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案例頻道摘要：本文主要介紹了在地坑式繞線機電氣控制系統中，采用了施耐德電氣公司的Twido系列PLC、XBTG系列觸摸屏、Lexium05系列運動控制伺服系統、ATV71系列變頻器、10/100M快速以太網通訊、Modbus及CANopen總線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
線圈的繞制是大型變壓器及電抗器的制作工藝中至關重要的環節，線圈繞制的好壞直接關系著變壓器及電抗器產品的質量以及各項性能指標，因此對線圈的繞制設備提出了更高的要求，目前線圈的繞制設備大多數采用手動纏繞方式，地坑式繞線機不但具有手動纏繞方式，而且還具有自動纏繞功能，同時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
設備簡圖
地坑式繞線機主要由機械支撐部分、花盤旋轉系統、平臺升降系統、放線機構等組成。將繞制所需的導線通過放線機構纏繞在花盤旋轉系統的繞線模具上，根據線徑的大小及編碼器檢測的速度，花盤旋轉系統每轉動一圈，平臺升降系統移動一個線徑的距離，花盤旋轉系統轉動速度越快，平臺升降系統速度也越快，反之亦然，從而將導線緊密的纏繞在繞線模具上。
2、控制內容及功能要求
- 實現花盤旋轉系統的正反向點動、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、實時反饋故障等功能。花盤旋轉系統0-10RPM速度可調，并可根據設定匝數自動停止。
- 實現平臺升降系統的正反向點動、連續、快速停止、位置及速度顯示、設定零點、偏差保護、極限停止、數據斷電記憶、實時反饋故障等功能。
- 實現自動方式下平臺升降系統根據設定的線徑實時跟蹤花盤旋轉系統的轉動速度，以實現花盤旋轉系統每轉動一圈平臺升降系統移動一個線徑的距離。
- 操作界面美觀、大方，具有中英文顯示功能，設定參數可實時修改保存。
- 具有實時報警及歷史報警表，實時反饋報警信息。
3、重點及難點
- 平臺升降系統的三軸升降同步。
- 自動方式下的平臺升降系統速度自動跟蹤。
三、施耐德電氣產品解決方案
電氣配置簡圖
- Twido PLC使用方便靈活，有一體式和模塊式，支持以太網，支持Modbus、CANopen等多種總線通訊方式。
- 全功率范圍ATV71系列變頻器，集成CANopen與Modbus總線，中文操作界面，恒轉矩輸出及PID閉環反饋調節；具有良好的轉矩特性及速度調節精度。
- 簡易精致的Lexium05運動控制器，集成CANopen與Modbus總線，集成EMC濾波器，寬廣強大的功率范圍，極快的控制環響應時間，精確控制，多種控制模式自由選擇。
快速的CANopen通訊，簡化了PLC與伺服系統之間的繁瑣接線，消除了常規控制方式所帶來的種種不安全潛在因素，不需要改變任何接線的多模式自由切換方式使控制更為簡單，信息的實時反饋確保系統可靠運行。
三軸伺服系統通過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從軸，保證三軸高精度同步運行。
Twido PLC與ATV71變頻器進行標準的Modbus總線通訊，簡化了常規控制方式，并能實時讀取變頻器運行及故障信息。
Twido PLC的集成頻率計功能，使得系統能及時有效的反饋花盤旋轉系統的實際轉速，通過PLC運算并及時給定伺服系統的轉速，使伺服系統在自動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。具有以下幾大優點：
1、通過Modbus、Ethernet、CANopen等通訊控制方式，不但有效降低了成本、減少了客戶工作量，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，給客戶編程工作帶來了極大的方便。
新的控制系統不僅給客戶帶來了成本的極大優化，并且能更好的根據工藝的要求進行修改設計，進一步提高了客戶在行業中的競爭力。
作者信息：
李振，男，專科（濟南海得控制系統有限公司；技術支持）濟南市經七路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