中速指令，急停指令，變頻器故障復(fù)位，控制調(diào)度絞車的東限位開關(guān)信號(hào)，西限位開關(guān)信號(hào)，斷繩保護(hù)信號(hào)，變頻器故障信號(hào)。PLC輸出信號(hào)有開停機(jī)信號(hào)，正反轉(zhuǎn)信號(hào)，復(fù)位、急停及各種狀態(tài)指示信號(hào)。PLC的模擬量輸出信號(hào)用來控制變頻器的運(yùn)行頻率。PLC通過程序?qū)斎胫噶钚盘?hào)進(jìn)行各種邏輯處理，轉(zhuǎn)換成一套高效執(zhí)行的控制指令，控制執(zhí)行元件，完成自動(dòng)化控制功能。

系統(tǒng)主要功能具有功能：　1、監(jiān)控功能 　　2、調(diào)節(jié)控制功能 3、報(bào)警功能 　4、系統(tǒng)聯(lián)鎖功能 5、通訊狀態(tài)顯示功能 　6、報(bào)表記錄功能 7、曲線功能 8、權(quán)限功能。

由于玻璃鉆飾品外型的特異性，玻璃鉆飾品的加工和檢測(cè)基本上處于手工或半手工狀態(tài)，耗費(fèi)較大的人力資源，很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的均衡性和持續(xù)性。玻璃鉆飾自動(dòng)磨鉆機(jī)，就是運(yùn)用三菱FX2N系統(tǒng)集成在玻璃鉆飾自動(dòng)磨鉆機(jī)上，設(shè)備的自動(dòng)化程度較高，設(shè)備的控制核心由三菱PLC-FX2N系列和擴(kuò)展模塊以及FX2N-1PG特殊模塊集成，這些產(chǎn)品都是相當(dāng)成熟的了。

夾具翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是可帶動(dòng)夾具翻轉(zhuǎn)180°的、可沿著機(jī)架上的導(dǎo)軌和齒條作水平/上下運(yùn)動(dòng)的由齒輪付及翻轉(zhuǎn)架。夾具分度機(jī)構(gòu)包括緊套在粘桿中段的球形鉸鏈、緊連在粘桿頂端的十字萬向節(jié)以及推動(dòng)十字萬向節(jié)頭作多向平移的氣缸組。具有更為合理的夾具結(jié)構(gòu)，自動(dòng)化程度高，能減少人工用量、提高產(chǎn)品質(zhì)量。

設(shè)備控制有手動(dòng)、自動(dòng)、停止三種方式,在自動(dòng)方式下又分為全自動(dòng)和單步自動(dòng)兩種，停止也分為自然停止和緊急停止兩種。

本系統(tǒng)由一個(gè)FX2N-128MR-001主體CPU，一個(gè)FX2N-48ER擴(kuò)展模塊，四個(gè)脈沖定位控制模塊FX2N-1PG，一個(gè)人機(jī)界面（HMI）四個(gè)步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊組成。

HMI與PLC直接通過通訊口進(jìn)行通訊，系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置以及手動(dòng)時(shí)的各部件的操作均通過HMI進(jìn)行；FX2N-48ER作為系統(tǒng)的自然擴(kuò)展,自動(dòng)識(shí)別，直接利用其I/O點(diǎn)；四個(gè)FX2N-1PG上與PLC以FROM/TO指令進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，下輸出高速正(或反)脈沖對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行控制，完成定位驅(qū)動(dòng)控制。

本系統(tǒng)實(shí)際要求輸入點(diǎn)128點(diǎn)，輸出點(diǎn)75點(diǎn)，在上面的配置中輸出點(diǎn)數(shù)共84點(diǎn)，輸入點(diǎn)數(shù)共84點(diǎn)，不足夠的輸入點(diǎn)由觸摸屏軟元件滿足，整個(gè)系統(tǒng)配置的I/O總數(shù)如下:128+48+32（每個(gè)特殊模塊點(diǎn)用8個(gè)I/O點(diǎn)），共208點(diǎn)，沒有超過系統(tǒng)最大配置容量256點(diǎn) 。

系統(tǒng)運(yùn)行幾個(gè)月來,平均每天工作約十六個(gè)小時(shí)，系統(tǒng)一直運(yùn)行很好，說明控制系統(tǒng)的選擇和集成是成功的。說明三菱FX2N系統(tǒng)集成在玻璃鉆飾自動(dòng)磨鉆機(jī)上是成功的。

靠以前簡(jiǎn)單的技術(shù)和廉潔的勞動(dòng)力生產(chǎn)，早已滿足不了現(xiàn)代人們的生活需求了。工廠自動(dòng)化是提高機(jī)械產(chǎn)品性能、提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的必經(jīng)之路，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及電力電子等技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，其重要性也日益凸顯，其在紡織機(jī)械中的應(yīng)用必將越來越廣泛。調(diào)研結(jié)果顯示，更多高端紡機(jī)廠商已從最初的PLC、變頻器、伺服等單一自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用，深入到對(duì)多自動(dòng)化產(chǎn)品綜合應(yīng)用、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)數(shù)字一體化生產(chǎn)制造的需求。這是高科技含量高，生產(chǎn)質(zhì)量?jī)?yōu)，節(jié)約勞動(dòng)力成本。為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的后盾。

棉紡織設(shè)備較有代表性的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其特點(diǎn)是：（1）由計(jì)算機(jī)控制多臺(tái)變頻器，交流伺服驅(qū)動(dòng)器，再分別控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步傳動(dòng)系統(tǒng)。（粗紗機(jī)為二、三或四臺(tái)電機(jī)的三種方案，分條整經(jīng)機(jī)為五套電機(jī)，漿紗機(jī)為七臺(tái)電機(jī)），其中三菱伺服MR-J3系列是比較新的產(chǎn)品，性能比較優(yōu)越，是我們常選用的伺服電機(jī)之一。

（2）均采用傳感技術(shù)，檢測(cè)紗線張力，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)張力控制。

（3）采用計(jì)算機(jī)軟件來完成粗紗的卷繞成形功能和實(shí)現(xiàn)經(jīng)軸、織軸的理想卷繞。

近十多年來，我國(guó)紡織機(jī)械行業(yè)的自動(dòng)化水平有了明顯的提高，三菱自動(dòng)化產(chǎn)品是許多廠商所熟悉的，隨著自動(dòng)化產(chǎn)品的發(fā)展，三菱已由單一的變頻器生產(chǎn)研發(fā)廠家發(fā)展到現(xiàn)在能為客戶提供PLC、溫控器、計(jì)數(shù)器、人機(jī)界面、變頻驅(qū)動(dòng)器、伺服驅(qū)動(dòng)器、數(shù)控系統(tǒng)等多元化產(chǎn)品，在冶金、紡織、醫(yī)藥等幾十個(gè)行業(yè)都有更廣泛的應(yīng)用。尤其在紡織行業(yè)占據(jù)了很大的市場(chǎng)份額。

（1）控制的核心部件是PLC，在整個(gè)控制系統(tǒng)起著舉足輕重的作用，選型的時(shí)候要考慮其存儲(chǔ)容量和處理速度。根據(jù)控制要求需要的輸入24點(diǎn)、輸出24點(diǎn)，并且需要兩個(gè)通訊端口，其一RS485通訊端口來控制時(shí)時(shí)給定頻率，來達(dá)到電機(jī)的時(shí)時(shí)速度控制，還要根據(jù)紡紗工藝要求寫入變頻器的參數(shù)；其二連接上位機(jī)觸摸屏（HMI），來實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。依據(jù)上述要求選型為主模塊DVP32E（數(shù)量1個(gè)）、擴(kuò)展模塊DVP08（數(shù)量2個(gè)）。

（2）整合計(jì)算整機(jī)的實(shí)際功率為8-9kw（每臺(tái)設(shè)備安裝時(shí)的機(jī)械間隙不一樣，導(dǎo)致設(shè)備的實(shí)際功率也有所不同），選用10kw的電機(jī)，遵循適當(dāng)放大的原則。這樣可以有效的一致新設(shè)備在最初運(yùn)行時(shí)由于機(jī)械沒有磨合好產(chǎn)生的誤報(bào)警。

（3）人機(jī)界面的選擇很重要，它是人機(jī)交流的主要途徑，每天設(shè)備和人接觸最多的就是人機(jī)界面，它不僅要求外型美觀，而且還要耐用，在紡紗廠環(huán)境這樣比較惡劣的條件下24小時(shí)能夠保障無故障長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

在80年代我國(guó)懸錠粗紗機(jī)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了變頻調(diào)速技術(shù)，但當(dāng)時(shí)由于PLC在紡織領(lǐng)域沒有很廣泛的應(yīng)有，所以在粗紗機(jī)功能上也沒有深入的開發(fā)。隨著工控產(chǎn)品本身功能的增強(qiáng)和對(duì)紡織工藝更深入的了解，粗紗機(jī)的功能有了新的開發(fā)。

雖然現(xiàn)代變頻器被更廣泛的推廣，但由于有些紡紗廠的技術(shù)力量薄弱，對(duì)變頻器的參數(shù)設(shè)定有一定的難度，紡織工藝的變動(dòng)，往往需要設(shè)備生產(chǎn)廠家的技術(shù)工程師來更改，這樣既耽誤生產(chǎn)，又增加了售后服務(wù)成本?；谶@點(diǎn)考慮開發(fā)的變頻器參數(shù)通訊寫入，只需在人機(jī)界面修改參數(shù)，點(diǎn)擊寫入即可。既方便有降低了操作難得。

在粗紗機(jī)生頭、斷紗接頭時(shí)，都需要把錠翼停到一個(gè)固定的角度，這樣擋車工才易于操作，在早期的粗紗機(jī)是沒有定位停車功能，需要擋車工手動(dòng)扳動(dòng)錠翼，這種錯(cuò)誤操作往往對(duì)紗線的質(zhì)量產(chǎn)生破壞，容易產(chǎn)生細(xì)節(jié)。定位停車功能就能解決這個(gè)問題，當(dāng)粗紗斷紗報(bào)警停車停車時(shí)，錠翼停在一個(gè)易于接頭的角度，不用再手動(dòng)扳動(dòng)錠翼，降低了勞動(dòng)輕度，提高了紡紗質(zhì)量。

由于錠翼通道對(duì)速度的變化產(chǎn)生的摩擦力是不一樣，速度的大幅跳躍會(huì)對(duì)紗線的張力長(zhǎng)生很大的影響，本功能是根據(jù)紡織工藝的要求，在小紗低速時(shí)逐漸的調(diào)高輸出頻率，中紗恒速，大紗逐漸的降低速度，每次根據(jù)換向次數(shù)跳動(dòng)很小的頻率，是變化頻率不造成對(duì)紗線張力的負(fù)面影響。

空壓機(jī)主電機(jī)運(yùn)行方式為星型到三角降壓起動(dòng)后再全壓運(yùn)行，即壓力達(dá)到上限時(shí)關(guān)閥，壓縮機(jī)空載運(yùn)行；壓力抵達(dá)下限時(shí)開閥，壓縮機(jī)加載運(yùn)行。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力上限值，控制器使進(jìn)氣閥關(guān)閉，壓縮機(jī)空載運(yùn)行，直到系統(tǒng)壓力降到壓力下限值后，控制器使進(jìn)氣閥重新打開，排氣閥關(guān)閉，壓縮機(jī)打開，壓縮機(jī)滿載運(yùn)行,不斷重復(fù)上述過程。空氣壓縮機(jī)的排氣量和壓力，在運(yùn)轉(zhuǎn)中也不是不變的，常因工況變化導(dǎo)致用氣量變化，所以空氣壓縮機(jī)工作時(shí)總是在重復(fù)滿載－卸荷工作方式。滿載時(shí)的工作電流接近電動(dòng)機(jī)的額定電流，卸荷時(shí)的空轉(zhuǎn)電流約為30-50％電動(dòng)機(jī)額定電流，這部分電流不是做有用功，而是機(jī)械在額定轉(zhuǎn)速下的空轉(zhuǎn)損耗，那空壓機(jī)如何用三菱變頻器來改造。

為了更好的節(jié)能資源，我們采用具有矢量控制功能的三菱變頻器，可使電機(jī)在低速時(shí)也能提供滿足負(fù)載需要的轉(zhuǎn)矩。同時(shí)，三菱變頻器的自動(dòng)節(jié)能模式，可使電機(jī)在滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩要求下以最小電流運(yùn)行，達(dá)到更好的節(jié)電效果。

空壓機(jī)如何用三菱變頻器來改造這里提出的方法是，采用恒壓供氣變頻控制系統(tǒng)所帶來的效果如下：

（1）、 出氣口釋放閥全部關(guān)閉，取消用出氣口釋放閥調(diào)節(jié)供氣量方式，以避免由此導(dǎo)致的電能浪費(fèi)。代之以三菱變頻器調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整氣體流量，使電機(jī)輸出的功率與流量需求基本上成正比關(guān)系（如圖1所示），始終使電機(jī)高效率工作，以達(dá)到明顯的節(jié)電效果。例如當(dāng)用氣量是額定供氣量的50%時(shí)，節(jié)電率可達(dá)40%以上；

（2）、利用三菱變頻器的節(jié)能模式，可使電機(jī)在輕載時(shí)以最高效率運(yùn)行，減少不必要的電能損耗；

（3）、根據(jù)嚴(yán)格的EMS標(biāo)準(zhǔn)，高效的PWM三菱變頻器使用高速低耗的IGBT，降低諧波失真和電機(jī)的電能損失。

（4）、可使電機(jī)起動(dòng)、加載時(shí)的電流平緩上升，沒有任何沖擊；可使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；避免因電流峰值帶來的電力公司的罰款；

（5）、采用變頻控制系統(tǒng)后，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；

（6）、由于電機(jī)在高效率狀態(tài)下運(yùn)行，功率因數(shù)較高，降低了無功損耗，節(jié)約了大量電能。

（7）、保存原釋放閥系統(tǒng)，在必要時(shí)可參加調(diào)節(jié)，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。

總之，空壓機(jī)如何用三菱變頻器來改造這個(gè)問題，采用恒壓供氣智能控制系統(tǒng)后，不但可節(jié)約30～40%的電力費(fèi)用，延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命，并可實(shí)現(xiàn)”恒壓供氣”的目的，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

陶瓷印花:陶瓷裝飾的一種。1、用刻有裝飾紋樣的印模，在尚未干透的胎上印出花紋。2、用刻有紋樣的模子制坯，使胎上留下花紋。3、為絲網(wǎng)印花，分釉上絲網(wǎng)印花和釉下絲網(wǎng)印花兩種，是將彩料通過花樣絲網(wǎng)套印在制品上，層次豐富，立體感強(qiáng)。今天重點(diǎn)介紹的是下面的內(nèi)容，制陶工藝加入現(xiàn)代高科技產(chǎn)品，如何應(yīng)用三菱plc對(duì)陶瓷印花機(jī)改造。

一、 引言：陶瓷業(yè)印花機(jī)的主要作用是將半成品瓷磚磚坯經(jīng)過施釉后，在磚坯上印上各式各樣的圖案，以利于磚坯的進(jìn)一步處理。印花工序的高效和穩(wěn)定直接影響著生產(chǎn)進(jìn)度和效益。目前，國(guó)內(nèi)的印花機(jī)大多是由單片機(jī)控制，配合變頻器調(diào)速完成全部工作。由于單片機(jī)抗干饒能力弱，對(duì)技術(shù)員的要求高，印花機(jī)使用多年后故障明顯增多，故決定對(duì)其進(jìn)行改造。

二、 解決方案

在原有設(shè)備基礎(chǔ)上，去掉單片機(jī)控制板，新增三菱plc可編程序控制器和三菱人機(jī)界面各一臺(tái)，利用三菱plc控制，完成印花機(jī)刮刀動(dòng)作、網(wǎng)板的升降、磚坯的進(jìn)、出和幾個(gè)氣閥的控制任務(wù)。人機(jī)界面的作用是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控、顯示和修改參數(shù)，發(fā)送控制命令以及對(duì)報(bào)警的顯示處理等。下面重點(diǎn)介紹如何應(yīng)用三菱plc對(duì)陶瓷印花機(jī)改造。

三、 控制要求及性能

1、手動(dòng)操作：能在手動(dòng)狀態(tài)令步進(jìn)電機(jī)進(jìn)磚、網(wǎng)板升降、印花刮刀進(jìn)退等動(dòng)作，以利于檢查機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是否正常工作；當(dāng)需要手動(dòng)擦拭網(wǎng)板時(shí)，只要在人機(jī)界面上按下相關(guān)按鈕就可實(shí)現(xiàn)。

2、自動(dòng)狀態(tài)：設(shè)備在正常狀態(tài)，處于初始位置，當(dāng)檢測(cè)到磚到位信號(hào)后，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)磚，把磚坯輸送到印花工位；同時(shí)令刮刀電機(jī)動(dòng)作，把釉料均勻分布在網(wǎng)板上。進(jìn)磚完畢及刮刀動(dòng)作到印花工位，網(wǎng)板下降、刮刀電機(jī)勻速后退，完成印花的一個(gè)循環(huán)。

3、變頻器：在印花過程中，通過調(diào)整變頻器速度以獲得最佳印花效果。

4、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)：為了減少磚坯運(yùn)行過程中的誤差，使用了三菱plc的脈沖加減速功能，使磚坯實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)定位，準(zhǔn)確停留在印花工位。

5、人機(jī)界面：應(yīng)能在人機(jī)界面上顯示各相關(guān)參數(shù)，可以修改磚坯設(shè)定尺寸、步進(jìn)電機(jī)加減速曲線、刮刀電機(jī)加減速曲線以及啟動(dòng)和停止印花機(jī)。當(dāng)刮刀電機(jī)過載、變頻器報(bào)警、印花機(jī)運(yùn)行中異常，均能在人機(jī)界面上顯示出來，方便維修人員快速查找故障。

四、應(yīng)用程序

1、高速計(jì)數(shù)器：本糸統(tǒng)中，編碼器采用增量型，每轉(zhuǎn)發(fā)出100個(gè)脈沖。在PLC的糸統(tǒng)設(shè)置中，設(shè)置高速計(jì)數(shù)器工作模式為：遞增，軟件復(fù)位。采用計(jì)數(shù)-查看中斷方式實(shí)現(xiàn)位置判斷。在對(duì)高速計(jì)數(shù)器的初使化過程中，應(yīng)手動(dòng)令刮刀電機(jī)運(yùn)行一個(gè)行程，取得刮刀運(yùn)行一周需要的總脈沖數(shù)，并把總脈沖數(shù)存在HR5、HR6通道中，為以后的刮刀運(yùn)行加、減速位置叛斷提供依據(jù)。

2、高速脈沖輸出：設(shè)置脈沖0的當(dāng)前坐標(biāo)糸統(tǒng)為相對(duì)坐標(biāo)糸統(tǒng)。有本方案中，使用帶有梯形加、減速曲線的脈沖輸出方式，使磚坯準(zhǔn)確到達(dá)指定印花工位。在初使化程序中，設(shè)置好輸出脈沖總數(shù)、脈部的啟動(dòng)頻率和加減速變化率。

3、人機(jī)界面：設(shè)置三菱人機(jī)界面的站號(hào)為0。以上設(shè)置必須與三菱plc的設(shè)置相對(duì)應(yīng)。人機(jī)界面設(shè)計(jì)有三個(gè)畫面，一個(gè)是自動(dòng)運(yùn)行畫面，第二是參數(shù)修改畫面，第三個(gè)是報(bào)警顯示畫面。

自動(dòng)屏：該屏可以啟動(dòng)印花機(jī)，可以切換到手動(dòng)屏和參數(shù)屏。還能監(jiān)控輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)。在該屏底部設(shè)置有一個(gè)走馬燈，當(dāng)印花機(jī)出現(xiàn)故障后，故障信息會(huì)從右至左顯示出來。

手動(dòng)屏：在該屏，可以手動(dòng)運(yùn)行各氣閥和步進(jìn)電機(jī)，調(diào)整各機(jī)械機(jī)構(gòu)性性能。

參數(shù)屏：在該屏，可以設(shè)置各參數(shù)，方便操作人員調(diào)整印花工藝。通過設(shè)置磚尺寸獲得步進(jìn)電機(jī)的總行程，通過設(shè)置步進(jìn)電機(jī)初速度、終速度、加速度，可以獲得完美的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)曲線；通過設(shè)置第一、二、三、四角度點(diǎn)，可以獲得刮刀的運(yùn)動(dòng)曲線，使刮刀平穩(wěn)的運(yùn)行。

五、結(jié)束語

本文就如何應(yīng)用三菱plc對(duì)陶瓷印花機(jī)改造進(jìn)行了敘述，本方案使用三菱plc、人機(jī)界面、步進(jìn)電機(jī)對(duì)印花機(jī)的改造方案。用三菱plc搭建的控制糸統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)印花機(jī)的自動(dòng)化控制，提高了糸統(tǒng)可靠性和抗干饒能力，而且降低了設(shè)備的維修費(fèi)用，打破了制造廠家的技術(shù)壟斷，降低了對(duì)技術(shù)人員的要求。因此，該糸統(tǒng)具有一定的推廣價(jià)值。本糸統(tǒng)只是對(duì)三菱plc、三菱人機(jī)界面、步進(jìn)電機(jī)搭建糸統(tǒng)的初步探討，在此設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，還可以使用三菱伺服電機(jī)作為皮帶的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)良的定位效果。此外，還可以增加DA模塊，取代變頻器的多段速功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)刮刀電機(jī)的無級(jí)調(diào)速。