企业信息

    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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  • 公司认证: 营业执照已认证
  • 企业性质:私营企业
    成立时间:2017
  • 公司地址: 上海市 松江区 永丰街道 上海市松江区广富林路4855弄52号3楼
  • 姓名: 聂航
  • 认证: 手机已认证 身份证已认证 微信未绑定

    西门子中国代理商-PLC总代理商报价

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2024-10-21
  • 阅读量:18
  • 价格:666.00 元/台 起
  • 产品规格:模块式
  • 产品数量:1000.00 台
  • 包装说明:全新
  • 发货地址:上海松江永丰  
  • 关键词:西门子代理商,西门子一级代理商

    西门子中国代理商-PLC总代理商报价详细内容

    西门子中国代理商-PLC总代理商报价

    3) 系统组成及功能
    <1>油箱
    (1) 热油箱采用电阻丝加热,通过PID功能配合热油箱温度传感器的反馈将热油箱温度控制在设置范围内。
    (2) 冷油箱采用压缩机制冷,由于压缩机不能够频繁启动,故采用前馈控制,通过冷油箱温度传感器反馈的上下限温度来开启和关闭制冷机。
    (3) 热油箱、冷油箱的加热和制冷工作前提:油泵开启,油位正常。油位报警实时在触摸屏中显示。
    (4) 热油温度、冷油温度、制冷机小起动时间可在触摸屏中设置。
    <2>油泵
    油泵控制为外部电路完成,热油泵、冷油泵同时启停。PLC采集油泵起动信号作为控制油箱加热和制冷起动的条件。
    <3>温度和压力控制和测量
    温度通过PLC控制热油和冷油电磁阀的开启时间将油混合的方式,将回油温度控制在设置值的±0.3℃。进油压力、泵腔压力稳定并在触摸屏上显示。不同流量喷油泵的校验参数通过触摸屏一键转换。
    <4>电机控制和量油计数值设置
    电机控制采用2种不同方式,控制精度±1转/分。为防止分配泵干磨,油泵起动后方可起动电机。
    (1) 种方式为自动方式,即PLC和变频器通过内置的RS485接口连接,MODBUS RTU协议DRIVECOM标准进行通讯控制。可实现对电机的正转、反转、停机和20段转速的控制。每一转速可单设置回油温度和量油次数值。大大增加了性,并减少了模拟量输出的成本和接线复杂度。
    (2) 二种方式为手动方式,即通过变频器的外部AI/DI端子通过电位器0-10V模拟量信号自由调速并控制电机正反转。对应输出为0-3200转/分。回油温度和量油计数值单设置。
    <5>量油次数和控制
    量油计数采用霍尔开关检测,大大提高了度。开始计数时电磁铁吸合拉开挡油板,油开始进入量油杯。计数到,电磁铁释放推回挡油板。油从挡油板回流。
    <6>报警
    多种实时报警功能:油箱油位报警,霍尔开关损坏报警,制冷时间报警,油温未在控制范围内量油计数报警,变频器故障报警,急停报警。
    3. 结束语
    (1)使用全套施耐德产品,如XBTG人机界面,Twido PLC,使控制系统能够好的相互结合,实现无缝化通信。
    (2)充分利用XBTG触摸屏内部大量的内存空间来存放用户工艺参数,简化了Twido PLC的编程工作,使PLC系统容易。
    (3)可以读取变频器内部许多参数,如电机电流,电机转速等等,用于变频器的故障报警,好地维护保养设备。
    <7>ATV31可以实现控制与给定分开,这样可以保证系统在发生故障时及时停车。

    引言
    数字化、智能化印械关键技术与装备项目是围绕书刊、报业、包装装潢、商业印刷的重大装备急需。双面印刷是出版物印刷、说明书印刷以及笔记本印刷的印刷工艺。双面印刷可以保证印品一次印刷完成,效率成倍增长。对开双面平版印是一种新型高速双面印刷机,适用于书刊杂志等印品的印刷。高速双面印刷机以高速印刷高质量的印刷品受到用户的青睐。项目选用了台达机电自动化系列产品对电气进行了改进设计。
    2 工艺自动化分析
    高速双面印刷机整机动作控制整机由输纸机、收纸机和主机三部分组成。主机除主电机,上、下水辊电机,制动辊电机分别由四个变频器控制外,其余主要动作由七个气缸分别来控制上水辊、下水辊、上墨辊、下墨辊、递纸、上滚筒、下滚筒等的离合动作。气路的控制分为手动和自动两种模式。整机的调试工作就是电气、气动与机械动作相匹配,避免印刷中纸张的浪费。
    由于自动工作模式下各动作要以一定的顺序工作,机械采用凸轮来控制各动作离合时的角度,电气选用二相增量型旋转编码器来实时测量凸轮的旋转角度,编码器每旋转一周,产生360个脉冲,PLC高速计数器计数720,到零位后复位重新计数。我们可以随时改编码器的角度值,来配合机械的改动或因速度不同,惯性不同,所需动作的角度值不同,省却了烦琐的机械控制。
    3 台达机电技术的自动化应用
    3.1 系统原理设计
    机床的控制以台达的DVP-EH型PLC为技术平台,触摸屏为操作界面,变频器作为执行构件。触摸屏通过COM2口与DVPEH PLC 的COM口相连,采用MODBUS协议。PLC通过485口控制四台变频器,支持MODBUS协议。
    3.2系统配置设计
    台达 PLC:DVP64EH00R +扩展DVP08XP11R。台达触摸屏:DOP-A57CSTD。台达变频器:VFD110B43A ;VFD004M21A。框架如图1所示。

    1 散装机的组成结构
    SZ系列固定式水泥散装机是由进料接头、伸缩下料套管散装头、下料锥斗、卷扬装置(包括松绳开关装置、料满控制器)、收尘系统、除尘系统、卸料阀、气源阀、闸门等零部件组成。散装机既可安装在库底也可安装在库侧同相应的卸料装置配套使用。库侧散装机使用时配备空气输送斜槽(含高压离心风机),库底散装机使用时配备短斜槽输送部分(含高压离心风机),以适应工艺布置的需要。
    2 散装机的原理及流程
    水泥罐车抵达位置后,按控制装置上的“下降”按钮使散装头下降到罐车入料口进入准备装料状态。按“装车”钮进行装车。此时高压离心风机工作,使物料在打开卸料电磁阀后能输送斜槽;同时气源电磁阀打开,接通气源;收尘风机同时启动,收尘电磁阀开启驱使气缸动作推动外壳内翻板并使翻板处于导通状态,此时除尘电磁阀处于关闭状态,储气罐储存气体,收尘系统进入工作状态;同时料位风机和活化灰风机打开。0.5秒后卸料电磁阀开启,驱使气缸控制卸料阀门打开进行装料。装载容器内的含尘气体通过伸缩套管中的夹层通道由收尘接口抽到配套的收尘器中,使含尘气体
    吸附到布袋上,工作现场可实现无尘作业。当物料装到预先调定的高度或容器已经装满时,装载容器内的物料会堵住散装头下方的风管接头,产生料满报警并自动关闭卸料电磁阀停止装料。卸料电磁阀关闭1分钟后活化灰风机关闭,再过30秒后收尘风机关闭,收尘电磁阀关闭,此时外壳内翻板处于关闭状态,除尘电磁阀打开清灰2~3分钟左右自动停止,料位风机和高压离心风机停止,气源停止。后按“上升”钮使散装头上升至预定位置。灌装结束。
    二 PLC控制的优点
    目前国内水泥散装机的电控部分大都是以大量的时间继电器和中间继电器组成的实序逻辑控制电路来控制各个阀门、电机的启停时间和顺序,在整个工作流程中各元器件动作很频繁,尤其是时间继电器在现场环境比较恶劣的条件下是容易损坏,故障率高。经常造成装车工作被迫中断,降低了工作效率。而采用PLC控制系统则大大避免了上述问题。PLC控制系统与继电器控制系统相比有如下优点:
    2.1 控制方式
    继电器的控制是采用硬件接线实现的,利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑,只能完成既定的逻辑控制。 而PLC采用存储逻辑,其控制逻辑是以程序方式存储在内存中,要改变控制逻辑,只需改变程序即可,方便快捷。
    2.2 控制速度
    继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低,毫秒级,机械触点有抖动现象。PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制,速度快,微秒级,严格同步,无抖动。
    2.3 延时控制
    继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制,而时间继电器定时精度不高,受环境影响大。 PLC用半导体集成电路作定时器,时钟脉冲由晶体振荡器产生,精度高,调整时间方便,不受环境影响。
    2.4 上传数据
    现在水泥厂的自动化程度越来越高,对设备DCS的要求也越来越高,因此在电气方面我们要实现如下功能:
    ⑴能自动实现从开启除尘器设备到水泥罐车装满的全过程。
    ⑵运行过程中,能将各设备的运行信号反馈到中控室。
    ⑶中控室接到备妥后可以实现远程启、停设备。
    ⑷停车状态下,提供设备的备妥信号。
    ⑸运行过程中若出现故障,可向中控室提供故障信号。
    ⑹实时监控水泥罐车内水泥的多少。
    三 PLC控制的具体实现
    基于以上几点,我们选用德国西门子公司生产的S7-200可编程序控制器作为控制,通过对其编程实现各设备的运行。系统硬件组成
    主要构成如下:西门子S7-200系列CPU一台、数字量扩展模块EM223一台、模拟量扩展模块EM231一台,我们将各个电机和阀门的状态及控制信号接入PLC,由PLC对这些设备进行控制;EM231可接收罐车重量信号4-20mA电流信号。我们也可以将这些信号通过EM277模块按照 PROFIBUS-DP协议将系统连接到全厂PROFIBUS-DP总线上,将系统升级为一个PROFIBUS-DP从站,实现中控室对散装车间的控制。

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    一. 概述

    1.1 几个名词

    五台机器根据其工作状况不同,可以分为以下几种工况。
    运行:空压机正在运转中,正在对系统供应压缩气体。
    停机:没有运行。如果储罐压力设定值时,可以投入运行。
    待机:没有运行,也不在停机状态。即便是压力设定压力也不会启动。
    故障;空压机出现故障,等待维修,无法投入运行。
    主机:当压力低时,启动的那台为主机。
    补机:当主机已经运行压力仍然要求压力时,要启动的机器为补机。
    五台压缩机依次编号为1、2、3、4、5号。
    其中处在运行中的压缩机多为3台。停机的压缩机应该保证为0、1或2台。待机的压缩机多为2台。故障机多为2台。主机为1台,补机为2台。

    1.2 压力设置

    压力段设置如下图:


    压力由模拟量模块采集,以数字形式设置压力段。压力由压力变送器采集,转换为DC 0-10V电压,送给PLC的模拟量模块。经过调零及增益调整,0-1Mpa对应数字量为0-1000。要求的压力范围为0.62-0.75Mpa,对应数字量为620-750。

    1.3  控制要求

    五台压缩机中有三台运行即满足压力需求。开机前要选择主机。没有故障机时,一旦主机选定,辅机依次为主机后的2台。主机出现故障时,主机后近的辅机上升为主机,原来排在补机后的待机压缩机上升为停机状态。当辅机出现故障时,近的处在待机状态的压缩机上升为停机状态。本程序中主机的选择要通过手动操作完成。在无故障时,如1号机为主机,2、3好为辅机,2、3号为主机时,依此类推。当4号为主机时,5号及1号为补机。当5号为主机时,1、2号为补机。依此循环。当出现故障时,维修完成后,要手动复位;视其所排的次序及其后的机器工作状态来决定其能否投入正常状态。如果压力高,其次序后的机器都没有运行它可以投入正常状态。比如1号为主机,2号要恢复故障,当按下其复位按钮后,3号如正运行,它要等3号停机后才能恢复为1号主机,在3号停机前它一直等待。2号恢复为1号补机后,原来的2号补机变成待机状态。

    初始启动时,空气储罐压力为0。先启动台。如压力不够,在B点以下,经过一段延时启动二台。当压力检测经过一段时间延时,还在A点以下时,启动三台。多启动三台。每台启动后要压力检测要经过延时处理,以防止在压力临界时频繁启动停止。延时的时间根据系统状况确定,本程序中为T1是60S。当压力达到或过D点时,经过一段时间延时,本程序中为T2是5S,压力仍在D点以上即停止后启动的那台,即2号补机。压力达到或过E点时,经过延时检测停1号补机。压力达到或过F点时,经过延时检测停主机,三台全部停止,都处在停机状态。

    二.程序的编写

    本程序为先起后停方式控制,主机手动选择。故障恢复按钮按下后要等条件允许才恢复。本程序的思路适合于各种有步进功能的PLC。

    2.1 程序的基本结构

    模拟输入模块调零并调整增益以满足要求。模拟量在程序中并不经过运算处理,仅用作压力界限的判断。程序有自动运行程序,有手动运行程序。在手动时,各台压缩机由手动起停操作。在自动模式时,有步进程序控制。程序中压缩机台数控制采用步进程序判断。当选择好主机并按下启动按钮时程序进入步进程序。由压力界限值及实时采集的压力值判断应启动的台数。


    1.引言
    近年来,我国小型冷轧钢厂的发展速度较快。这些冷轧钢厂大多为乡镇民营企业,年产冷轧钢材在30万吨以内,生产过程中排放的酸洗废水主要为热轧钢材酸洗除锈过程中的余酸清洗废水,通常与少量的板卷表面处理过程中产生的含油碱性废水混合排放。综合废水污染物浓度高,呈暗棕色,含铁盐、油及表面活性物质酸雾净等,酸腐蚀性较强。由于普遍缺少污染治理措施,小型冷轧钢厂的排污问题给地方环保工作造成一定压力。
    本文介绍江西某钢厂废酸水处理控制系统的设计与实现。众所周知,以PLC为主体的控制系统与单片机、牛顿数据采集模块相比,具有运行稳定,控制功能强,网络化等优点,成为工业控制应用的主流。本工程采用欧姆龙公司的CPM2AH型小型可编程控制器,上位工控机组成控制系统。上位机监控制软件采用北京亚控科技发展有限公司的6.5“组态王”组态软件,实现对废酸水处理系统的过程监控及数据处理。
    2.废酸水处理工艺
    本工程对酸性废水处理采用石灰中和法,而废酸液由于含和亚铁,可以采用回收的工艺。由于废酸液的产出量较小,采用回收工艺的投资大,设备维修率高,回收产品质量不稳定。从投入产出比看,回收工艺投资大,运行成本高,回收产出低,经济性差,所以不采用。

    3.废酸水处理控制系统的特点及控制指标
    3.1 PH控制过程的特点
    酸碱中和过程通常呈现严重非线性和滞后性,主要表现为PH值在中和点附近的增益很大,此时添加的中和剂略有变化,就能引起PH值较大幅度的变化,而当PH值远离中和点时的增益很小,PH值变化较缓慢,加入大量的中和剂才能使PH值上升或下降。加上处理过程一般在大容器和循环管路中进行,使得系统存在较大的时滞,给PH值控制不仅带来大困难,而且浪费大量中和剂,为此PH值被公认为难的控制变量之一,
    3.2 控制目标
    一级中和反应,出口PH控制为:5~6;
    中和反应,出口PH控制为:7~8;
    终废水排放的PH值控制在7~8,COD控制在150mg/L,废水排放指标符合国家污水综合排放二级标准。
    4.控制系统的硬件设计
    4.1 硬件结构
    根据工艺要求,整个系统采用二级计算机控制方式,基础自动化级采用欧姆龙公司新推出的CPM2AH系列PLC,实现各种工作泵的启、停和联锁控制;实现对PH值、石灰乳槽的液位进行控制。监控级为闽台研华生产的工业控制机,完成对系统的组态、监控、报警、制表等功能。
    (1)系统检测点配置
    4~20mA输入5点,4~20mA输出2点;继电器输入信号:30点,继电器输出信号:30点。
    (2)监控级配置
    监控级配置闽台研华工控机一台,运行标准的组态和软件, 以实现对系统的的组态与监测。运行环境为bbbbbbS2000,并配置打印机一台,交流稳压电源和UPS电源各一台。
    (3)基础自动化级配置
    基础自动化配置CPM2AH系列PLC一套,2个I/O扩展模块,北京宏拓 PC-7413板卡、PC-7423板卡各一块。运行I/O控制站软件,完成对I/O信号的采集以及各种工作泵的联锁和控制,由通讯电缆将各工位状态信号送往工控机,并接收监控的数据;

    4.2 监控系统
    监控系统实现了工艺提出的功能要求 ,可以实现“手动”和“自动”操作两种控制模式,其中“手动”又分为“现场操作”与“就地柜操作”两种手动控制,控制模式原理如图4所示,并且无论处在何种控制模式,都可对工艺参数越限进行报警。控制系统处于自动状态时,系统可根据操作人员设定的指令自动开、停提升泵,并且泵的开关具有顺序锁定作用,防止误操作,达到自动调节加石灰水量,好地控制废酸水品质的目的。
    上位机采用研华工控机,CPU为PIV2.4G、256M内存、80G硬盘、32M显存、19英寸大屏显示器。上位软件采用亚控6 .5版“组态王”256点运行态软件,负责废酸水处理系统监控界面显示、数据处理、保存、信息交流等。上位机通过Modbus协议与PLC的进行双向数据交流。上位机可读取PLC采集的泵的启停状态,可输出开关量控制信号给PLC。上位软件可对加药实行远程手动CRT操作及远程自动、就地手动的CRT全程监控。具有历史曲线、报表、报警等界面。其中:SB1~SBS1:手动模式时,中控室电气柜面板上的停止与启动按钮。
    SB2~SBS2:手动模式时,现场机旁控制箱面板上的停止与启动按钮。
    KM:接触器及接触器常开触点。
    KA:中间继电器常开触点(自动控制时,由计算机控制中间继电器是否得电)。
    4.3 PLC控制单元
    PLC控制单元是自动控制的部分,采集加药计量泵、废水提升泵等泵的运行工作状态信号,同时上传到上位机。并实时执行上位机输出指令,控制泵的起、停。
    5.控制系统的软件设计
    5.1 软件功能描述
    软件包括上位机的软件与下位机的软件。上位软件采用亚控6.5版“组态王”256点运行态软件,负责废酸水处理系统监控界面显示、数据处理、保存、信息交流等。在上位计算机中人机界面是以图形画面的方式显示控制系统平面图及工艺流程图,有动态的实时参数值显示,如水的流量、PH值等,实时显示各泵运行状和事故报警信息列表以及电气运行状态显示等可切换的动态画面,对工艺参数值做出实时趋势曲线和历史数据趋势曲线同时,组态王软件系统还可以与EXCEL、ACCESS等数据库管软件进行DDE通讯,将数据传送至数据库中,以备将来移植到他系统中供调度员分析比较,以便找出污水厂的运行规律;并且可以自动生成生产报表(班、日、月),定时或根据需要进行打印,供生产管理之用;上位机通过Modbus协议,与PLC的进行双向数据交流。上位机可读取PLC采集的泵的启停状态,可输出开关量控制信号给PLC。上位机可对加药实行远程手动CRT操作及远程自动、就地手动的CRT全程监控。下位机主要是采集泵的启停状态,并且接收上位机的指令从而控制泵的启停。
    上位机与下位机所用的开发工具如下所示:
    上位机:操作系统:bbbbbbs 2000,开发工具:组态王6.5,
    支持软件:Microsoft office2000。
    下位机:开发工具:CX-programmer 3.10。
    5.2 软件设计
    上位机主要是利用了组态软件来构筑整个系统,具体实现不多描述,下面描述下位机(PLC)软件的设计。根据工艺流程的要求,在PLC中编制出符合现场运行规范的工艺控制程序,进行相应的自动调节和信息反馈,具体的控制依据及各工艺流程需要的设备简述如下:
    (1)各相立单元设备启动控制
    •PAM制备单元:0108A设备加水、投加剂后启动搅拌机A按钮,搅拌约30分钟停止,起动0109A、B中的一台泵开始供药。此时0108B设备加水、投加剂后启动搅拌机B按钮,搅拌约30分钟停止,待0108A设备中的剂完毕后人工切换(阀门操作)到0108B设备供药。如此循环作业。0109A、B设备一台作业一台备用。
    •压滤机单元:0112A、B设备的液压油泵起动,压紧滤框(约10分钟)此时0112A压滤机可以进料,由011A、B中的一台设备中供料,约1小时,人工切换(阀门操作)到0112B压滤机进料。0112A压滤机的液压油泵启动,集料斗闸门关闭,松开滤框,自动拉扳机启动,人工卸渣,约25分钟,0112A压滤机的液压油泵启动压紧滤框,准备下一回作业。运渣车到达时,集料斗闸门打开,振打电机启动,卸料完毕振打电机停,集料斗闸门关闭。0112A、B设备按此循环作业。
    •石灰乳制备单元:010石灰消化器启动,0118A斗式提升机给料同时0114滤液泵向石灰消化器供水,当0106A设备液位到达要求时(上限报警),人工切换(阀门操作到0106B设备),当0106B设备液位到达要求时(上限报警)停0118A斗式提升机和0114滤液泵,此时消化器中剩余物料供至0106A设备,当010石灰消化器中无物料时停010、0117螺杆泵。0105B和0118B设备为备用设备。
    (2)故障停车顺序
    压滤机故障:停0101、0107、0102、0103、0104、0109、0110、0111
    石灰乳制备单元故障:停0101、0107、0102、0103、0104、0109、0110、0111、0112
    (3)PLC端口分配表

    (4)PLC软件设计
    PLC软件用欧姆龙公司的CX-programmer 3.10编程软件设计,梯形图编程,模块化结构,由一个主程序和多个子程序组成。主程序流程如图6所示。
    6.结束语
    本文从工程应用实际出发,基于组态软件的开发平台,采用常用的PLC作为控制器,实现了对大时滞、非线性、强干扰的污水处理的中和过程的控制。实际运行表明:该系统具有控制精度高、运行、操作简单、抗干扰和适应能力强等特点,可以满足污水中PH值控制的工艺需要。点:采用了组态软件和PLC结合来对废酸水PH值的处理,系统简单、!


    在木工机械中,例如木工带锯机,往往通过PLC或单片机来控制送料部分进行自动运行。由于单片机控制系统的抗干扰能力差,容易产生误动作和误数据,使操作人员判断错误,从而误操作。而PLC具备良好的抗干扰性和通用性,从而解决了这一问题。

    1 . 木工带锯机的工作原理

    用来锯切原木或成材的木工机床分为木工带锯机﹑木工圆锯机和木工框锯机等。所谓木工带锯机是环状带锯条张紧在两个锯轮上,环状带锯条由电动机通过锯轮带动,作连续切削运动。木料的进给可以采用手动,也可以采用跑车或滚筒进行自动进给。按照用途分类,带锯机可以分为锯切原木的跑车带锯机和剖分板材或方材的再剖带锯机。

    本项目所使用的带锯机为跑车带锯机。所谓跑车,是指夹持原木向带锯条作进给运动的送材车。PLC需要完成的动作是对跑车进行定位控制。跑车的动力设备是装配在底盘上的电动机,经过齿轮传动,带动跑车的主轴进行往复运动。跑车前进为工作行程,跑车后退为返回行程。其工作过程是,跑车工作台以一定的速度运行一段距离,当系统再次收到前进指令时,又以同样的速度运行同样的距离,并且此距离可以被修改。当系统收到后退指令时,进行返回行程,直到此指令被取消。电动机的正转和反转控制跑车工作台的前进和后退。通过PLC控制系统实现对电动机方向的控制。

    2 . PLC选型与I/O点分配

    为了保证系统的控制精度,跑车带锯机控制系统采用闭环控制。根据旋转编码器反馈回来的脉冲信号计算跑车工作台的实际距离。当跑车工作台到达设定距离后,PLC输出制动信号,停止跑车的运行,实现跑车的定位。PLC控制系统需要配置1路高速脉冲信号输入。跑车工作台还需要1个位置来进行进尺和余尺的计算,可以利用安装在跑车支架上的接近开关确定跑车经过的位置,因此系统还需要配置1个接近开关输入点。后,系统还需要配置启动、停止、进车、退车、点动等按钮。因此,系统的开关量输入点为8个。系统的开关量输出点只有制动接触器和后退继电器等2个点,分别控制跑车的停止和跑车运动的方向。PLC控制系统的I/O点分配如表1所示。

    综上所述,根据输入和输出的要求,我们选用和利时公司具有自主知识产权的HOLLiAS LM小型PLC。考虑到此系统需要一定的备用I/O点,CPU模块选择带有24点开关量的LM3107,其中开关量输入14点,开关量输出10点。CPU模块LM3107自带3路立的高速脉冲输入,其继电器输出的电流容量大为2A,可以直接控制制动接触器,不需要中间继电器。这些配置能够满足系统的要求。

    表1 PLC控制系统的I/O点分配
    3 . PLC控制系统软件设计

    跑车工作台运行的启动、停止开关SB1、SB2分别接到PLC的输入端口%IX0.1和%IX0.2。当启动开关SB1接通时,跑车工作台启动运行。当停止开关SB2闭合时,跑车工作台停止运行。旋转编码器产生的脉冲信号接到内部计数器HD_CTUD_T4的输入端口%IX0.4和%IX0.5。利用PLC计数器HD_CTUD_T4的脉冲计数功能,控制系统可以定位跑车工作台当前的运行距离,将当前距离与设定距离进行比较,从而控制工作台的进给位置。PLC的输出端口%QX0.0接制动接触器,用来控制跑车工作台运行和停止。当%QX0.0=0时,电动机正转,带动工作台前进。当%QX0.0=1时,电动机反转,带动工作台后退。

    根据跑车工作台运行过程的要求,控制系统的流程图如图1所示。PLC根据HD_CTUD_T4的当前脉冲值和触摸屏的设定值进行比较。如果当前值小于设定值,跑车工作台继续运行。如果当前值大于设定值,系统立即输出制动信号,然后等待下一次前进信号的输入。当系统需要锯路补偿时,程序会根据用户选择的补偿量进行锯路补偿。



    1 引言
    磨床属于金属工件表面精密加工机床。磨床基本原理是用砂轮或油石(刃具)对零件表面做浅深度微量切削加工。磨削时的切削深度很小,在一次行程中所能切除的金属层很薄。磨具旋转为主运动,工件或磨具的移动为进给运动。磨床加工精度高、表面粗糙度Ra值小。磨削加工可以获得较高的加工精度和很小的表面粗糙度值。磨削不但可以加工软材料,如未淬火钢、铸铁和有色金属等,而且还可以加工淬火钢及其他不能加工的硬质材料如陶瓷与硬质合金等。
    数控磨沟机属于磨床的一种,主要用于磨制丝锥钻头等硬质合金工具排屑槽,属于比较冷僻的机械加工设备,用量不大,生产厂家也比较少,以进口设备为主。由于数控磨沟机对控制系统的要求较高,难度也比较大,本项目研发几乎用到了艾默生CTEC20H型高速运动控制PLC的全部重要功能。
    2 数控磨沟机概念设计
    2.1系统需求分析
    (1)工件进给分度控制。当加工工件进给时,分度轴旋转分度主要有两个工艺要求,一是在加工过程中不允许改变分度方向,只能单向旋转用以机械设备的反线误差;二是分度加工时对沟槽加工的顺序有特殊要求,而且刃数为偶数或奇数还有所不同。
    偶数以一个8个刃数的铣为例,每个沟槽的加工顺序是1,5,2,6,3,7,4,8。即刃加工完成后,刃的起点与下一刃起点角度差为A,下一刃加工完成后这一刃的起点与后一刃的起点角度差为B,以此类推直到加工到后一刃完成。
    奇数以一个5个刃数的铣为例,每个沟槽的加工顺序是1,3,5,2,4。
    (2)砂轮渐增量进给控制。工件在加工过程中,沟槽深度是逐渐变浅的一个过程。渐增量是指工件送进100mm时,砂轮提升的高度。
    (3)砂轮修整补偿控制。砂轮修整是因加工工艺的需求,而将砂轮的横截面修整成所需要的形状,常用砂轮载面形状,有两直线一圆弧,一直线两圆弧,三圆弧,如图5所示。
    2.2系统功能设计
    (1)产品加工功能:送料轴用于控制产品的进给,旋转轴通过直线插补功能,实现与送料轴的同步旋转,用以生产出固定螺距和导程角的产品,砂轮进给轴通过电子齿轮功能,实现与进料轴固定比例的提升。
    (2)修整砂轮功能:为了提高产品质量,不同的用户会将砂轮修整成不同的截面形状,该功能通过Y轴与Z轴的直线或圆弧插补实现该功能。
    2.3系统概念设计
    按自动化程度可分为三种机电组合自动化方案。
    (1)纯液压控制型:PLC仅提供逻辑控制,产品的制作和砂轮的修整靠液压和机械进行。
    (2)普通PLC+液压控制:PLC控制一个旋转轴(A轴)实现工件的分度功能,工件的进给和磨削等功能靠液压及机械完成。
    (3)NC(数控加工)系统:例如采用三菱的NCE60系统,控制三个轴(X+Y+A)实现产品的制作,主要实现了工件的进给和工件分度功能,砂轮的修整靠液压系统完成,是目前自动化程度较高的解决方案之一。
    3 艾默生CTEC20H解决方案
    3.1原理设计
    本项目应用艾默生CTEC20H型高速运动控制PLC实现X+Y+Z+A轴全轴伺服控制,实现的功能数控加工。项目增加了砂轮的修整和砂轮磨损补偿功能,也是该项目中难度大的部分。基于艾默生CTEC20H型PLC解决方案的系统原理。
    3.2电控系统设计
    电控系统配置如图7所示:触摸屏HMI用于参数设定、设备状态显示等功能。伺服用于工作进给轴、旋转轴、砂轮进给轴、磨头轴的控制。永磁无刷电机用于控制磨头的转动。普通电机用于控制砂轮的转动。
    3.3EC20H伺服控制设计
    (1)各轴的单控制:实现X、Y、Z、A各轴的手动控制功能,可以让用户单控制各轴的运行。主要是用于对,手动调试等功能,使用DRVI指令实现该功能。
    (2)插补功能:X轴与A轴:线性插补,用于实现产品的螺距和导程角度;螺距和导程角度是加工产品的两个重要技术参数,通过X轴与A轴的线性插补实现该功能。X轴以一定的速度前进,A轴通过涡轮涡杆实现工件的旋转,以一定的角速度旋转,这样就可实现工件按所设定的螺距和导程角度进行运行。
    通过LIN指令实现该功能。
    (3)X轴与Y轴:电子齿轮,用于实现磨沟深度的递减,在磨削过程中,磨沟深度是与进料长度成线性递减的;通过GEARBOX指令实现该功能。
    (4)Y轴与Z轴:线性及圆弧插补,根据用户的要求,可以实现修整出不同截面形状
    的砂轮;通过AUTO导入该截面形状,然后将对应的坐标用D元件替代,以便用户可以通过触摸屏进行设定。主要用到LIN和CCW指令。
    (5)原点回归:该设备在初始上电时,要进行圆点回归,以实现设备开始运行时都会在一个同样的初始状态。同时,所有的坐标归零。使用DSZR指令实现该功能。
    4 结束语
    目前该项目的主要功能已经实现,和数控加工相比,增加了砂轮载形修整功能,显现出EC20H运行控制型PLC所具有的优异的技术特点。对于需要多轴插补功能的应用场合,基于艾默生CTPLC的机电一体化系统集成产品将表现出强大的技术优势。




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