S7-200CN在铜加工行业中的应用_s7-200_电机

S7-200CN在铜加工行业中的应用

2008/11/20 0:00:00

摘要：本文介绍了S7-200CN通过USS协议控制MM440变频器来实现速度控制，是一种低成本、高性能的控制方案。

关键词：S7-200CN MM440变频器 USS协议

Abstract: This paper introduces that the S7-200CN PLC achieves speed control by the USS protocol of MM440 inverter, which is a low-cost, and high-performance control program

Key Words: S7-200CN MM440 USS

一、项目介绍

1.简介

宁波金田铜管有限公司是金田集团的全资子公司之一，现占地5.6万平方米，固定资产1．8亿元，是专业生产各种空调制冷用铜管、环保铜水管及其它铜制品的专业公司。随着空调器制造技术的不断进步，对高效、节能、环保的要求越来越高，从20世纪70年代开始，国外先后开发了使用内螺纹铜盘管和亲水铝箔制作蒸发器和冷凝器的新型空调器。内螺纹管是在光管的基础上经过旋压加工而成的，其与光管相比，可增加热交换面积2-3倍，加之形成的湍流作用，可提高热交换效率20-30%，节能15%，成为新型的换代产品。至20世纪80年代，该项技术已得到普遍应用，在主要铜盘管生产企业，内螺纹盘管的比例一般都大于50%。

苏州奥智机电设备有限公司一直致力于空调用铜、铝管加工设备的研发、设计、制造及服务，为用户提供高性价比的卓越产品。此项目中采用S7-200PLC通过USS通讯协议实现对变频器的速度控制，整个电控系统体系简明，布线简单可靠，控制运行准确平稳，收到了良好的效果。

2.简要工艺介绍

内螺纹管的制造方法目前主要有两种：

1）无缝铜管旋压成形

2）带材轧制成形—卷管及焊接

以无缝光面铜管作为母材，旋压成形仍是国内最普遍的内螺纹管生产方法。设备外观如下图：

系统主要由四个部分构成，盘拉、旋压、放料、收料。铜管穿过旋压电机内部，当管材在盘拉的牵引下前进时，旋压电机带动其内部的套环高速旋转，套环内的钢球绕铜管滚动，而铜管内衬有带螺纹沟槽的芯头，通过这种高速旋压使铜管内壁金属充分填充芯头沟槽，从而在铜管内壁形成与其齿形相同的螺纹，便称为内螺纹铜管。旋压电机其实是一个高速主轴，目前国内一些铜加工生产企业内的主轴速度大概在24000-35000RPM,主轴速度越高，对应的生产线速度就越高；在国内早期进口的一些设备上有采用磁悬浮高速主轴的，其转速大概在50000RPM，对应线速度可达120米/分。此项目中主轴速度在35000RPM时，变频器对应输出频率需达到583HZ，而MM440最大输出频率为650HZ，仍有一定余量。

生产过程：将螺纹芯头放入铜管内，制头，然后将其穿过导套，高速主轴，由夹钳将管头咬住；启动运行，由盘拉电机牵引管材，高速主轴根据工艺配比，其转速与线速度同步上升，放料、收料也按一定速度比例同步运行，在此系统中盘拉速度是基准。运行到设定圈数，剪切机构将管头剪掉，拉伸速度自动提升，同时管材排放到下部收料筐。当检测到管材尾部时，自动慢行，管尾拉出模孔后，自动停车并回原位等待下一个工作过程。

3.控制系统主要器件

1）变频器

由于成型机的负载为恒转矩负载，并要求有较大的起动力矩；根据这些特点，此系统选用MM440.

MM440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。它采用高性能的矢量控制技术，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，能满足广泛的应用场合。具有标准的RS485接口，利用MM440内部的USS标准协议，可方便组成USS串行主—从控制系统，硬件支持高达115.2Kb/s,可构成满足大多数应用场合的低成本、高性能的网络通讯控制系统。同时，可选的PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块，实现了通讯的多样性。

2） PLC

由于系统采用基于USS协议的RS-485串行总线控制方式，S7-200是不二选择。此系统中选用了新型的CPU226 CN，S7-200CN继承了S7-200的优良品质和卓越性能，适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200CN系列的强大功能使其无论在独立运行中或相连成网络皆能实现复杂控制功能，因此具有极高的性价比。

3） HMI

为了方便对系统的工艺参数，过程参数进行设置或监控，选用了西门子TP170A作为人机界面。

二、控制系统构成