西门子6ES7214-2AD23-0XB8详细说明

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1 引言

近年台达推出多款PLC及通讯模块，其中28SV型晶体管输出PLC以其强大的脉冲采集、脉冲输出功能，以及对丰富的位置控制指令的支持受到极大的关注，表现出了广阔的应用前景。

28SV11T主机在钻孔中心机上的应用，使用到内建的四路200K高速脉冲输出控制3台V系列变频器（通过扩展PG卡）的速度以及一台三菱伺服的定位，使其在不同的工序中方便的切换不同的加工速度，保在不同的加工工序中，如钻孔、镗孔中的加工精度。

2 钻孔加工中心工艺流程

自动加工流程

自动加工流程又分为三个工艺流程，分别为中心钻加工流程、深孔钻加工流程以及铰&镗加工流程，具体如下：

（1）中心钻加工流程

启动信号

Y20=OUT Y30=OUT Y40=OUTX63=1 X64=0 中心钻

伺服往工件方向快速移动，到设定工件坐标零点(中心钻)Y0 Y1

伺服进给速度,深度 加工(用户可调整)主轴转速中心钻 Y60=1切削液 Y55=1

进给动作完成，退到工件坐标零点，①②③油压回转盘执行回转动作流程

回转动作完成 伺服进给速度,深度 加工

进给动作完成，退到工件坐标零点，①②③油压回转盘执行回转动作流程

回转动作完成 伺服进给速度,深度 加工

执行自动模式下换流程

（2）深孔钻加工流程

启动信号

Y20=OUT Y30=OUT Y40=OUTX63=0 X64=1 深孔钻

伺服往工件方向快速移动，到设定工件坐标零点(深孔钻) Y0 Y1

伺服进给速度,深度 啄式钻孔加工(用户可调整)主轴转速深孔钻 Y61=1切削液 Y55=1钻把手孔动力头动作

进给动作完成，退到工件坐标零点，①②③油压回转盘执行回转动作流程

回转动作完成 伺服进给速度,深度 啄式钻孔加工钻把手孔动力头动作

进给动作完成，退到工件坐标零点，①②③油压回转盘执行回转动作流程

回转动作完成 伺服进给速度,深度 啄式钻孔加工钻把手孔动力头动作

执行自动模式下换流程

(3)铰&镗加工流程

启动信号

Y20=OUT Y30=OUT Y40=OUTX63=1 X64=1 铰&镗

伺服往工件方向快速移动，到设定工件坐标零点(铰&镗)

伺服进给速度,深度 加工(用户可调整)主轴转速铰&镗 Y62=1切削液 Y55=1

进给动作完成，退到工件坐标零点，①②③油压回转盘执行回转动作流程

回转动作完成 伺服进给速度,深度 加工

进给动作完成，退到工件坐标零点，①②③油压回转盘执行回转动作流程

回转动作完成 伺服进给速度,深度 加工

执行自动模式下换流程

加工完成

2.2 换流程

换流程分为自动模式下换流程以及手动模式下换流程两种。

(1)自动模式下换流程

伺服执行回原点动作 （如在原点则跳过）X15 原点回复标志

中途换缓冲点X16 ON 则停止回原点动作 转为慢速下至换点X17 ON

中途没有检测到换缓冲点则回原点后 转下，到换缓冲点X16 ON 转为慢速下至换点X17 ON

变频器执行主轴定角度动作 定角度标志X51

库前进 X57 ON

主轴上方打缸松动作 X20 X30 X40 ON

伺服执行回原点动作 X15

库旋转一工位 执行完成 X52 X55 ON

库旋转完成，确认定角度正常，打缸松状态正常X20 X30 X40 仍为ON

伺服下，检测到换缓冲点 X16 ON 转为慢速下至换点 X17 ON

打缸返回 X50 ON

库回退 X57 ON

(2)手动模式下换流程

原点：库前进、库后退、库旋转、库定位硬按键X21 X31 X41单个打缸松动作、主轴定角度 X15 回原点标志

换点及主轴定角度完成：库前进、库后退，X17 ON 定角度标志

换点及主轴定角度完成及库前进到位：交替式软按键（人机界面上）所有打缸松动作（交替式），X17 ON 定角度标志 X57 ON

换点及主轴定角度完成及库前进到位及松状态正常：伺服可执行慢速上下

任意点（库后退原位）：硬按键单个打缸松动作伺服可执行给定速度上下

双手操作可执行 自动模式下换流程

3 变频调速及定位控制

变频调速

使用台达V系列变频器，选配PG05编码器卡，通过PLC主机发送脉冲的频率来控制变频器的转速。设置参数时需要设置变频器频率指令来源为脉冲输入。这里，需要将变频器【00-20】参数设为4或者6，本应用中，变频器转向不需要改变，因而设定为4。其他必要的参数，不是本文档说明的重点，在这里不作详述。

1 引言

石英晶体元器件主要生产国集中在亚洲，其中中国在产值和技术水平方面占有很大优势。近年来，伴随我国经济快速发展，我国晶体产业也有了较大的发展，日本主要晶体厂商基本将其成熟产品迁到我国生产，使我国成为世界上主要的晶体生产国之一。目前，就数量而言，我国已经成为生产大国，包括外资企业在内，年产量约有几十亿只左右。

随着中国加入WTO及作为世界工厂地位的确立，晶体产量的提高，晶体切割设备需求也越来越多。以前的晶体切割设备都是从日本进口。进口设备势必成本高，晶体切割设备国产化的需求越来越大。台州某公司生产的石英晶体切割设备的研发成功，为国人提供更多选择机会，可以降低生产成本，提高生产质量。

2 晶体切割设备工艺描述

石英晶体切割过程是拉丝加切割两者的复合动作的过程。拉丝动作跟拉丝机或者薄膜收放卷的动作完全一样。工作过程基本上可以划分成放线、拉丝、收线等3部份工艺过程。但是控制精度和稳定性比较高，需选择高端切割丝线（铜丝）。不同精度规则的产品，不同晶振频率，需选择不同规格的拉丝线径。切割过程是切割线材在收放卷运动过程中，放置石英晶体的工作台以很慢的速度（约5毫米每分钟）速度向切割线材方向运动达到切割的目的。工作台的速度要慢，运转平稳，定位精度高。

3 台达伺服系统应用设计

3.1 方案设计

切割设备的收放卷部分是整个系统较难控制的部分；也是决定设备生产效率的部分。为了调高生产效率和调高产品的品质。选择机械特性非常好的台达伺服系统收放卷来实现同步控制与恒张力控制。系统中的触摸屏用于人机交互操作（设置参数/状态状态等）；PLC主要作为伺服定长控制和恒张力控制；伺服系统用于定长控制；变频器用于排线控制。

为了提高切割设备的效率，系统要求伺服能频繁启停，且保高速启停以及加减程中要保收放线都很平稳。经调整参数台达B系列伺服系统完全满足要求。

为保证工作台能以5毫米每分钟的低速平稳运转及调高切割精度，推荐客户配置精密减速机。

3.2控制系统的组成

（1）伺服：台达B系列0.4－2KW 共5个伺服的变频器： VFD022B43A 两个；
（2）PLC: 台达 DVP28SV+DVP-01PU；
（3）HMI: 台达DOP-A75BSTD。

3.3设备调试

整个系统在启动、加速、减速、停车过程中要求收放线能很快达到平衡。启动时要求主拉具有较高的启动转矩，且速度不能下降。伺服低速百分之三百的过负载能力保了启动时高转矩。为调高工作效率，要求控制系统能快速相应速度变化，对浮动杆的变化响应也要快。伺服加减速时间需要比较短。较好能够收放卷的伺服加减速时间比拉丝加减速时间长一点。为保启动，加速，减速，停止过程中收放卷系统平稳，收卷和放卷系的PID参数中位置和速度增益要调大一点；积分增益设置稍微大点，积分周期也要长点，这样能保速度相应和浮动杠的平衡。另外，在使用时PLC程序比较长，扫描时间比较长，对恒张力的收放卷反应速度影响很大。较好尽量少使用FROM/TO指令和简化PLC程序。

4 结束语

用台达的工控系统完成的石英晶体切割设备功能完**满足客户的要求，晶体切割精度与效率得到提高，达到了预期设计的效果。系统启动、加速、减速、停止的动态过程，浮动杆稳定在平衡位置很小的一个范围内轻微的摆动