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    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

    惠州西门子PLC代理商变频器供应商

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2025-05-28
  • 阅读量:21
  • 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

    惠州西门子PLC代理商变频器供应商详细内容



    惠州西门子PLC代理商变频器供应商

    1、引言

    啤酒生产过程分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤、包装等几道工序。啤酒灌装、压盖机部分属于包装工序。啤酒经膜过滤后由管路送入回转酒缸,再经酒阀进入瓶子中,压盖后获得瓶装啤酒。啤酒灌装、压盖机的工作效率和自动化程度的高低直接影响啤酒的日产量。
    为了满足我国啤酒行业日益扩大生产规模的需求和啤酒现代化灌装机械高速灌装的要求,国内各啤酒生产厂家都在积寻求或改造本单位的啤酒灌装生产设备,使其成为具有良好的使用性能,的技术水平及高生产效率、运行稳妥、维护的啤酒现代化灌装机。

    2、啤酒灌装、压盖机工作原理和控制部分构成

    液体灌装机按灌装原理可分为常压灌装机、压力灌装机和真空灌装机。啤酒灌装、压盖机采用压力灌装方法,是在大气压力下进行灌装,贮液缸内的压力瓶中的压力,啤酒液体靠压差流入瓶内。

    目前国内外实现灌装工艺路线基本上是:利用回转酒缸产生的旋动,使安放在酒缸槽位上的空瓶通过机械机构将固定在酒缸上部的欲抽真空阀打开,对已封好的瓶子进行抽真空处理,拨转外操作阀杆,打开气阀,对瓶内充填CO2气体,抽真空凸轮继续打开真空阀,将瓶内空气与CO2混合气体抽出,气阀再次打开,对瓶内充填CO2气体,灌装阀内的液阀在瓶内压力接近背压气体压力时打开,酒液顺瓶壁注入瓶内,通过气动或电动控制灌装阀实现啤酒的灌装。

    当今的啤酒灌装、压盖机的控制系统主要由光电开关位置检测部分、走瓶带、酒缸转速的变频调速部分、主控由可编程控制器、触摸屏等组成。灌装、压盖机的机械结构装置与PLC可编程控制、变频无级调速、人机界面等现代自动控制技术手段完整的结合,形成机电一体化。

    3、控制部分改造方案

    国内很多啤酒厂家现使用的灌装、压盖机的控制系统的自动化程度参差不齐;所有手动按钮和工艺开关都设置在一个操作箱的面板上,PLC控制器大都为日本 OMRON公司或三菱公司的早期产品,设备连锁控制、保护设置少,加之啤酒灌装的现场环境恶劣,潮湿度大,使开关等接触触点锈蚀严重,系统的信号检测部分故障率较高,造成设备控制系统运行的性低,设备正常运行等现象。

    以实际改造的丹东鸭绿江啤酒有限公司的灌装、压盖机的控制系统为例,介绍改造方法,阐明改造这类设备的控制思想和思路;根据现场的实际工艺条件,重新编写了PLC的运行程序。针对啤酒灌装、压盖机控制系统的实际状况,并根据现场的实际工艺条件,重新设计了设备的PLC控制系统。这种改造方法和思路同样可以应用与其他液体介质灌装设备的改造。

    3.1系统硬件配置

    使用日本三菱公司的FX2N128MRPLC替换原系统使用的2台OMRON公司的C60PPLC,原系统的PLC由于是老型号产品,和计算机联机需要配置特殊的通讯转换器,系统需要增加外部I/O输入点时,扩展模块备件较难寻。FX2N128MRPLC是集成128点I/O的箱体式控制器,具有运算速度快,指令丰富、性能价格比高、联机编程简单、扩展方便等优点,是三菱FX系列中功能的小型控制器。

    (1)采用三菱公司的900系列的970GOT人机触摸屏替换原系统使用的面板按钮并监控显示设备的运行工作参数。970GOTHMI为高亮度的 16色显,通过汇流连接和FX2N128MRPLC的CPU直接连接,实现快速回应。具有许多维护功能,如列表式编辑功能、梯形图监控(故障查找)功能、系统监控功能等用来查找故障和维护PLC系统。
    (2)灌装、压盖机的变频器在改造中没有换,现场检测信号的手段仍然采用开关式检测,因检测开关长期工作在湿度很大的场合,因此选择电容式的接近开关,根据PLCI/O端子的接线方式,选择PNP型的接近开关。

    3.2系统程序设计

    PLC控制器的程序设计和是围绕着酒缸的旋转速度控制和酒缸上60个瓶位相关位置的检测移位、破瓶、空瓶瓶位相关位置的检测移位和相关灌装阀等的控制。其中的瓶位移位检测程序中,采用了三菱PLC位左移指令,驱动执行条件输入每一次由OFF-ON变化时,执行N2位移动,N2为移动的位数。
    (1)瓶位移位子程序
    413LDX055;机器计数脉冲测量检测输入点
    414PLSM49;主电机转速测量输入点取上升沿微分后的位M49
    416PLFM301;主电机转速测量输入点取下降沿微分后的位M301
    418LDIM590;进瓶个数检测
    419ANIX005;连锁保护点
    420ANIX006;紧急停车保护
    421OUTM50;进瓶瓶位是否有瓶检测
    422LDM49;主电机转速测量输入点
    423SFTLM50M500K60K1
    瓶位移位检测

    采用PLC位左移指令,这条指令是整个子控制程序的之一,主电机和瓶位检测开关同步检测移动的酒瓶,主电机每转一周,正好对应酒缸转过一个瓶位,PLC内部单元内对应这60个瓶位的单元为M500~M559,单元个数用个字母K设置为K60,每次变化一位用二个字母K设置为K1,M50 反应了瓶位的空、缺位置,并将检测到的这个位置以电机转速的频率移位下去,在内部相应的单元内置“1”或“0”,控制相应的阀门和搅拌瓶盖的电机的开与停。系统在连续检测90个空瓶位后,停止搅拌瓶盖的电机的运行,检测瓶位的个数可以根据用户的要求任意设定。
    432LDX052

    出瓶位

    回转酒缸通过压力往瓶内背压装酒的过程中,空瓶在背压后,可能由于瓶子本身裂纹等原因导致突然爆瓶,这就需要出爆瓶瓶子的位置,在这个瓶位的位置进行打开吹扫电磁阀,喷出压缩空气,将瓶位上的碎瓶片吹离位置,在连续吹扫几个瓶位后,在打开喷射电磁阀,喷射出高压水注,在对破瓶位置周围瓶位连续喷射几个瓶位。
    (2)实现爆瓶检测、控制的步进控制
    482LDX055;机器计数脉冲测量检测输入点
    483PLSM49;主电机转速测量输入点取上升沿微分后的位M49
    485PLFM309;主电机转速测量输入点取下降沿微分后的位M309
    486LDIM70;破瓶位置检测
    487ANIM071;连续破瓶位置检测
    488ANIX052;进瓶位置
    489SFTLM52M600K20K1

    破瓶检测和瓶位检测开关同步检测移动的破瓶,主电机每转一周,正好对应酒缸转过一个瓶位,PLC内部单元内对应这20个破瓶位的单元为 M600~M619,单元个数用个字母K设置为K20,每次变化一位用二个字母K设置为K1,M52反应了破瓶的位置,并将检测到的这个位置以电机转速的频率移位下去,在内部相应的单元内置“1”或“0”,控制相应的喷射和吹扫电磁阀开与停。连续喷射和吹扫电磁阀的开听、停时间可以根据工艺要求任意设定。
    系统自动化运行的就是控制进出瓶盖的同步跟踪,既准确电机转速开关、破瓶开关和进瓶检测开关三个条件。

    (3)970GOT人机触摸屏操作终端机的软件采用三菱公司的GTWORKS软件包,其中GTDesigner是一个用与整个GOT9000系列的绘图套装软件。该软件包操作简单,事先可在个人计算机上组态并调试,完毕后下载至人机操作终端机。同时,因为人机界面又具有触摸屏的作用,将常用的开关设在显示屏上,方便操作。还可并以增加一些功能,如设置报警信息等。

    4、改造后控制系统功能

    系统正常运行时,机器为自动控制,根据进出瓶带上瓶的满缺,按设定速度或慢速运行,进瓶档瓶,无瓶不下盖,爆瓶自动冲洗,灌装位置自动背压,下盖输盖系统的自动开停和保护等动作的协调联锁。原来所有按钮的操作改造后都在触摸屏上进行。

    5、控制系统检测状态的监控功能

    进瓶检测开关和破瓶检测开关通过检测每个压瓶部分上面的小铁片的位置,产生光电脉冲输出,再有PLC采集,由于每个压瓶部分上面的小铁片的位置是活动的,在机器运行一段时间后,压瓶部分上面的小铁片和检测开关的位置发生位移,造成检测开关误判断,如没瓶判断为有瓶,爆瓶漏检、误检等造成输出失误,使 PLC产生误动作,造成如背压、爆瓶吹、洗、瓶盖搅拌系统控制失灵等故障现象。

    在改造前的日常生产过程中,碰到这种现象时,操作工只能将各个功能开关或按扭打到手动控制档位,使机器设备工作在无监控状态下,机器失去自动控制功能。造成了很大的生产原料如气、水、酒的浪费。只能在生产的间歇,才能由维修钳工和电工根据检测开关上的小发光二管的亮和灭通过调整位移距离只有 5~8mm的检测开关的安装位置,来修正检测开关和小铁片的间隙。这种检测手段非常落后,调整后的效果反应致后,不能及时反应调整结果。

    针对这种检测状况,结合改造后的灌装、压盖机控制系统的配置,新增了这部分检测功能,并集成在人机触摸屏中,完成瓶位检测。

    在人机触摸屏的界面分页显示屏上,可以分别时时动态显示60个瓶位的状态和爆瓶时的瓶位状态,有瓶、无瓶、爆瓶、背压开关等检测开关、搅拌电机等电磁阀的开关状态都以不同颜色来显示,非常直观。

    在需要修正检测开关和小铁片的位置时,可以在正常生产的条件下,不停机,由维修人员只要根据显示屏上的瓶位状态,就可以在线调整,并马上看到调整后的效果。在日常维修中,也可以用它作为状态监控设备,观察输出设备的运转状况。
    增加这套系统功能的是为保证灌状压盖机的自动化控制系统正常运行而专门设计的。

    6、结束语

    改造后的控制系统大大地简化了复杂的机械结构,经现场运行情况和控制效果检验,系统的自动化程度达到了设计要求,大大减少了操作人员的劳动强度,使啤酒灌状的日产量比过去提高30%以上,故障率大大减低。体现了现代设备的自动控制技术。是在消化、吸收当今工业控制的技术的基础上加以、研制而成的目前国内技术的灌装控制系统。


    一、维护概述
        一般各型PLC(以下以无锡华光电子工业有限公司生产的SR系列PLC,做为描述样板,其余各型PLC大同小异)均设计成长期不间断的工作制。但是,偶然有的地方也需要对动作进行修改,找到这个场所并修改它们是很重要的。修改发生在PLC以外的 动作需要许多时间。
    二、查找故障的设备
        SR PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地插到PLC上面。在编程器上可以观察整个控制系统的状态,当您去查找PLC为的控制系统的故障时,作为一个习惯,您应带一个编程器。
    三、基本的查找故障顺序
        提出下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地换SR中的各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过换模块来完成。 除了一把螺丝和一个万用电表外,并不需要特殊的工具,不需要示波器,精密电压表或特殊的测试程序。
        1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的框架,测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在SR PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝,如必要的话,就换CPU框架。
        2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。
        3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要换CPU模块。
        4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。
        5、在多框架系统中,如果CPU是工作的,可用RUN`继电器来检查其它几个电源的工作。如果RUN继电器未闭合(高阻态),按上面讲的步检查AC或DC电源如AC 或DC电源正常而继电器是断开的,则需要换框架。
    四、一般查找故障步骤
        其他步骤于用户的逻辑知识有关。下面的一些步骤,实际上只是较普通的,对于您遇到的特定的应用问题,尚修改或调整。查找故障的工具就是 您的感觉和经验。,插上编程器,并将开关打到RUN位置,然后按下列步骤进行。
        1、如果PLC停止在某些输出被激励的地方,一般是处于中间状态,则查找引起下一步操作发生的信号(输入,定时器,线川,鼓轮控制器等)。编程器会显示那个信号的ON/OFF状态。
        2、如果输入信号,将编程器显示的状态与输入模块的LED指示作比较,结果不一致,则换输入模块。入发现在扩展框架上有多个模块要换,那么,在您换模块之前,应先检查I/O扩展电缆和它的连接情况。
        3、如果输入状态与输入模块的LED指示指示一致,就要比较一下发光二管与输入装置(按钮、限位开关等)的状态。入二者不同,测量一下输入模块,如发现有问题,需要换I/O装置,现场接线或电源;否则,要换输入模块。
        4、如信号是线川,没有输出或输出与线川的状态不同,就得用编程器检查输出的驱动逻辑,并检查程序清单。检查应按从有到左进行, 找出个不接通的触点,如没有通的那个是输入,就按二和三步检查该输入点,如是线川,就按四步和五步检查。要确认使主控继电器步影响逻辑操作。
        5、如果信号是定时器,而且停在小于999.9的非零值上,则要换CPU模块。
        6、如果该信号控制一个计数器,检查控制复位的逻辑,然后是计数器信号。按上述2到5部进行。
    五、组件的换
        下面是换SR-211PC系统的步骤
        (1)换框架
        1、切断AC电源 ;如装有编程器,拔掉编程器。
        2、从框架右端的接线端板上,拔下塑料盖板,拆去电源接线。
        3、拔掉所有的I/O模块。如果原先在安装时有多个工作回路的话,不要搞乱IU/O的接线,并记下每个模块在框架中的位置,以便重新插上时不至于搞错。
        4、如果CPU框架,拔除CPU组件和模块。将它放在的地方,以便以后重新安装。
        5、卸去底部的二个固定框架的螺丝,松开上部二个螺丝,但不用拆掉。
        6、将框架向上推移一下,然后把框架向下拉出来放在旁边。
        7、将新的框架 从部螺丝上套进去,
        8、装上底部螺丝,将四个螺丝都拧紧。
        9、插入I/O模块,注意位置要与拆下时一致。
        如果模块插错位置,将会引起控制系统危险的或错误的操作,但不会损坏模块。
        10、插入卸下的CPU和模块。
        11、在框架右边的接线端上重新接好电源接线,再盖上电源接线端的塑料盖。
        12、检查一下电源接线是否正确,然后再通上电源。仔细地检查整个控制系统的工作,确保所有的I/O模块位置正确,程序没有变化。
        (2)CPU模块的换
        1、切断电源,如插有编程器的话,把编程器拔掉。
        2、向中间挤压CPU模块面板的上下紧固扣,使它们脱出卡口。
        3、把模快从槽中垂直拔出。
        4、如果CPU上装着EPROM存储器,把EPROM拔下,装在新的CPU上。
        5、将印刷线路板对准底部导槽。将新的CPU模块插入底部导槽。
        6、轻微的晃动CPU模块,使CPU模块对准部导槽。
        7、把CPU模块插进框架,直到二个弹性锁扣扣进卡口。
        8、重新插上编程器,并通电。
        9、在对系统编程初始化后,把录在磁带上的程序重新装入。检查一下整个系统的操作。
       (三)I/O模块的换
        1、切断框架和I/O系统的电源。
        2、卸下I/O模块接线端上塑料盖。拆下有故障模块的现场接线。
        3、拆去I/O接线端的现场接线或卸下可拆卸式接线插座,这要视模块的类型而定。给每根线贴上标签或记下安装连线的标记,以便于将来重新连接。
        4、向中间挤压I/O模块的上下弹性锁扣,使它们脱出卡口。
        5、垂直向上拔出I/O模块
    六、PLC过程控制常见故障分析及维护
        为了延长PLC控制系统的寿命,在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有较明白的估计,也就是说,要知道整个系统哪些部件容易出故障,以便采取措施。现以我厂特种水泥1号线的PLC过程控制系统为例,对PLC过程控制系统故障分布规律进行分析,希望能对PLC过程控制系统的系统设计和U常维护有所帮助。
        1.系统故障的概念
        系统故障一般指整个生产控制系统失效的总和,它又可分为PLC故障和现场生产控制设备故障两部分。PLC系统包括处理器、主机箱、扩展机箱、I/O模块及相关的网络和外部设备。现场生产控制设备包括I/O端口和现场控制检测设备,如继电器、接触器、阀门、电动机等。
        2.系统的故障统计及分析处理
        (1)我厂特种水泥1号线过程控制系统简介
        2000年该系统改造时采用日本二菱公司的A2系列PIC为组成的PLC过程控制系统。
        该系统有2个集中控制室:窑尾控制室和窑头控制室,其中窑头控制室为主站;2个现场工作站:窑尾生料自动配料工作站和窑尾成球盘自动加水成球工作站;2个电视监控系统:预热器进口下料监控和窑头电视看火。现场工作站是立的微机自动控制系统,它与主站只进行模拟量的通讯和开关量的联锁。主站与从站间采用帧同步全双工通讯方式:
        (2)系统
        故障数据的统计
        经统计,系统故障共计126次,其中PLC的故障比例约为4.7%,现场部分故障比例约为95.3%,:对照其他PLC过程控制系统的故障数据,并考虑该系统运行时间不是很长,该比例比较接近一般PLC过程控制系统的故障分布规律,有一定的普遍性。一般来讲PIC部分的故障比例约为5%,现场控制设备的故障比例约为95%。
        (3)系统故障分析及处理

        PLC主机系统
        PLC主机系统容易发生故障的地方一般在电源系统和通讯网络系统,电源在连续工作、散热中,电压和电流的波动冲击是不可避免的。通讯及网络受外部干扰的可能性大,外部环境是造成通讯外部设备故障的大因素之一。系统总线的损坏主要由于现在PLC多为插件结构,长期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏,在空气温度变化、湿度变化的影响下,总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因。所以在系统设计和处理系统故障的时候要考虑到空气、尘埃、紫外线等因素对设备的破坏。目前PLC的主存储器大多采用可擦写ROM,其使用寿命除了主要与制作工艺相关外,还和底板的供电、CPU模块工艺水平有关。而PLC的处理器目前都采用的处理芯片,故障率已经大大下降。对于PLC主机系统的故障的预防及处理主要是提高集中控制室的管理水平,加装降温措施,定期除尘,使PLC的外部环境符合其安装运行要求;同时在系统维修时,严格按照操作规程进行操作,谨防人为的对主机系统造成损害。
        PLC的I/O端口
        PLC大的薄弱环节在I/O端口。PLC的技术优势在于其I/O端口,在主机系统的技术水平相差无几的情况下,I/O模块是体现PLC性能的关键部件,因此它也是PLC损坏中的环节。要减少I/O模块的故障就要减少外部各种干扰对其影响,要按照其使用的要求进行使用,不可随意减少其外部保护设备,其次分析主要的干扰因素,对主要干扰源要进行隔离或处理。
        现场控制设备
        在整个过程控制系统中容易发生故障地点在现场,表2列出了现场中容易出故障的几个方面。
        1) 类故障点(也是故障多的地点)在继电器、接触器。如该生产线PLC控制系统的日常维护中,电气备件消耗量大的为各类继电器或空气开关。主要原因除产品本身外,就是现场环境比较恶劣,接触器触点易打火或氧化,然后发热变形直至不能使用。在该生产线上所有现场的控制箱都是选用密闭性较好的盘柜,其内部元器件较其他采用敞开式盘柜内元器件的使用寿命明显要长。所以减少此类故障应尽量选用继电器,改善元器件使用环境,减少换的频率,以减少其对系统运行的影响。
        2) 二类故障多发点在阀门或闸板这一类的设备上,因为这类设备的关键执行部位,相对的位移一般较大,或者要经过电气转换等几个步骤才能完成阀门或闸板的位置转换,或者利用电动执行机构推拉阀门或闸板的位置转换,机械、电气、液压等各环节稍有不到位就会产生误差或故障。长期使用缺乏维护,机械、电气失灵是故障产生的主要原因,因此在系统运行时要加强对此类设备的巡检,发现问题及时处理。我厂对此类设备建立了严格的点检制度,经常检查阀门是否变形,执行机构是否灵活可用,控制器是否有效等,很好地保证了整个控制系统的有效性。
        3) 三类故障点可能发生在开关、限位置、保护和现场操作上的一些元件或设备上,其原因可能是因为长期磨损,也可能是长期不用而锈蚀老化。如该生产线窑尾料球储库上的布料行走车来回移动频繁,而且现场粉尘较大,所以接近开关触点出现变形、氧化、粉尘堵塞等从而导致触点接触不好或机构动作不灵
    敏。对于这类设备故障的处理主要体现在定期维护,使设备时刻处于完好状态。对于限位开关尤其是重型设备上的限位开关除了定期检修外,还要在设计的过程中加入多重的保护措施。
        4) 四类故障点可能发生在PLC系统中的子设备,如接线盒、线端子、螺栓螺母等处。这类故障产生的原因除了设备本身的制作工艺原因外还和安装工艺有关,如有人认为电线和螺钉连接是压的越紧越好,但在二次维修时很容易导致拆卸困难,大力拆卸时容易造成连接件及其附近部件的损害。长期的打火、锈蚀等也是造成故障的原因。根据工程经验,这类故障一般是很难发现和维修的。所以在设备的安装和维修中一定要按照安装要求的安装工艺进行,不留设备隐患。
        5) 五类故障点是传感器和仪表,这类故障在控制系统中一般反映在信号的不正常。这类设备安装时信号线的屏蔽层应单端接地,并尽量与动力电缆分开敷设,特别是高干扰的变频器输出电缆,而且要在PIC内部进行软件滤波。这类故障的发现及处理也和日常点巡检有关,发现问题应及时处理。
        6) 六类故障主要是电源、地线和信号线的噪声(干扰),问题的解决或改善主要在于工程设计时的经验和日常维护中的观察分析。
        要减小故障率,很重要的一点是要重视工厂工艺和操作规程,在日常的工作中要遵守工艺和操作规程,严格执行—些相关的规定,如保持集中控制室的环境等等,同时在生产中也要加强这些方面的霄理。
    八、结束语
        过程控制系统本身是一个完整的系统,所以在分析故障或处理故障时也要注意系统性,单的对某一部分的优化有时并不能提高系统的整体性能。如过分追求元器件的精度而不考虑实际的需要以及和相关设备精度的匹配,将徒然增加系统成本。在日常维护中也有过把系统越改越复杂的现象,如采用复杂的控制方式和设备来实现本可以用简单装置来实现的控制,违背了经济、简单、实用的原则,并可能会增加故障率,这也是要注意的地方。


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    编码器、接近开关等组成);(4)旋转基座主要支撑以上3部分;(5)气控机械手的张合由气压控制(充气时机械手抓紧,放气时机械手松开)。
    其工作过程为:当货物到达时,机械手系统开始动作;步进电机控制开始向下运动,同时另一路步进电机控制横轴开始向前运动;伺服电机驱动机械手旋转到达正好抓取货物的方位处,然后充气,机械手夹住货物。
    步进电机驱动纵轴上升,另一个步进电机驱动横轴开始向前走;转盘直流电机转动使机械手整体运动,转到货物接收处;步进电机再次驱动纵轴下降,到达位置后,气阀放气,机械手松开货物;系统回位准备下一次动作。
    二 控制器件选型
    为达到控制的目的,根据市场情况,对各种关键器件选型如下:
    1. 步进电机及其驱动器
    机械手纵轴(Y轴)和横轴(X轴)选用的是北京四通电机技术有限公司的42BYG250C型两相混合式步进电机,步距角为0.9°/1.8°,电流1.。M1是横轴电机,带动机械手机构伸、缩;M2是纵轴电机,带动机械手机构上升、下降。所选用的步进电机驱动器是SH-20403型,该驱动器采用10~40V直流供电,H桥双恒相电流驱动,大3A的8种输出电流可选,大64细分的7种细分模式可选,输入信号光电隔离,标准单脉冲接口,有脱机保持功能,半密闭式机壳可适应恶劣的工况环境,提供节能的自动半电流方式。驱动器内部的开关电源设计,保证了驱动器可适应较宽的电压范围,用户可根据各自情况在10~40VDC之间选择。一般来说较高的额定电源电压有利于提高电机的高速力矩,但却会加大驱动器的损耗和温升。本驱动器大输出电流值为3A/相(峰值),通过驱动器面板上六位拨码开关的5、6、7三位可组合出8种状态,对应8种输出电流,从0.9A到3A以配合不同的电机使用。本驱动器可提供整步、改善半步、4细分、8细分、16细分、32细分和64细分7种运行模式,利用驱动器面板上六位拨码开关的1、2、3三位可组合出不同的状态。

    2. 伺服电机及其驱动器
    机械手的旋转动作采用松下伺服电机A系列小惯量MSMAZA1G,其额定输出50W、100/200V共用,旋转编码器规格为增量式(脉冲数2500p/r、分辨率10000p/r、引出线11线);有油封,无制动器,轴采用键槽连接。该电机采用松下公司特算法,使速度频率响应提高2倍,达到500Hz ;定位调整定时间缩短为以往松下伺服电机产品V系列的1/4。具有共振抑制功能、控制功能、全闭环控制功能,可机械的刚性不足,从而实现高速定位,也可通过外接的光栅尺,构成全闭环控制,进一步提高系统精度。具有常规自动增益调整和实时自动增益调整两种自动增益调整方式,还配有RS-485、RS-232C 通信口,使上位控制器可同时控制多达16个轴。伺服电机驱动器为A系列MSDA3A1A,适用于小惯量电动机。
    3. 直流电机
    可回旋360°的转盘机构有直流无刷电机带动,系统选用的是北京和时利公司生产的57BL1010H1无刷直流电机,其调速范围宽、低速力矩大、运行平稳、低噪音、。无刷直流电机驱动器使用北京和时利公司生产的BL-0408驱动器,其采用24~48V直流供电,有起停及转向控制、过流、过压及堵转保护,且有故障报警输出、外部模拟量调速、制动快速停机等特点。
    4. 旋转编码器
    在可回旋360°的转盘机构上,安装有OMRON公司生产的E6A2增量型旋转编码器,
    5. PLC的选型
    根据系统的设计要求,选用OMRON公司生产的CPM2A小型机。CPM2A在一个小巧的单元内综合有各种性能,包括同步脉冲控制、中断输入、脉冲输出、模拟量设定和时钟功能等。CPM2A的CPU单元又是一个立单元,能处理广泛的机械控制应用问题,所以它是在设备内用作内装控制单元的理想产品。完整的通信功能保证了与个人计算机、其它OMRON PC和OMRON可编程终端的通信。这些通信能力使四轴联动简易机械手能方便的融合到工业控制系统中。
    三 软件编程
    1. 软件流程图
    流程图是PLC程序设计的基础。只有设计出流程图,才可能顺利而便捷地编写出梯形图并写出语句表,终完成程序的设计。所以写出流程图非常关键也是程序设计要做的任务。依据四轴联动简易机械手的控制要求

    四 结束语
    四轴联动简易机械手的各个动作和状态都由PLC控制,不仅能满足机械手的手动、半自动 、自动等操作方式所需的大量按扭、开关、位置检测点的要求,可通过接口元器件与计算机组成PLC工业局域网,实现网络通信与网络控制。使四轴联动简易机械手能方便地嵌入到工业生产流水线中。








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