西門子6SL3040-0PA01-0AA0

一 系統(tǒng)概述
　　某造紙廠生產(chǎn)線1600紙機(jī)自84年投入使用，每年都創(chuàng)造著良好的經(jīng)濟(jì)效益,，特別是自從96年以來通過一系列的改造（如二次涂布的改造,、二組烘缸提高干燥能力的改造、上網(wǎng)絕干量控制的改造以及新增3米大缸的改造）之后,，其產(chǎn)質(zhì)量已得到了飛躍的提高,，產(chǎn)量由過去的年產(chǎn)1.１萬噸增加到1.7萬噸，質(zhì)量也今非昔比,。隨著產(chǎn)量的提高,，紙機(jī)暴露出設(shè)計車速較低的問題，生產(chǎn)車速已經(jīng)達(dá)到傳動系統(tǒng)的最高設(shè)計車速75米/分，并且原來的直流總軸傳動方式表現(xiàn)出來的速度慢,、傳動效率低、耗能高,、控制方式落后,、維護(hù)困難等缺點(diǎn)，大大制約了紙廠的進(jìn)一步發(fā)展,。為了使產(chǎn)品在激烈的市場競爭中立于不敗之地,，決定通過改變紙機(jī)的傳動方式，以提高紙機(jī)的生產(chǎn)車速,，擴(kuò)大產(chǎn)量,，提高生產(chǎn)效率，減少設(shè)備故障和設(shè)備維護(hù)成本,，以創(chuàng)造更大效益,。
　　二 系統(tǒng)要求
　　原有紙機(jī)采用單直流電機(jī)總軸傳動，通過機(jī)械分配轉(zhuǎn)速的方式,，如下圖所示,。由于在生產(chǎn)過程中機(jī)械磨損、皮帶的打滑等因素,，造成速度匹配失調(diào),，容易形成斷紙、厚薄不均等現(xiàn)象,。同時由于現(xiàn)場高溫潮濕,，使直流電機(jī)維護(hù)量增加。為了優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量,，提高勞動生產(chǎn)率,，取消直流電機(jī)及其動力的機(jī)械傳動部分，在每一個傳動分部安裝交流電機(jī),，采用交流分部傳動方式,。
　　

　　在這次改造中我們采用了西門子公司的交流傳動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，通過*的控制方式,，方便的人機(jī)交互系統(tǒng),，實現(xiàn)生產(chǎn)的全自動化，改造的基本目標(biāo)如下：
　　1． 提高生產(chǎn)車速：紙機(jī)的車速由原來的最高75米/分提高至125米/分,。
　　2． 操作方便：由于采用了人機(jī)接口,，可以直觀的了解設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)及狀況，操作簡單,，便于調(diào)試,。
　　3． 節(jié)能：由于棄用了原機(jī)械傳動系統(tǒng)，大大降低了機(jī)械損耗,，而且由于交流變頻傳動系統(tǒng)在運(yùn)行時一部分變頻器處于發(fā)電狀態(tài),，進(jìn)一步節(jié)省了電能,，初步估計比原系統(tǒng)節(jié)電40％左右。
　　4． 可靠性高：由于棄用了機(jī)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械傳動系統(tǒng),，提高了系統(tǒng)的可靠性,，節(jié)約了維護(hù)的費(fèi)用，簡化了維護(hù)的過程,。
　　5． 產(chǎn)品質(zhì)量的提高：避免了直流電機(jī)的電刷粉塵對紙張質(zhì)量的影響,， 各部分的負(fù)荷控制和傳動的管理比較方便，便于生產(chǎn)過程的自動控制和調(diào)整,，降低維護(hù)費(fèi)用和節(jié)省勞動力,。
　　三 系統(tǒng)配置與功能實現(xiàn)
　　1．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
　　

2．系統(tǒng)原理概述：
　　通過交流變頻器控制每個傳動電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度，經(jīng)過減速箱傳遞給各個部分的傳動軸,，電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過光電編碼器反饋回變頻器,，通過矢量運(yùn)算，變頻器能夠確定和控制轉(zhuǎn)矩和磁通的電流分量,，從而獲得同直流傳動相媲美的動態(tài)特性,。上位控制系統(tǒng)通過總線的通訊方式控制每一臺電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并根據(jù)工藝要求實現(xiàn)全線的速度同步,、張力控制和加減速控制等,，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的監(jiān)視與參數(shù)調(diào)節(jié)。
　　3．設(shè)備組成：
　　交流傳動系統(tǒng)采用西門子MasterDrives全數(shù)字變頻調(diào)速系統(tǒng),，實現(xiàn)高精度的矢量控制方式,。整個系統(tǒng)采用公用直流母線工作方式，由一臺整流單元,，23臺逆變單元等構(gòu)成,。傳動電機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)4極電機(jī)，增量型編碼器作為速度反饋裝置,。每臺逆變單元中安裝現(xiàn)場總線控制卡CBP,，可將調(diào)速裝置中的各種工作狀態(tài)和工作參數(shù)傳送給上級控制系統(tǒng)西門子S7-300 PLC，實現(xiàn)全線高精度的速度同步,。整流單元將三相380V的交流電轉(zhuǎn)換成540V的直流電供給逆變器,，當(dāng)系統(tǒng)處于制動狀態(tài)時，可以通過制動單元制動,。
　　四 使用效果分析
　　紙機(jī)傳動改造工程自籌備開始,，在短短的3個月內(nèi)就完成了由設(shè)計、采購到安裝調(diào)試的全過程,。在停機(jī)改造期間,，我們克服了種種困難，加班加點(diǎn)使新的傳動系統(tǒng)按時完成并進(jìn)行了連續(xù)72小時運(yùn)行的測試，其各項指針均達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)和要求,。主要表現(xiàn)在：
　　1．系統(tǒng)調(diào)速精度高,，性能安全、可靠,、穩(wěn)定,。
　　由于系統(tǒng)的性能提高，而且操作監(jiān)測方便,，操作人員在引紙時的斷紙現(xiàn)象大為減少，并且改變了過去因車速不穩(wěn)定而不能解決的問題：在底層先引好紙后再上面漿,，這就大大減少了生產(chǎn)過程中面漿的損耗,，節(jié)約了生產(chǎn)材料。
　　2．切紙機(jī)的精度大為改善
　　切紙機(jī)的長刀過去采用的是機(jī)械調(diào)速方式,，當(dāng)生產(chǎn)中需要改變紙的分切長度時,，操作人員就要手動調(diào)節(jié)長刀的機(jī)械傳動比，這種調(diào)節(jié)方式精度差,，調(diào)刀時間長,，這次改造中我們運(yùn)用PLC來自動計算切紙長度與長刀電機(jī)的轉(zhuǎn)速關(guān)系，然后通過控制長刀電機(jī)的轉(zhuǎn)速,，達(dá)到分切長度準(zhǔn)確,、調(diào)刀方便快捷的功能，其分切精度由過去的±0.2％提高到±0.1％,，而調(diào)節(jié)時間由過去的10分鐘減少到現(xiàn)在的30秒,，各項指標(biāo)創(chuàng)造了國內(nèi)同類切紙機(jī)的新記錄。
　　3．節(jié)能效果明顯
　　 紙機(jī)交流分布傳動的改造的順利完成,，為企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益,，并為公司的長久發(fā)展打下了堅定的基礎(chǔ)

西門子6SL3040-0PA01-0AA0

在S7-CPU中使用嵌套程序需要注意什么，如何使用,？ 回答：S7-CPU支持嵌套程序,，但對于不同的CPU類型，在使用時需要注意一些問題,。 1.不同的CPU類型,，支持的嵌套程序深度不同，用戶可在CPU的技術(shù)數(shù)據(jù)中查到此參數(shù),，以6ES7315-2AG10-0AB0為例,。

　　圖1：CPU的嵌套深度參數(shù) 2.用戶可以按照如下方式使用嵌套功能： a)在某個優(yōu)先級組織塊中調(diào)用多個嵌套FC/FB。例如,，在OB1（優(yōu)先級為1）調(diào)用FC1,，F(xiàn)C1中調(diào)用FC2，F(xiàn)C2中調(diào)用FC3，等等,，一直到FC7,，與OB1共8層深度。如果在FC7中又調(diào)用了FC8,，此時會導(dǎo)致CPU停機(jī),，在CPU在線信息界面中可查看到此情況，如圖2所示,。用戶也可在OB35（優(yōu)先級為12）調(diào)用FC11,，F(xiàn)C11中調(diào)用FC12，F(xiàn)C12中調(diào)用FC13,，等等,，一直到FC17。

　　圖2：嵌套調(diào)用 b)在某個優(yōu)先級中調(diào)用某個FC,，此FC多次調(diào)用自身,。例如，在OB1（優(yōu)先級為1）調(diào)用FC1,，F(xiàn)C1中仍然調(diào)用FC1,，用戶在FC1的程序中必須編程累計FC1被調(diào)用的次數(shù)，如果達(dá)到了7次,，則需要從FC1中跳出調(diào)用（此方法即為軟件行業(yè)廣泛應(yīng)用的遞歸編程方法）,。如果在FC1調(diào)用自身次數(shù)超出了CPU允許的嵌套深度，此時會導(dǎo)致CPU停機(jī),。 3.當(dāng)用戶在使用嵌套功能時,，可能出現(xiàn)幾種錯誤： a)Thenestingdepthofblockcalls(U-Stack)istoohigh（嵌套深度太高）。例如： ?用戶在某個優(yōu)先級（如OB1）中調(diào)用嵌套程序深度超出所使用CPU支持深度,，如第2節(jié)(a)部分所描述,。 ?用戶在某個優(yōu)先級（如OB1）中調(diào)用嵌套程序深度超出所使用CPU支持深度，如第2節(jié)(b)部分所描述,。 此時CPU將報16#4575錯,，如圖3所示：

　　圖3：同步錯誤嵌套1 b)Thenestingdepthofsynchronouserrorsistoohigh（同步錯誤嵌套深度太高）。例如： ?用戶在OB1中使用LDB1.DBB0語句（CPU中并未下載DB1）,， ?此時CPU出現(xiàn)編程錯誤,，將調(diào)用OB121。 ?如果用戶在下載的OB121中又使用了LDB1.DBB0指令,，將導(dǎo)致CPU停機(jī) 此時CPU將報16#4573錯,，如圖4所示：

　　圖4：同步錯誤嵌套2 c)Errorduringallocationoflocaldata(分配本地數(shù)據(jù)錯誤)。對于S7-CPU每個優(yōu)先級都有對本地數(shù)據(jù)大小的限制,，如果用戶使用的范圍超出了此限制,，CPU將出現(xiàn)錯誤,。以6ES7315-2AG10-0AB0為例，其每個優(yōu)先級下的本地數(shù)據(jù)大小為512BYTE,。如下錯誤使用都可能導(dǎo)致此錯誤： ?OB1調(diào)用FC1,，F(xiàn)C1中定義的localdata（TEMP數(shù)據(jù)類型）與OB1中定義的localdata（TEMP數(shù)據(jù)類型）總和超出了CPU對此優(yōu)先級分配的localdata數(shù)量。 ?OB1中嵌套調(diào)用多個FC,，這些FC使用的localdata與OB1中定義的localdata（TEMP數(shù)據(jù)類型）總和超過了分配給此優(yōu)先級的localdata數(shù)量,。 此時CPU將報16#3576錯，如圖5所示：

　　圖5：分配本地數(shù)據(jù)錯誤 ?對于S7-400CPU,，用戶可以在硬件配置中調(diào)節(jié)每個優(yōu)先級下的本地數(shù)據(jù)大小,，以6ES7412-2XG04-0AB0為例，如圖6所示：

　　圖6：分配本地數(shù)據(jù) 4.當(dāng)用戶在使用嵌套功能出現(xiàn)錯誤時,，對于支持OB88的CPU（例如S7-400CPU）,，可用通過下載OB88來防止CPU停機(jī)，此時CPU將處于SF狀態(tài),，但OB88不可以再出現(xiàn)嵌套使用錯誤，否則CPU將進(jìn)入停機(jī)狀態(tài),。對于不支持OB88的CPU（例如S7-300CPU）,，當(dāng)出現(xiàn)嵌套調(diào)用錯誤時，無法避免CPU進(jìn)入停機(jī)狀態(tài),。 注意：本文中主要以O(shè)B1為例說明嵌套調(diào)用,，在實際使用中，用戶應(yīng)當(dāng)注意每個優(yōu)先級下對嵌套調(diào)用的注意事項