无锡西门子PLC模块通讯电缆供应商

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利用伺服驱动器上的二编码器接口来实现多轴速度跟随和同步，同步结构如图2中虚线部分所示。

    实际上，印刷机的同步控制包括两方面的内容，一方面是各印版轴转速的同步，另一方面是印刷套印同步控制，即通过光电扫描器检测印刷码刻线的实际位置，并与理论位置进行比较，输出脉冲信号(正转或反转)给执行机构(改造前是步进电机)进行位置调整，它构成了同步控制的外环。

    采用伺服控制器在速度方式下对印版电机进行控制．仅能获得很好的动态特性。但在印刷过程中，由于各电机伺服驱动器特性上或多或少存在差异，因而长期运行过程中必然有累积误差，而上述外环控制就是为了解决这个问题。

    内部速度环主管各轴速度的同步，要求有良好的动态性能，各种扰动给内部速度环带来的误差可以通过外环控制加以，外部位置环保证了稳定性和套印精度，如图3所示。

    本改造方案保留了原系统中套印控制的信号检测、处理和发送环节，只把作为执行机构的步进电机改成交流伺服电机。因此，如何将以前发给步进电机的脉冲信号转为控制交流伺服电机的信号是要研究的一个主要问题。现在的设想是通过调试原有套印系统的操作参数(实际上也是PID参数)以及交流伺服控制器上的PlD参数，来解决这一问题。

    5.3套印原理

    在多色印刷中，一般采用改变印版滚筒的转动角度以达到调整印刷位置的目的，其闭环控制原理如图4所示。

    根据旋转编码器原理可知，其线数越多，即印版每转一周所产生的脉冲数越多，位置精度越高。定印版周长为500mm，编码器的线数为500线，则500mm对应500个脉冲，1mm对应1个脉冲，20mm对应20个脉冲．

    实际印刷位置的检测是通过光电扫描器把到的色标信号转化为电脉冲，这些电脉冲与旋转编码器产生的脉冲串同时被送到套印系统计算机。各色组色标之间的距离给定值为20mm，即两颜色套准时，两色标之间的距离是20mm，对应于编码器脉冲数为20个脉冲。如图5所示，色标1与色标2两脉冲触发时间段中计数为18个脉冲，如以印色1为基准，则说明印色2的印版轴转速太快，为使其速度减慢，纠正位置偏差，应使伺服电机反转相当于2个脉冲的角度；设色标2与色标3两脉冲触发时间段脉冲数为23个脉冲，以印色2为基准，则说明印色3的印版轴转速太慢，为使其速度加快，纠正位置偏差，应使伺服电机正转相当于3个脉冲的角度以偏差。 

    5、改造方案

    我公司是红塔集团投资兴建的烟包印刷厂，拥有一条从法国小森——尚邦公司引进的NL650型六色凹版连线模切印刷生产线。这台印所采用的技术基本上体现了当时的技术水平，控制电路采用西门子PLC，套印电路采用尚邦公司的RNP93系统。主传动使用一台直流调速电机通过一根机械轴将动力传到各印刷色组和模切站，各单元的套印(位置随动和补偿)采用步进电机加差速器的结构，因而无法避免上述机械通轴凹印机的缺点。此外还有以下不足。(1)主电机采用直流调速电机，炭刷和换向器的维护成本高。

    (2)齿轮箱和无级变速器不仅是易磨损的零部件，维修成本高，而且不可避免地存在机械间隙．当步进电机根据套印指令做出的调整通过这些机构到达印版时，会有所损失，严重时引起振荡。

    (3)上述设备已使用近10年的时间，许多零部件厂家已不再生产，给维修带来很大困难。

    这些问题已经影响到公司的长远发展，本文即想探讨采用交流伺服系统来改造这台印刷机的可能性。

    与步进电机相比，交流伺服电机具有以下明显的优异性能。

    (1)控制精度大大提高。

    (2)低频特性增强。

    (3)矩频特性好。

    (4)速度响应性能、控制性能(闭环控制)和过载能力大大提高。

    5.1总体改造方案

    （1）拆除直流调速主机和机械通轴、差速齿轮箱、步进电机等所有主传动和步进伺服传动零部件，用7组立的交流伺服电机单元取代上述部件来实现传动和位置补偿功能。这里说的7组单元是6个色组加1套模切单元，如果算上2组张力单元则应该是9组，因此轴数会因不同的机型改造方案而不同。

    （2）7组交流伺服电机单元通过免维护减速器(速比为5：1或10：1)直接与印版轴或模切轴相连，把电机到版轴之间的机械传动环节减至少，并实现7轴立伺服驱动。

    5.2具体改造方案

    设备改造前的传动及套印结构是一台35kW的直流调速电机通过一根长轴将6个印元连接在一起。改造方案是将图1中虚线部分的结构拆除，改造成如图2所示的结构。

    印版电机驱动单元拟采用乐公司的Ecodrive型智能交流伺服驱动器和配套的MHD交流伺服电动机。其中伺服驱动器内部带有电流环、速度环和位置环(本次改造不使用位置环)，电机轴速度和位置元件是伺服电机自带的2500旋转编码器(4倍频)。

    在科学技术日新月异发展的今天，为满足人们对商品包装多样化、精美化的需要，对包装印刷传动系统的自动化要求、位置跟踪精度要求越来越高。将微电子技术、信息处理技术、新传感技术、激光技术以及新工艺与新材料等应用于印械，实现智能化、高自动化、能化，是现代印刷机械的发展方向。

    2、包装印刷机械现状

    我国的包装印刷机械，特别是凹印生产线起步较晚，基础比较薄弱。根据有关资料统计，我国现有的约300台烟包凹印生产线，几乎全部从欧、美．日或澳大利亚等工业发达国家进口。其中绝大部分于上世纪90年代引入，一般使用八九十年代的技术，有的甚至是六七十年代的技术，设备具有以下特点。

    (1)设备的控制电路一般都采用可编程序控制器(PLC)或计算机控制，就这一点来讲。还是比较的。

    (2)传动装置一般采用直流调速电机，有些六七十年代的设备采用的还是滑差调速电机。主传动通过一台直流调速主机(或一台交流调速主机)驱动一根机械轴，再通过这根机械轴把各色组单元以及模切单元连在一起，同步转动。这种机械通轴结构直至现在仍是卷筒纸凹印机普遍采用的传动形式。

    (3)套准装置一般采用步进电机带减速器机构(包括差速器、无级变速器等)。

    (4)张力控制装置一般也采用步进电机带减速器机构。

    近年来，电子技术和微电子技术以惊人的速度向前发展，随之也带动了交流传动技术的进步。近代交流传动技术的发展经历了二十多年，目前正成为电气传动的主流，一直被直流传动所占据的众多领域已被交流传动所。

    3、机械通轴结构的缺点

    卷筒纸烟包六色凹印机可以在卷筒纸上印刷1—6种颜色。由于卷筒纸凹版印刷速度快、层次再现丰富、质感好，因而得到了广泛使用。但它对机械制造精度要求很高．特别是由于纸张易受温湿度影响而变形、伸缩，即使套印调节机构制造得非常精细，各部分动作又非常协调准确，但如果自动化程度不高，仍难以避免套印不准，不能保证产品质量。国内大部分卷筒纸凹印设备一般采用机械通轴结构，需要靠人工进行套印预定位，操作复杂，定位误差大，动态调节慢。预不准导致设备需要很长的带纸运行时间，从而产生许多废品。

    4、交流伺服传动的优势

    为了解决上述问题，欧美等国一些的印制造企业已利用现有的交流伺服传动技术研制出电子无轴卷筒纸凹印机。与传统的有轴{机械轴)传动凹印机相比，电子无轴卷筒纸凹印机取消了印元间的机械通轴结构，每一个印元都采用AC矢量变频电机立驱动，由电机直接带动印版滚筒，并调整印版滚筒的相位来实现纵向套准，同时由一个步进电机来驱动印版滚筒的横向移动从而实现横向套准。这样的设计带来了以下几个显著优点。

    (1)省掉了许多机械传动环节，使因机械磨损而降低套印精度的可能降至，增加了性．减少了维修保养成本。

    (2)套准时间很短，响应速度快。

作为奇瑞公司的技术亮点之一，激光钎焊技术在奇瑞公司A5系列车型焊装生产线上的应用提高了工作效率，降低了生产成本，实现了的车身焊接外观质量。

激光焊接优势显著

在汽车制造业中，电阻点焊是常用的焊接方法，但其工艺存在焊接飞溅大、电头使用寿命短、缝接搭边量较大等难以解决的问题，而CO2焊、MIG焊、铜钎焊等焊接方法受电流电压的影响很大，稳定性难以得到保证。

近年来，激光焊接作为一种高质量、、低变形、率和高速度的焊接方法，正成为金属材料加工与制造的重要手段，越来越广泛地应用在汽车制造等领域。

激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。在实际工程应用中，其优点主要表现在以下几个方面：

（1）激光束的激光焦点光斑小，功率密度高，可焊接一些高熔点、高强度的合金材料；

（2）自动化程度高，焊接速度快，功效高，可方便地进行任何复杂形状的焊接；

（3）热影响区小，材料变形小，后续工序处理；

（4）激光束易于导向、聚焦，实现各方向变换；

（5）生产，加工质量稳定，经济效益和社会效益良好。

当然，与传统的焊接方法相比，激光焊接设备昂贵，一次性投资较大，技术要求也很高，目前在我国工业中的应用还相当有限，但生产和易实现自动控制等显著特点使其非常适于大规模生产线和柔制造，我公司就已经在A5系列车型的焊装生产线上采用了激光焊接技术，其成功应用已经显现出它的特点和优势。

焊接工艺
这里以我公司A5系列车型行李箱盖外板分总成激光钎焊工艺为例介绍激光焊接的优势和。

A5系列车型的车身焊接板件采用的是冷轧低碳钢板（厚0.8～1mm），钎焊焊丝采用φ1.2mm的硅青铜合金焊丝（CuSi3）。

主要焊接工艺过程是：激光发生器发出的聚焦光束照射在焊丝表面上，使焊丝受热充分熔化形成高温金属熔体，熔体流入下面板件之间的缝中，在合适的激光加热条件下，熔体与板件间可以形成良好的冶金结合钎焊层，实现良好的连接，而板件本身则不会被激光的高温严重熔蚀损伤。工艺原理如图1所示。

图1  板件的激光钎焊

激光钎焊系统的组成

我公司采用的激光钎焊系统由主控PLC、激光焊接机器人、工装夹具、激监控系统、激光发生器、循环水冷却器和送丝机构等组成（见图2），其中主控PLC负责与激光焊接机器人、工装夹具之间的通信及协调配合及整个系统的保护，机器人则主控激光发生器、循环水冷却器、送丝机构之间的通信、协同工作。

图2  激光钎焊系统的组成

（1）主控PLC

本系统的主控PLC采用SIEMENS-S7-300，CPU为315-2DP。S7-300是模块化中小型PLC系统，它能满足中等性能要求的应用，特点是模块化，易于实现分布控制，易于用户掌握，而且当控制任务增加时可自由扩展。

（2）激光焊接机器人

该系统采用FANUC-M710i工业机器人，控制柜型号为R-J3Ib，采用了新一代的交流伺服电机和基于32位微处理器的智能控制器。内置sealing tools工具函数，可根据机械人的运行速度实时调节激光的功率和送丝速度。拥有RS232、ModelA/B、ProcessI/O及Profibus等通信接口。

（3）工装夹具

夹具系统由日本FUJI公司开发，通过主控PLC控制，具有足够的装配、焊接空间，不影响焊接操作和工艺质量观察，不妨碍焊件的装卸，具有较好的制造工艺性和较高的机械效率。定位元件和夹紧机构均选用通用化、标准化的零部件。激光焊接机器人及工装夹具见图3。

图3  激光焊接机器人及工装夹具

（4）激光发生器

采用德国TRUMPF公司的型号为HL3006D的Nd:YAG激光发生器（见图4），由YAG晶体工作物质、灯泵浦源和谐振腔组成，大输出功率为3kW，额定输入功率为98kW。在实际应用中，激光的能量一部分用于熔化焊丝，一部分用于预热工件，保证熔融的焊丝在母材上有较好的铺展性从而形成均匀美观的焊缝。

图4  激光发生器

（5）循环水冷却器

采用日本ORION的循环水冷却器，对激光发生器进行冷却。采用三循环冷却方式：工业循环水冷却纯净水、纯净水冷却纯水、纯水冷却激光发生器，保证激光发生器系统的温度控制在180℃左右。

（6）送丝机构

该机构作为激光机器人的从站，主要与激光机器人有三个数字量和一个模拟量的信号通信，分别位于送丝装置的CON5接口、CON7接口和CON2接口内。

工程应用

在激光焊接填丝的环节，厂家的理论参数是焦点位于焊丝表面上方2mm处，使80%的光束照射在焊丝上，20％的光束照射于附近板件上，但实际的系统应用过程中却出现了一些问题，我们及时进行了调整和反复试验，终将激光的焦点定于工件上方12mm处，焊丝紧贴板件送入，工件上的光斑直径约为3mm，焊丝直径为1.2mm。由于光斑的直径约为3mm，因此钎料的铺展范围被约束在大约3mm的宽度。考虑到实际的焊接速度和焊缝需要敷熔钎料的量，合适的送丝速度匹配合适的激光功率和光斑直径是非常必要的。

综合生产实际情况，较大的功率可以配合较大送丝速度进行焊接，但较大的热输入会导致板件拐点出现严重的变形，影响A5系列车型行李箱盖外板的表面质量。因此在工件本身刚度较差的情况下只有通过减小热输入来控制工件的变形。但是，较小的热输入量必然要配合较低的送丝速度，造成的后果是过少的敷熔钎料和不充分的板件预热，这样会直接导致焊缝的不完整和较差的成形。这一问题经过设备厂家和我公司技术人员多番调试，终于成功试验出一套合理的焊接参数，在焊丝与板件接触处钎料铺展充分，焊缝成形均匀且美观牢固，满足了终的外观质量要求。不同参数下的实际焊接效果如表所示。

表  不同参数下的实际焊接效果

结束语

激光钎焊是常规激光焊接工艺的扩展，它可以降低激光焊接对接头装夹精度、激光功率、激光聚焦性能的严格要求，同时在改善焊缝冶金性能、实现异种材料焊接等方面也有很大应用空间，还可结合工业机器人组成柔性化焊接单元，有利于全位置焊缝的焊接。

汽车工业的快速发展要求汽车生产厂家在提高产量的同时提高制造质量，因而汽车厂的主要生产线都在逐渐向全自动化的方向发展，车身焊装生产线也不例外。激光焊接技术的应用正迎合了这种发展需求，不仅实现了自动化，使生产效率大幅提高，而且达到了很高的焊接质量，实现了的车身外观，对汽车工业的提升也发挥着重要的作用。

话音和数据同传有多种方案，这些方案大都先将话音信号数字化，经过压缩后与外部数据一起打包传输。主要区别在于发送一包话音数据与外部数据的占用时间，以及话音数据与外部数据在包内的分割时长。常见的有两种方案[1]。一是日本救护车所用的数话同传方案，可将病人的身体状况的检测数据与话音同传。在这一方案中，以625ms为一个话音压缩周期，其中187.5ms用于传送数据，437.5ms用于传送话音，外部数据时隙占整个信道时间的30％，数话同传时话音延迟约为200ms。另一种是UIC建议的数话同传方案。这个方案以1040ms为一个周期，其中260ms用于传输数据，780ms用于传输压缩话音，数据时隙占整个信道的时间为25％。这一方案由于数据占用的时间较短，因此可以提供较好的通话质量，但话音延迟260ms，在双工通话时会使人感到不适，量也不高。

上述两种方案的话音延迟都较长，同时外部数据时隙占信道的时间比较短，发送数据量受到一定的限制，主要用于传送话音信号。本文在保证传送话音质量的基础上，尽量减小话音延迟，提高外部数据分割时长，同时根据AMBE话音Codec和GMSK Modem的特点，提出了如图1 所示的数话同传方案。

AMBE话音Codec[2]采用基于MBE(多带话音激励)模型的压缩技术，已被证明CELP、MP－MLQ、LPC－10以及其它的压缩技术，MOS分达到3.5分，能够在低至2.0kbps的压缩速率下保持高质量的话音。所以本系统采用2.4kbps的话音压缩速率时仍然有很好的自然度和可懂性。当单片机查询到有话音数据时，不中断数据的传输，而是延迟60ms，单片机再将AMBE话音Codec传过来的话音数据处理后与外部数据一起打包发给Modem，实现数话同传。从上述方案中可以看出，话音信号的延迟不会过120ms，前两种方案，能够很好地满足实时性的要求；外部数据时隙占整个信道时间约为46％，分割时长也比前两种方案高，此时外部率约为4800bps。没有话音时，单片机直接对外部数据进行打包传送，率为GMSK Modem的传输率，即为9600bps。

1 系统的硬件组成及工作原理

1.1系统的硬件结构

整个系统的硬件结构框如图2所示。

系统以Atmel公司的单片机AT89S52和Altera公司的EPLD芯片EPM7128为主控芯片。AT89S52是一款低功耗、的8位微处理器，负责整个系统的绝大多数工作，内部带有8KB可编程的FLASH存储器，扩展ROM，自带ISP口，可灵活地进行在系统可编程，可以通过全双工的标准串口与外部计算机或PLC交换数据。EPM7128[3]是Altera公司的MAX7000系列中的一款，具有高阻抗、电可擦写等特点，可用门单元为2500个，管脚间大延时为5ns，主要用来实现话音压缩和解压缩所需的时序及逻辑控制。话音预处理和ADC－DAC单元采用MC145480[4]，其内集成了300Hz～3400Hz的带通滤波器、AD和DA转换器，采样频率为8kHz，每个采样值采用8比特(256个量化级)编码，可输出A 律和μ律可选的64kbps的PCM 信号。话音压缩和解压缩通过AMBE1000[2]完成，压缩速率从2.4kbps～9.6kbps，A/μ律可选，具有语音检测、回声抑制和休眠等功能[2]。数据调制解调部分的器件是无线单片收发芯片FX909[5]。此芯片采用GMSK调制解调方式，频带利用率非常高，特别适合在窄带的数传系统中，内部硬件实现FEC和CRC算法，同时兼容Mobitex无线广域网空中接口标准。模拟调频电台将从Modem输出的GMSK信号经过二次调制到数传信道上传输，带宽一般为25kHz，新西兰大吉公司、美国的MDS公司、日本的建武的模拟台都可实现此功能。

1.2 系统工作原理

在无话音时，AT89S52将从串口接收的数据打包处理后发送给Modem，Modem对传过来的数据增加前向纠错(FEC)、循环冗余校验(CRC)位后，按Mobitex标准的数据格式进行交织和扰码处理，再附上比特同步和帧同步字节后，对数据包进行GMSK调制，输出音频的GMSK信号，再由电台将其调制到模拟调频话音信道上传送出去。当有话音时，模拟话音输入MC145480，经过8kHz 的A律编码输出64kbps的PCM信号。经过AMBE1000压缩后，输出2.4kbps的压缩话音数据，这些话音数据经单片机AT89S52除包延时处理后与串口接收的外部数据一起打包送到调制解调模块，实现数据和话音的同时传输。

数据接收时，Modem从模拟调频电台读入音频信号进行GMSK解调，经检错和撤包处理后，将数据传送给AT89S52。单片机经过判断处理后，如果是外部的数据，则直接通过串口输出；如果是话音数据，则经过处理后送给AMBE1000解压缩，输出的PCM信号经过A律解码和DAC，还原成模拟话音信号输出。

2 软件设计及实现

整个系统的软件主要包括三大部分：MC145480和AMBE1000的接口时序的实现、语音压缩数据的处理、数据的调制和解调。

2.1 接口时序的实现

AMBE1000话音Codec与MC145480的接口关系[2]如图3所示。

图3中CLK_2048K为2048kHz的时钟信号，CLK1_8K和CLK2_8K均为8kHz的时钟信号。可以看出，分立元器件较多，时钟源之间的干扰比较大，电路运行不太稳定。本系统中用一片EPM7128实现，用VHDL语言编写时序发生器，大大简化了电路，提高了系统的稳定性。图4是在MAXPLUSII上MC145480从AMBE1000话音Codec读取数据的波形。
从波形上可以看出，在MC145480的接收帧同步信号FSR的下降沿到来时，开始在接收位时钟信号BCLKR的作用下采样从AMBE1000话音Codec传过来的数据(AMBE1000的tx_do端)。在采样一个字节后停止采样，余下的FSR为低电平的时间(一个FSR的周期内)用来给MC45480的DA转换提供缓冲时间。在下一个FSR的下降沿到来时又周而复始地重复上述操作。
2.2 话音压缩数据的处理
AMBE1000话音Codec输出数据是以帧为单位[2]，每20ms输出一帧，每帧的大小为34bytes,其中帧头为10bytes,压缩语音数据24bytes。数据格式如表1所示。

如果按全帧发送，1s内传送的数据位数为：
34bytes × 8bit/bytes × 50 = 13600bit
而Modem 的大传输速率为9600bps，根本无法进行传输，谈不上实现数据和语音同传了；另一方面，本系统没有必要将压缩语音数据按全帧发送，只需传送有效语音数据。压缩速率为2400bps 时，每帧输出的有效语音数据为：
2400bps / (50 × 8bit) = 6 bytes
这样在帧尾会有18bytes(24bytes-6bytes=18bytes)的无效0数据，全帧传输时这些无用的0也参与了传输。从节省带宽方面考虑，进行帧头和帧尾的处理，并重组数据帧。为此，在程序中做了如下处理： 当检测到有话音数据时，单片机每20ms对AMBE1000话音Codec进行一次读写操作，将接收到的一帧数据存入一个缓冲区，去掉不必要的帧头和帧尾无效的0，得到纯语音数据(每帧6字节)。每隔60ms即连续等待三次AMBE话音Codec中断处理后(共18字节的有效语音数据)，将有效的语音数据与外部接收的数据一起打包发给Modem。接收端反之，单片机将Modem解调出来的语音数据，按每6个字节，行必要的帧头设置，再添加上帧尾的0，恢复一帧完整的数据传给AMBE1000话音Codec进行解压缩。这样充分利用了信道资源，并且语音延迟比较小，外部率也比较高。
2.3 数据的调制和解调
外部输入的数据和来自AMBE1000话音Codec的数据被单片机打包成如表2所示的数据格式。

6 字节的帧头包括两字节的位同步、两字节的帧同步以及两个自定义的控制字节。这两个控制字节可用于区分语音数据和外部数据，以及在半包发送时指示数据块中实际数据的多少。每18个字节作为一个小数据包，数话同传时，语音数据和外部数据各占一小包。一个字节的帧尾标志一般为0x33。这样的一帧数据传给FX909,带上FEC和CRC位后，大数据量为：(6＋1＋30+30+1)×8bit=544bit。在60ms的时间内，Modem有能力完成一帧数据的发送(60ms×9600bps＝576bit>544bit)。这从一个侧面证明了本系统采用的数话同传方案的可行性。FX909工作在任务方式下，单片机通过写任务到FX909的命令寄存器去指示Modem的工作，当FX909完成工作后以中断的形式通知单片机当前操作已经完成。软件实现发送和接收数据的过程如下[5]：发送数据时，设置FX909的工作模式为发送状态，写帧头数据，设置任务＝T7H，发7个字节帧头(FX909内部帧头带一个字节的FEC和CRC)；然后往FX909 数据缓冲区中写入18 个字节的数据，设置任务＝TDB，发送数据块；若本帧未结束，继续发送数据块，发送结束后再发一个字节的帧结束标志；如此反复直到所有的数据发送结束为止。接收数据时，先设置FX909 的工作模式为接收状态，检测到载波信号后，写帧同步字节至数据缓冲区，设置任务＝LFSB,进行比特同步；然后设置任务＝SFH,查找帧头，读出帧头控制字节后设置任务＝RDB，读出18个字节的数据；若本帧未结束，继续读数据块，否则查找下一个帧头；如此反复，直至接收完所有的数据。同时还可以读出CRC和FEC标志位信息，进行相应的处理。
本文实现的数话同传控制器具有话音延迟短、量大的特点，有效地解决了语音信号延迟比较大和外部量受限问题，能够满足绝大多数场合下话音通信和的要求,有着广泛的应用前景。

    大家都知道，中国是制造业大国，我们这个制造大国里面有很多进口机床，大多时从80年代末或90年代初进口过来的，这些机床的加工精度都很高。特别是坐标镗床在国内得到了大量应用。

    内容：

    坐标镗床是一种大型精密的机械加工设备。主轴的快慢是需要变化的，在没有变频器之前，直流电机的调速是非常理想的，所以大多数的镗床的主轴都是用直流电机，电阻调速的方式来实现，是一种非常理想的调速方式。

    随着技术的变革和发展，变频器诞生了，且出现了矢量型的变频器，即转速和力拒分开控制，以便达到转速和恒定转矩的良好控制。其实是直流电机的控制方式演变出来的！

    用变频器对电机调速成了当今电机调速业理想的方式。具有直流电机和其他调速电机无法比拟的优势，在世界范围内发展迅猛。优点如下：调速的电机是世界范围内和应用广泛的交流异步电动机，异步电机具有免维护，价格，制造简单，维修简单等诸多的优势。

    客户的坐标镗床由于使用多年，电气部分老化，经常出现故障。出现故障的原因是直流电机需要维护造成的。具体改造方案如下：将7.5KW3000RPM的直流电机换为三相异步变频电机，去掉之前复杂的继电器控制。改为PLC控制，

    具体功能如下：点动，点动正转，点动反转，正转，反转，无调速，制动等多种方式。

    我们配置了：

    中公司生产的ZY-G800-11K-3C的变频调速器(380V输入，11KW)，对变频器的要求：输出频率：0－400HZ,150％1分钟的过载能力，控制方式为矢量控制，加速时间为：3秒，减速时间为：0.5秒。点动功能。能显示机床主轴的转速而不是电机的速度。具有低速大转矩输出功能。即3至60HZ均为恒转矩输出，60－100HZ为恒功率输出。

    三菱FX14MR可编程控制器，和一些开关，按钮，指示灯等设备

    国产变频电机：132M-4，7.5KW1500RPM

    改造后的操作简单，调速只需要一个小小的电位器旋钮即可实现。0至3000转无级调速。可以在0.5秒内从3000转快速制动减速至0。加一个制动电阻即可实现。64欧姆，1500W.将操作面板引线至操作台，操作工人很容易看到机床的运行状态，电机的转速等。

    改造后客户非常满意，运行稳定，随之将客户的14台电机全部改为变频调速了，值得客户高兴的是电气部分再维护了。

前言
随着微电子技术的飞速发展，控制技术日益完善和成熟，作为工业控制部件的PLC，其控制功能越来越强，体积越来越小，运行也越来越高速。深圳市德天奥科技有限公司板式SL1S-32MR采用进口ARM控制芯片，编程软件兼容三菱PLC编程软件，价格只需进口的一半，修改维护非常方便，可灵活运用在各种工业自动控制场合，如电子、化工、塑料、轻纺、食品、包装等行业中的生产机械、工业流水线、各种机床的工业控制设备中。它为用户提供了采用传统的梯形图逻辑方法以及HJ为用户定制编程方法对一个控制系统进行开发的能力。

系统概述
包装机的控制对象由主控柜、副控柜和两个现场操作盒组成。主控柜内主要有PLC和称重指示控制仪F701 以及码盘设定器、袋计数器等。副控柜主要为交流接触器和热继电器，分别控制M1风机电机、M2提升机构电机、M3传送机构电机，其中提升机构由于有升有降，所以用了两个接触器。现场操作盒AR1用于料口升降控制，AR2用于传送控制。

控制对象对应IO点表
（1）3个电机M1、M2、M3； （Y00,Y001.,Y002）
（2）4个两位五通电磁阀配合气缸分别控制投料门1（电磁阀YV1）、投料门2（电磁阀YV2、）排料门（电磁阀YV4）和袋口夹松开（电磁阀YV5）；（Y003,Y004,Y005,Y006）
（3）6 个限位开关，SQ1 为投料门关位置，SQ3 为排料门关位置，SQ4、SQ5、SQ6、SQ7分别对应装袋提升机构的料口上位、下位、上限、下限； （X00,X01,X02,X03,X04,X05）
（4）1个光电开关SQ11用于料包到传送链板尽头。（X06） 主要的机械装置有称量料斗、板式输送机、装袋机构、控制门、排料门等。由于切片是粒状的均匀颗粒，同粉状物料相比流动性好且不粘附，所以靠自重来落料即可，料斗也不用做特殊操作。其中控制门采用的是双闸门，控制门1和2全开时为快投料，控制门2关闭1开启时为慢投料。

包装工艺过程
（1）称量过程：此系统有自动和手动两种操作方式，但手动方式也是由PLC实现的。手动方式主要用于调试、维修和排除故障，所以以自动操作为例介绍。 PLC向F701 发扣除皮重信号后（此时净重立即设置为 0），打开控制门 1 和 2，由料仓向称量料斗投料（快投料速度约 23kg/s），当达到预置值时关闭控制门2，将快投料改为慢投料（速度约为2kg/s），当料量达到落差值时关闭控制门1，投料结束。稳定后PLC向 F701发数据保持信号，F701设置的不足、过量、上限值比较，若适量则“称好”灯亮，若过量或欠量则“差”灯亮并报警。
（2）提升机构动作及放料过程：将空袋夹在放料口上加好，按AR1的“料口升”按钮待“称好”灯亮后料口自动升到上位，风机启动充气15s，充气结束后打开排料门开始放料，当F701发出接近零信号后5s关闭排料门，然后自动松开袋口夹，同时袋计数加1，PLC向F701发一个皮重复位命令信号（取消去皮重操作），装满料的袋脱离料口放置在传送机上。
（3）传送过程：按AR2的“传送启动”按钮，M4启动自动传送一个袋位停止，由人工袋口，料口自动降至下位。以后每称好一袋，按传送启动按钮袋即顺序向前传送一个工位。如此循环往复。用叉车及时将传送机上的袋叉走。欠量时允许通过按“慢投”按钮进行补料并自动达到适量;过量时系统除报警外无纠正措施，须按“强制”按钮打开排料门放料。

现场生产操作界面采用工业计算机系统，它负责处理现场与运行操作有关的人机界面，使操作员通过显示屏实时了解现场运行状态，各种生产数据的当前值以及是否有故障报警发生，并可对工艺生产过程进行控制和调节。
紫金桥软件人机界面主要功能：
a、能动态模拟显示各段工艺流程、生产报表、生产数据；
b、每幅画面都设置有操作按钮，如画面切换按钮，生产过程启/停控制按钮，报警按钮，紧急按钮等；
c、事件报警：生产过程中出现异常情况，自动报警并用文字显示故障类型，画面同时自动切换至故障所在的流程画面；
d、设备由静态到运行，画面模拟动画显示；
e、权限管理：操作员只有在开机时输入正确的登陆密码后，才能进入运行状态。
f、打印输出班报表，月报表。
g、查询历史数据.
监控计算机通过R232/R485适配器通过双绞线连结到SZ-4m的通信口，通信距离为：1400米以内。监控计算机的功能还兼有工程师站的作用，它能对下位机(PLC)的程序进行修改、配置。为了管理的需要，充分发挥电脑的资源优势，该系统在监控计算机建立了两个数据库：
a、生产数据库（分析计算采集的数据）

b、设备故障数据库：（设备过载、溢流、失速、仓空、仓满、故障恢复）。下位机(PLC)的生产数据和设备故障都实时记录并保存在监控计算机的数据库中，通过监控计算机可以很方便查询某年某月某时某秒的生产数据，和故障发生的时间及恢复时间，并能生成各种生产报表打印输出。
监控计算机即可远程监控，也可做为现场触模屏的沉余设计来使用。监控计算机可与单位的局域网相连，实现数据共享。

2.5 控制功能概述
2.5.1工艺流程启动
工艺流程启动分工段进行，各工段可单按工艺流程自动联锁启动，也可按工段由后向前自动联锁启动。各工段内工艺流程自动联锁启动，先启动相应的空压机，通风除尘系统，然后按物流逆向延时逐台启动各工艺设备。
2.5.2料位器与工艺流程联锁
比重去石机、砻谷机、重力筛设备正常工作状态需要适合的物流量配合，用料位器及气动门的开度实现这一目标。当这些设备的进料斗下料位器动作时，这些设备即停运转，其他工艺设备保持工作状态，当物料达到要求高度后，重新启动这些设备运行