西門子6SL3040-0PA01-0AA0

一 系統概述
　　某造紙廠生產線1600紙機自84年投入使用，每年都創造著良好的經濟效益，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、上網絕干量控制的改造以及新增3米大缸的改造）之后，其產質量已得到了飛躍的提高，產量由過去的年產1.１萬噸增加到1.7萬噸，質量也今非昔比。隨著產量的提高，紙機暴露出設計車速較低的問題，生產車速已經達到傳動系統的最高設計車速75米/分，并且原來的直流總軸傳動方式表現出來的速度慢、傳動效率低、耗能高、控制方式落后、維護困難等缺點，大大制約了紙廠的進一步發展。為了使產品在激烈的市場競爭中立于不敗之地，決定通過改變紙機的傳動方式，以提高紙機的生產車速，擴大產量，提高生產效率，減少設備故障和設備維護成本，以創造更大效益。
　　二 系統要求
　　原有紙機采用單直流電機總軸傳動，通過機械分配轉速的方式，如下圖所示。由于在生產過程中機械磨損、皮帶的打滑等因素，造成速度匹配失調，容易形成斷紙、厚薄不均等現象。同時由于現場高溫潮濕，使直流電機維護量增加。為了優化產品質量，提高勞動生產率，取消直流電機及其動力的機械傳動部分，在每一個傳動分部安裝交流電機，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來實現，通過*的控制方式，方便的人機交互系統，實現生產的全自動化，改造的基本目標如下：
　　1． 提高生產車速：紙機的車速由原來的最高75米/分提高至125米/分。
　　2． 操作方便：由于采用了人機接口，可以直觀的了解設備運行的參數及狀況，操作簡單，便于調試。
　　3． 節能：由于棄用了原機械傳動系統，大大降低了機械損耗，而且由于交流變頻傳動系統在運行時一部分變頻器處于發電狀態，進一步節省了電能，初步估計比原系統節電40％左右。
　　4． 可靠性高：由于棄用了機構復雜的機械傳動系統，提高了系統的可靠性，節約了維護的費用，簡化了維護的過程。
　　5． 產品質量的提高：避免了直流電機的電刷粉塵對紙張質量的影響， 各部分的負荷控制和傳動的管理比較方便，便于生產過程的自動控制和調整，降低維護費用和節省勞動力。
　　三 系統配置與功能實現
　　1．系統結構如下圖所示：
　　

2．系統原理概述：
　　通過交流變頻器控制每個傳動電機的轉動速度，經過減速箱傳遞給各個部分的傳動軸，電機的轉速通過光電編碼器反饋回變頻器，通過矢量運算，變頻器能夠確定和控制轉矩和磁通的電流分量，從而獲得同直流傳動相媲美的動態特性。上位控制系統通過總線的通訊方式控制每一臺電機的轉速，并根據工藝要求實現全線的速度同步、張力控制和加減速控制等，實現整個生產過程的監視與參數調節。
　　3．設備組成：
　　交流傳動系統采用西門子MasterDrives全數字變頻調速系統，實現高精度的矢量控制方式。整個系統采用公用直流母線工作方式，由一臺整流單元，23臺逆變單元等構成。傳動電機采用標準4極電機，增量型編碼器作為速度反饋裝置。每臺逆變單元中安裝現場總線控制卡CBP，可將調速裝置中的各種工作狀態和工作參數傳送給上級控制系統西門子S7-300 PLC，實現全線高精度的速度同步。整流單元將三相380V的交流電轉換成540V的直流電供給逆變器，當系統處于制動狀態時，可以通過制動單元制動。
　　四 使用效果分析
　　紙機傳動改造工程自籌備開始，在短短的3個月內就完成了由設計、采購到安裝調試的全過程。在停機改造期間，我們克服了種種困難，加班加點使新的傳動系統按時完成并進行了連續72小時運行的測試，其各項指針均達到了設計目標和要求。主要表現在：
　　1．系統調速精度高，性能安全、可靠、穩定。
　　由于系統的性能提高，而且操作監測方便，操作人員在引紙時的斷紙現象大為減少，并且改變了過去因車速不穩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過程中面漿的損耗，節約了生產材料。
　　2．切紙機的精度大為改善
　　切紙機的長刀過去采用的是機械調速方式，當生產中需要改變紙的分切長度時，操作人員就要手動調節長刀的機械傳動比，這種調節方式精度差，調刀時間長，這次改造中我們運用PLC來自動計算切紙長度與長刀電機的轉速關系，然后通過控制長刀電機的轉速，達到分切長度準確、調刀方便快捷的功能，其分切精度由過去的±0.2％提高到±0.1％，而調節時間由過去的10分鐘減少到現在的30秒，各項指標創造了國內同類切紙機的新記錄。
　　3．節能效果明顯
　　 紙機交流分布傳動的改造的順利完成，為企業帶來了明顯的經濟效益，并為公司的長久發展打下了堅定的基礎

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的技術數據中查到此參數，以6ES7315-2AG10-0AB0為例。

　　圖1：CPU的嵌套深度參數 2.用戶可以按照如下方式使用嵌套功能： a)在某個優先級組織塊中調用多個嵌套FC/FB。例如，在OB1（優先級為1）調用FC1，FC1中調用FC2，FC2中調用FC3，等等，一直到FC7，與OB1共8層深度。如果在FC7中又調用了FC8，此時會導致CPU停機，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（優先級為12）調用FC11，FC11中調用FC12，FC12中調用FC13，等等，一直到FC17。

　　圖2：嵌套調用 b)在某個優先級中調用某個FC，此FC多次調用自身。例如，在OB1（優先級為1）調用FC1，FC1中仍然調用FC1，用戶在FC1的程序中必須編程累計FC1被調用的次數，如果達到了7次，則需要從FC1中跳出調用（此方法即為軟件行業廣泛應用的遞歸編程方法）。如果在FC1調用自身次數超出了CPU允許的嵌套深度，此時會導致CPU停機。 3.當用戶在使用嵌套功能時，可能出現幾種錯誤： a)Thenestingdepthofblockcalls(U-Stack)istoohigh（嵌套深度太高）。例如： ?用戶在某個優先級（如OB1）中調用嵌套程序深度超出所使用CPU支持深度，如第2節(a)部分所描述。 ?用戶在某個優先級（如OB1）中調用嵌套程序深度超出所使用CPU支持深度，如第2節(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出現編程錯誤，將調用OB121。 ?如果用戶在下載的OB121中又使用了LDB1.DBB0指令，將導致CPU停機 此時CPU將報16#4573錯，如圖4所示：

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

　　圖5：分配本地數據錯誤 ?對于S7-400CPU，用戶可以在硬件配置中調節每個優先級下的本地數據大小，以6ES7412-2XG04-0AB0為例，如圖6所示：

　　圖6：分配本地數據 4.當用戶在使用嵌套功能出現錯誤時，對于支持OB88的CPU（例如S7-400CPU），可用通過下載OB88來防止CPU停機，此時CPU將處于SF狀態，但OB88不可以再出現嵌套使用錯誤，否則CPU將進入停機狀態。對于不支持OB88的CPU（例如S7-300CPU），當出現嵌套調用錯誤時，無法避免CPU進入停機狀態。 注意：本文中主要以OB1為例說明嵌套調用，在實際使用中，用戶應當注意每個優先級下對嵌套調用的注意事項