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【摘要】本文介绍了台达PLC，伺服，总线产品在多线切割机的线轮排线系统的应用，适用于多线切割机高速单向或往复工作时的线轮排线工作，具有实现简单，性高的优点。 

中国能源需求的急剧增长了中国长期以来自给自足的能源供给格局。随着市场对能源的需求逐渐加大，进一步新能源开发的愿望也愈渐强烈，太阳能光伏产业成为了时代需求下的一个新兴产业。 

太阳能光伏板组建是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以硅制成的薄身固体光伏电池组成。硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料。硅片多线切割技术是目前世界上较的硅片加工技术，它不同于传统的锯片、砂轮片等切割方式，也不同于的激光切割和内圆切割，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而达到切割效果。在整个过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。硅片多线切割技术与其他技术相比具有效、产能高和精度高等优点，是目前采用广泛的硅片切割技术。 

1系统概述 

多线切割机对于控制系统的性，实时性要求较高，为保证加工质量，需要对切割过程中的钢丝张力进行控制。准确控制张力值，减小张力的波动是多线切割机的一项关键技术，对于提高加工质量及切割过程中不断线以及提高设备的性具有重要意义。 

为减小张力的波动，线轮排线的质量对其有重要影响。线轮的钢丝线排布整齐，以及线轮卷径变化小都能够提高张力控制精度，减小切割过程中的张力波动；反之，如果线轮的钢丝线排布不整齐，线轮卷径变化大则会使切割时张力波动增大，甚至造成钢丝断线，设备不能正常工作。 

通过对于多线切割机工作过程中的线轮布线的研究和缝隙，我们采用了台达PLC控制器及台达A2伺服组成的布线控制系统实现对于线轮的排线控制，通过对 0.16mm直径的钢线进行实际切割，表明其工作稳定，排线整齐，钢丝线张力波动小。已经在新研制的300mm多线切割机中得到应用。 

2系统配置 

2.1ASD-A2-0721-M控制器 

台达A2系列高解析智能伺服是台达电子凭借多年的伺服研发经验于2009年推出的新一代伺服系统，其设计引入了欧系伺服智能化的理念和控制架构。大幅提升了产品的性能和应用。 

该款产品主要具备四大特点。，20bit高解析编码器，可以提供1280000ppr的高定位精度；二，内含CANopen接口，速度可以到1Mbps；三，内含伺服By-pass功能，可以实现命令信号逐级传递减，轻松构造一主多从的控制架构；后，高响应和共振抑制可以满足各类机械环境。 

2.2现场总线-DVPCOPM-SL 

采用CANopen现场总线作为通讯介质，主要为了实现多从站大量数据高速通信响应和提高通讯稳定性。与传统Modbus通讯协议比较，CANopen总线通讯协议有质的飞跃，数据通讯不再受到Modbus轮询方式的制约，大大提高了主从站之间的大量数据通讯响应速度和稳定性。 

28SV左侧高速并行接口连接CANopen总线主站模块DVPCOPM-SL，A2伺服通过CANopen总线与28SV主机的总线接口相连接。 SVPLV通过DVPCOPM-SL主站模块与CANopen网络相连，DVPCOPM-SL主站模块负责PLC与总线上其它从站的数据交换，DVPCOPM-SL主站模块负责将PLC的数据传送到总线上的从站，同时从总线上各个搜集返回的数据，传回PLC，实现数据交换。 

2.3PLC 

28SV提供左侧并列式高速扩展，可扩充应用多样的网络模块如以太网、DeviceNet、ProfiBus、CANopen以及模拟量、温度模块等，以实现即时控制要求。多可以连接16台特殊扩展模块，主机内建200KHZ四轴立脉冲输出。程序容量16K，指令执行速度02.4。 

2.4排线控制系统 

线轮驱动电机和排线电机使用台达A2伺服控制系统控制ECMA伺服电机，该伺服系统控制精度高，动态性能好，可以满足线轮速度控制和排线机构位置控制的要求。使用台达DVP28SVPLC控制器通过CANopen现场总线与A2伺服系统进行数据通讯，对伺服系统进行控制并状态信息。 

DVP28SVPLC控制器通过现场总线每10ms发送控制数据控制A2各伺服电机的运动并读取各电机的状态数据。在多线切割机工作过程中，通过读取线轮电机的编码器数据，线轮的转动圈数，由于线轮的出\入线点的位置和转动圈数满足函数关系，利用PLC控制器计算，可以完成对于出\入点位置的定位。 

通过以析，可以输出多线切割机的收\放线轮排线操作步骤 

（1）在多线切割机工作前，先移动排线机构，将对其准线轮出\入线点的位置； 

（2）使用编码器测量装置测得线轮出入点的初始位置； 

（3）根据收放线轮的排线情况确定线轮的排线方向； 

（4）根据线轮的初始位置及线轮的排线方向，确定线轮布线时的初始位置。 

（5）在多线切割机工作时，通过对线轮电机编码器测得线轮工作时的转动圈数，即可以得到多线切割机工作过程中的出入点位置。控制排线电机驱动横移架台移动到点，不断跟踪放线轮的出线点位置，并控制收线轮入线点的位置，使得线轮的排线整齐。 

3结论 

台达的PLC及伺服产品在多线切割机上的应用，经过长时间的加工实验表明该方法排线整齐，均匀性好，且控制说法简单，控制性高，满足多线切割机高速单向及往复运动的线轮排线，已经在多线切割机上得到了应用

在生成的位移关系图中横轴即是主轴（送料轴）回馈的脉冲量，纵轴即是从轴（切轴）运动脉冲量，主轴的位移量（脉冲数） 是裁切长度，在主轴运动过程中从轴（切轴）跟随一周，裁切一次。在速度关系图中我们可以看到，从轴与主轴之间有同步裁切区，保了两者之间的速度同步。

以上是飞剪功能介绍以及如何建立CAM关系图，在线缆裁切机中，主轴（送料）不由20PM控制，但其运动由计米轮编码器回馈给了20PM，因此也可以建立送料主轴与切从轴之间的运动关系。裁切曲线动态调整介绍CAM曲线可以做到程序中实时进行修改，裁切曲线动态调整是通过FROM/TO指令来完成，只要在裁切周期完成之前写入即可在下一个周期自动变换。在CAM曲线参数中提供了各种平滑曲线供选择，满足对加减速平滑的需求。

4 结束语

基于台达20PM运动控制器的线缆定长切割设备已调试完成并正常运行，裁切重复精度达到客户工艺要求的±1mm以内。20PM飞剪功能成功应用于线缆裁切机。这是20PM飞剪功能的又一次成功应用案例，可广泛应用于各行各业的物料裁切等场合。

DVP20PM是台达PLC家族中运动型控制器，具有强大的运算处理能力，可轻松完成各种二轴、三轴运动控制，特别适合对位置控制和实时响应有较高要求的高速定位应用场合，并内置高速绕线、飞剪、追剪等高阶应用功能，广泛应用于食品加工、包装、木工、机床、线缆切割等行业。

一、工作过程

排盘机的主要机械动作如下图所示：

1.推盘动作：由步进电机驱动链条，链条上有金属板，可将托盘推动一定长度的纵向距离。

2.落饼动作：由B2伺服驱动，经过减速机和链条传动，带动整个输送带横向移动，系统中的输送带电机是匀速运行的，因此可以根据落饼电眼(反射式光电传感器)的信号加上适当的延时，控制落饼的时机。

3.由于输送带和托盘之间有一定的高度差，为了减小月饼等下坠导致的变形或弹跳，输送带的末端设置有斜坡，由气缸控制其抬起与放下。

二、主要电气部件配置

       台达 DVP-32ES00T2 PLC    *1

       台达 DOP-B07S411 人机屏 *1

       台达 B2伺服驱动器      *1

       RisenScr       RC2273步进电机驱动器 *1

PLC和HMI通过RS485接口进行通信，PLC通过发出脉冲和方向信号控制伺服驱动器和步进电机驱动器，并接收伺服的报警反馈信号。

三、开发过程：

1. 伺服驱动器的参数确定：

ES2的向伺服发送脉冲信号的CH0（Y0，Y1）可输出的大脉冲频率为100KHz，综合考虑实际控制精度要求和PLC的脉冲输出能力，需要对伺服驱动器设置电子齿轮。将P1-44（电子齿轮分子）设置为128，P1-45（电子齿轮分母）设置为1。这样伺服马达每转所对应的脉冲数=160000/128=1250。伺服马达的传动包括减速机、齿轮和链条。减速机的减速比为7.5，齿轮的齿数为26，每节链条长度为12.7mm，则

每毫米位移所对应的脉冲数 =  = 28.392

精度能够满足要求。

2. 步进驱动器参数的确定：

步进电机通过齿轮、链条传动进行推盘动作。齿轮的齿数为13，每节链条长度为12.7mm，步进电机驱动器的分度若选择200（200 Pulse/round），则

每毫米位移所对应的脉冲数 =  = 1.211

很明显这样无法保证足够的精度，尝试提高步进驱动器分度为3000（3000 Pulse/round），则

每毫米位移所对应的脉冲数 =  = 18.181

这样的控制精度可以满足要求。

3. 设计中遇到的其它问题：

①在试运行的过程中，发现在推盘速度设置较快的情况下，推盘的精度仍然无法保证，经过观察发现，由于托盘只有链条上的金属板推动，再并无其它固定措施，当推盘就位时，PLC立刻停止输出脉冲，步进电机立刻停止动作，但托盘由于惯性还会继续向前滑动一小段距离。为了这种现象，采用附带加减速脉冲的PLSR命令发送脉冲，其中的S3参数（加减速时间）设置为K500（500Ms），使得此问题得到了很好的改善。

②由于没有设置实体急停按钮，在程序中加入了暂停功能，按下“暂停”后，机器的所有动作都将停止，由用户通过点击“复位”或“启动”来选择回到初始状态还是继续运行。同样是利用上面所述的三个线圈，“暂停”和“启动”分别对应置位这三个线圈和复位这三个线圈的功能。但其中另外加入了一个辅助线圈，防止在试用期过期的情况下，仍可通过“启动”按钮使三个线圈复位而运转机器。

程序结构如下图所示：

其中S10、S20、S30分别是落饼动作、推盘动作和落盘动作的初始步，在需要的时候通过对相应线圈的置位来启动相应功能，在动作完成后将相应的动作完成标志线圈置位，从而使动作协调有序，这样做的另外一个好处就是程序清晰明了，便于编程和调试。

四、结束语：

现场实际运行过程中，设备运行平稳。系统调试也十分简单易行，而且设备成本也低，得到客户的。

 1 引言

当今自动化控制产品日新月异，相同功能的实现有各种各样不同的方式。比如很多设备上都要使用的定位控制的实现就有很多种方法。有的利用单片机结合伺服系统实现定位控制;有的使用plc高速脉冲输出功能或配定位单元结合伺服系统实现;还有的利用变频器的多段速控制来实现定位控制。但不同的定位控制系统有不同的特点，成本也有很大的差异，于是针对不同的设备对精度和响应速度的要求，选用合适的定位控制系统以实现优的性价比就非常必要。本文介绍一个高性价比的，应用台达plc的高速计数器和与变频器通讯的功能来实现的定位控制的例子。

2 控制实例

切纸机械是印刷和包装行业常用的设备。其完成的基本动作是:把待裁切的材料送到位置，然后进行裁切。其控制的就是一个单轴的位置控制。我们已经成功的利用plc对变频器的端子进行控制，实现多段速调速，从而完成这个单轴控制。因为考虑到控制成本和操作的方便性，我们又应用台达的esplc和vfd-b变频器通过通讯来实现这个位置控制。

3 系统的构成

plc作为控制的，主要用来接收编码器的反馈信号实现对当前位置的检测，通过和设定值的比较用通讯功能来控制变频器的输出频率从而实现定位。同时通过hmi可以方便的设定plc的一些内部寄存器值进行人机交互，并且变频器的工作频率可以在hmi上方便修改和直观显示。台达的dvp系列plc都具有两个通讯口，com1是rs232，com2是rs485，支持modbus ascii/rtu通讯格式，通讯速率可达115200bps，两通讯口可以同时使用。所以用任何扩展模块就可以实现既可连接用于参数设置的人机界面又可用通讯的方式控制变频器等其它设备。并且dvp系列plc提供了针对modbus ascii/rtu模式的通讯指令，这样在编写通讯程序时就可以大大简化，像用串行数据传送指令rs那样要进行复杂的校验码计算和遵循复杂的指令格式。台达的vfd系列变频器内建有单的rs-485串联通讯界面，并且也遵循modbus ascii/rtu通讯格式(vfd-a系列除外)。基与这些特点选用了性价比优异的dvp es plc和vfd-b变频器

  27、新生请教高手,为什么?台达EH设定C241后X1却不能做SPD!

    答：V1.1以前的韧体不能这样用。V1.1以后的就可以了。

    28、那位能给我提供一下计算机到台达PLC下载数据线的型号

    答：VPACAB215 ,DVPACAB230

    29、今要用到一个步进电机，电机自带驱动器，但控制想用PLC控制，不知可否用ES系列来控制？动作要求是，可正转也可以反转，速度可以在人机上设定，ES系列是否有高速脉冲输出？如果没有，EH里程序又该如何去写，只要能让电机动即可，其它动作我自已还可以搞定的。请大虾们多多指教

    答：ES、EH都可以，但是晶体管输出型。如果转速不高可以用PLSY；如果是高速就用PLSR。

    30、我用一台ES的PLC想读取另一台ES PLC的内容，但不知如何做。

    答：

    1、用内带的COM2 RS485口。

    2、每个PLC都要设置站号

    3、用RS或者MODRD指令都可以。指令详细的用法请参看说明书。

    31、位高手!请出招!我用两个14SS主机做个小系统,一个为主,一个为副,中间用485通讯,做双机备份,当主机停电是副机启动,主机来电时副机停止.请问两台PLC通讯指令如何编写?谢谢!

    答：我想思路可以这样，主机定期的发一个停机标志到副机，当副机检测不到这个标志的时候，说明主机出问题了，启动副机。当主机启动时，副机检测到这个标志，就停止执行。用RS指令就可以了。

    另外由于通讯异受干扰，可以用主机的一个输出作为副机的输入，主机上电就启动这个输出，这个输出的B节点作为副机执行的标志，也是可以的。

    以上2中思路都要考虑好执行的延时时间，另外外围线路上一定做好互锁。防止2机同时启动产生意外。

    32、我想在存储器中进行实数比较,可是存储器中只能放整数,请问怎么转换可以存放那?

    答：台达PLC用32bit存放浮点数。也就是2个word

    33、20EX的4个模拟通道是不是每个通道都有电压输入和电流输入啊？为什么说明书上20EX的端子配线图只看到通道有电流输入？是不是说明书上有错

    答：20EX的4个模拟通道每个通道都有电压输入和电流输入

    34、台达那种模拟量模块可以输出双性啊？

    答：目前只有SX主机自带的AO可以。

    35、三线式传感器与台达PLC如何配线？

    答： 

    36、请教M1261的用法？

    答：M1261为高速计数器外部复位模式的标志位，仅用在EH的硬件高速计数器用外部X点作复位输入点时，且仅可以用在C241~C254上。

    外部X复位点=ON,计数器被复位，且M1261=ON,则将DHSCR复位比较输出(Y被复位）。

    外部X复位点=ON，计数器被复位，但M1261=OFF,则DHSCR复位比较不输出(Y保持原来状态）。

    例如下面的例子：

    LD X1

    RST C251

    LD M1000

    DCNT C251 K500

    LD M1000

    DHSCR K0 C251 Y10

    1、 C251外部复位的输入点是X1

    2、 设Y10为ON

    3、 当M1261为OFF时，X1为ON，C251的现在值为0，且C251为OFF，这时DHSCR指令执行。因为没有加或者减的计数输入，比较不会输出，即不执行Y10的复位动作，Y10依然为ON

    4、 当M1261为ON，X1为ON，C251的现在值被清零，且C251为OFF，这时DHSCR指令执行。虽然无外部的计数输入，但仍然会将比较输出，即执行Y10的复位动作，Y10变为OFF。

    37、我用台达文本带西门子PLC,用的是RS232,波特率是9600,一共用了34个页面,其中有一些页面里有静态文字,数值输入,数值显示及交替按钮等9个元件,8个系统换页,当翻页时,交替按钮的新速度需要7秒钟,也就是说,得需要7秒钟才能新状态,我又试了RS485,波特率是9600时可以通讯,但是反应速度没有改变,又用波特率19200试了,出现了通讯逾时.用RS232,19200也出现通讯逾时.我要问的是:为什么用19200波特率就会出现通讯逾时呢?怎么才能把文本的反应速度提上来呢?请各位高手指点一下？

    答：你的数据量不是很大，应该不会慢的这么离谱的，要7秒？台达PLC默认的时9600，你把文本设置成19200，没有改变PLC的波特率，当然就出现通讯逾时。对于PLC的COM1要设置D1036为通讯的参数设定。具体你可以参考《PLC手册》2-68页。可以选择115200的速度。

    38、本人刚接触台达PLC,像DVP32XP01R与DVP32XP11R有什么区别,资料书上面写的是01是L TYPE ，11是H TYPE，H TYPE与L TYPE是什么意思？

    答：H TYPE与L TYPE是指PLC的尺寸区别。

    39、DVP-10SX时间中断的具体时间怎么确定，就是说，如果我想要60S执行一次中断？

    答：作个60ms的定时中断，在中断程序中对一个D做INC，当这个D等于1000的时候（这时60S时间到），就执行本来在60s中断中要执行的程序。

    40、SX提供2AI，但只有一个公共端，请问可以一路接电压，一路接电流吗？

    答：可以。

    41、我的模拟点输入（DVP-10SX本机）接收的是4-20mA的信号，是0-100度的量程，怎么转换为测量的温度？

    答：

    SX提供2AI、1AO。是双性的，即输入-20mA～20mA的电流，对应为-2000~2000。

    4-20mA即对应400~2000，自行用线性变化成0~100就可以了。注意：SX不能性AD线性调整。

    42、请问LC密码怎么设置啊？老是提示我不正确，怎么回是，大家怎么设的？

    答：你设置密码的时候你查看一下设置密码栏的下部，如果你看到‘密码锁定’的时候，密码已经设置了，你下一部点击跳出菜单的取消项就可以了。如果你看到的是‘密码解除’字样的话，说明密码没有设置上。

    43、在DVP系列编程软件2.08 <通讯>栏里有一<装置监控>可监控以后怎样停止监控呢？我现在没办法，只好关掉软件再重新启动！

    答：只要进入了装置监控窗口，就执行监控，在这个窗口不能停止对PLC的监控。若要停止监控，则要进入梯形图窗口，鼠标在窗口中，双击 出现“是否停止监控”对话框，选择“是”。或者把鼠标移到窗口右上角，点击关闭就回到梯形图窗口了

    44、上个月,我买了台台达EH-32MR.PLC编程调试好后新用,发现断电后错误灯亮,但程序没掉没错,何解?多次试均一样!

    答：当前台达的各个型号的PLC都做了韧体升级。升级后的PLC都是这样，这是PLC在回存一些数据，比如掉电保存之类的，这是很正常的现象。老版本韧体的PLC端点后ERROR也会亮，只不会非常短暂，有时候发觉不到罢了。

    45、DVP-PCC01怎么用？只一个按钮(ERASE)和开关(WR/RD)

    答：相当于U盘，不过只能复制PLC内部的东东（包括PLC程序,M,D,文件寄存器等等），可以快速的将PLC里面的数据（包括PLC程序,M,D,文件寄存器等等）备份，或将备份在该模块里面的数据从一台PLC复制到另外一台PLC。原来的DVP256FM卡（类似于该模块的功能）只有EH才有，而这个模块台达全系列PLC都支持（连接通过编程口）。

    46、我用了一台DVP-16EH主机，并扩展了一块DA模块，DA模块是另外供的电源，如果上电时DA模块比主机慢的话，后主机不会运行，故障灯会亮？？有什么好的解决办法避免这种情况吗？

    答：主机上电後大概会延迟3秒，才会对扩充机进行操作，这个延迟时间也就是为了保证扩充机在主机开始操作之前准备好，如果你的主机与扩充机用同一个电源，应该没有问题。检测扩充模块的两个时机LC Power Off--->On；PLC Stop--->RUN

    47、为什么要用HSCS HSCR指令？

    答：^_^。这是比较后立即输出啊，不受扫描周期的影响。

    48、台达PLC的中断类型都有那些啊？

    答：

    外部输入中断

    定时中断

    通讯中断

    高速计数到达中断

    脉冲输出中断。

    4

    9、目前台达各个性都能扩充到多少DI/DO啊？

    答：EH可以扩展到512点，其他机种可以扩充到256点。

    50、我想要AB相脉冲的输出，台达那些机型支持啊？

    答：EH/SA/SC/SX