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案例頻道摘要：本文主要介紹了在地坑式繞線(xiàn)機電氣控制系統中，采用了施耐德電氣公司的Twido系列PLC、XBTG系列觸摸屏、Lexium05系列運動(dòng)控制伺服系統、ATV71系列變頻器、10/100M快速以太網(wǎng)通訊、Modbus及CANopen總線(xiàn)通訊等組成的集監視、控制、報警和高精度同步定位的控制系統。
一、引言
線(xiàn)圈的繞制是大型變壓器及電抗器的制作工藝中至關(guān)重要的環(huán)節，線(xiàn)圈繞制的好壞直接關(guān)系著(zhù)變壓器及電抗器產(chǎn)品的質(zhì)量以及各項性能指標，因此對線(xiàn)圈的繞制設備提出了更高的要求，目前線(xiàn)圈的繞制設備大多數采用手動(dòng)纏繞方式，地坑式繞線(xiàn)機不但具有手動(dòng)纏繞方式，而且還具有自動(dòng)纏繞功能，同時(shí)將機械支撐部分置于地坑中，即節省了地上空間也為地面工作帶來(lái)了很大方便。是繞制高壓、超高壓的連續式或餅式繞圈的理想設備。
二、工藝描述、控制內容及功能要求
設備簡(jiǎn)圖
地坑式繞線(xiàn)機主要由機械支撐部分、花盤(pán)旋轉系統、平臺升降系統、放線(xiàn)機構等組成。將繞制所需的導線(xiàn)通過(guò)放線(xiàn)機構纏繞在花盤(pán)旋轉系統的繞線(xiàn)模具上，根據線(xiàn)徑的大小及編碼器檢測的速度，花盤(pán)旋轉系統每轉動(dòng)一圈，平臺升降系統移動(dòng)一個(gè)線(xiàn)徑的距離，花盤(pán)旋轉系統轉動(dòng)速度越快，平臺升降系統速度也越快，反之亦然，從而將導線(xiàn)緊密的纏繞在繞線(xiàn)模具上。
2、控制內容及功能要求
- 實(shí)現花盤(pán)旋轉系統的正反向點(diǎn)動(dòng)、連續、快速停止、速度設定及顯示、匝數顯示、角度顯示、數據斷電記憶、實(shí)時(shí)反饋故障等功能?；ūP(pán)旋轉系統0-10RPM速度可調，并可根據設定匝數自動(dòng)停止。
- 實(shí)現平臺升降系統的正反向點(diǎn)動(dòng)、連續、快速停止、位置及速度顯示、設定零點(diǎn)、偏差保護、極限停止、數據斷電記憶、實(shí)時(shí)反饋故障等功能。
- 實(shí)現自動(dòng)方式下平臺升降系統根據設定的線(xiàn)徑實(shí)時(shí)跟蹤花盤(pán)旋轉系統的轉動(dòng)速度，以實(shí)現花盤(pán)旋轉系統每轉動(dòng)一圈平臺升降系統移動(dòng)一個(gè)線(xiàn)徑的距離。
- 操作界面美觀(guān)、大方，具有中英文顯示功能，設定參數可實(shí)時(shí)修改保存。
- 具有實(shí)時(shí)報警及歷史報警表，實(shí)時(shí)反饋報警信息。
3、重點(diǎn)及難點(diǎn)
- 平臺升降系統的三軸升降同步。
- 自動(dòng)方式下的平臺升降系統速度自動(dòng)跟蹤。
三、施耐德電氣產(chǎn)品解決方案
電氣配置簡(jiǎn)圖
- Twido PLC使用方便靈活，有一體式和模塊式，支持以太網(wǎng)，支持Modbus、CANopen等多種總線(xiàn)通訊方式。
- 全功率范圍ATV71系列變頻器，集成CANopen與Modbus總線(xiàn)，中文操作界面，恒轉矩輸出及PID閉環(huán)反饋調節；具有良好的轉矩特性及速度調節精度。
- 簡(jiǎn)易精致的Lexium05運動(dòng)控制器，集成CANopen與Modbus總線(xiàn)，集成EMC濾波器，寬廣強大的功率范圍，極快的控制環(huán)響應時(shí)間，精確控制，多種控制模式自由選擇。
快速的CANopen通訊，簡(jiǎn)化了PLC與伺服系統之間的繁瑣接線(xiàn)，消除了常規控制方式所帶來(lái)的種種不安全潛在因素，不需要改變任何接線(xiàn)的多模式自由切換方式使控制更為簡(jiǎn)單，信息的實(shí)時(shí)反饋確保系統可靠運行。
三軸伺服系統通過(guò)一主兩從的數頻跟隨模式，將主軸的防真編碼器信號輸出至兩個(gè)從軸，保證三軸高精度同步運行。
Twido PLC與ATV71變頻器進(jìn)行標準的Modbus總線(xiàn)通訊，簡(jiǎn)化了常規控制方式，并能實(shí)時(shí)讀取變頻器運行及故障信息。
Twido PLC的集成頻率計功能，使得系統能及時(shí)有效的反饋花盤(pán)旋轉系統的實(shí)際轉速，通過(guò)PLC運算并及時(shí)給定伺服系統的轉速，使伺服系統在自動(dòng)方式下速度跟蹤快速響應。
四、應用總結
本系統采用了施耐德電氣全套解決方案。具有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：
1、通過(guò)Modbus、Ethernet、CANopen等通訊控制方式，不但有效降低了成本、減少了客戶(hù)工作量，而且為以后系統的擴展及更新提供了方便的條件。
2、完善的故障檢測功能，保證設備運行可靠。
3、人性化的編程軟件，給客戶(hù)編程工作帶來(lái)了極大的方便。
新的控制系統不僅給客戶(hù)帶來(lái)了成本的極大優(yōu)化，并且能更好的根據工藝的要求進(jìn)行修改設計，進(jìn)一步提高了客戶(hù)在行業(yè)中的競爭力。
作者信息：
李振，男，專(zhuān)科（濟南海得控制系統有限公司；技術(shù)支持）濟南市經(jīng)七路777號泰山國際大廈19層A03室。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號