基于觸摸屏和PLC的金相切割機(jī)控制系統(tǒng)
3.1 主控制系統(tǒng)
PLC是整個控制系統(tǒng)的核心。PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種數(shù)字運(yùn)算操作電子裝置,是帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行指令,進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作,并通過數(shù)字式和模擬式輸入/輸出,控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。它具有體積小,功能強(qiáng),編程方便,可靠性高,耐惡劣環(huán)境能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。該系統(tǒng)采用OM-RON公司的CP1 H X40DT-D程序一體化PLC??蓪崿F(xiàn)高速計數(shù)器4軸、脈沖輸出4軸;通過擴(kuò)展CPM1A系列的擴(kuò)展I/O單元。CP1H整體可以達(dá)到最大320點(diǎn)的輸入/輸出;通過安裝選件板,可進(jìn)行RS 232C通信或RS 422A/485通信。
3.2 變頻器調(diào)速系統(tǒng)
在進(jìn)行電機(jī)調(diào)速時,電機(jī)磁通量是需要考慮的一個重要因素,如果磁通量太弱,電機(jī)會出現(xiàn)欠磁通,勢必會給電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩帶來很大影響。因為:
Tm=KTφmI2COSψ2 (1)
式中:Tm是電磁轉(zhuǎn)矩;KT為比例系數(shù);φm是主磁通量;I2是轉(zhuǎn)子電流;cosψ2是轉(zhuǎn)子回路的功率因數(shù)。
由式(1)可知,電機(jī)磁通量的降低直接影響電磁轉(zhuǎn)矩的減小。因此,在改變電機(jī)頻率時,應(yīng)該對電機(jī)電壓進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,以維持電機(jī)磁通的恒定。根據(jù)切割機(jī)的主電機(jī)參數(shù),該系統(tǒng)選用Siemens公司的MM420變頻器,通過設(shè)定變頻器輸出功率的變化來控制主電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化,兩者之間近似呈線性關(guān)系,從而實現(xiàn)了無級調(diào)速的目的。PLC為漏型晶體管輸出,與變頻器的通訊采用基于USS協(xié)議的串行口RS 485通信方式。這里,為了確保系統(tǒng)安全運(yùn)行,必須將變頻器接地端可靠接地。
3.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)
步進(jìn)電機(jī)是可以將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的電磁機(jī)械裝置。給電機(jī)加一個脈沖信號,電機(jī)按照設(shè)定方向轉(zhuǎn)動一個步距角。電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸入脈沖頻率保持同步。該系統(tǒng)中通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,達(dá)到定位精確的目的;通過控制脈沖頻率控制電機(jī)轉(zhuǎn)動速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。x,y,z三向步進(jìn)電機(jī)分別由3個MS-2H090M型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器來驅(qū)動,每向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器包括使能輸入端EN,步進(jìn)脈沖輸入端CP和方向電平信號輸入端DIR。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/163615.htm
4 軟件系統(tǒng)設(shè)計
4.1 主控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計
軟件程序主要完成系統(tǒng)初始化,設(shè)定切割參數(shù),啟動切割機(jī)控制系統(tǒng),并將切割參量送往觸摸屏上實時顯示??刂葡到y(tǒng)主程序流程如圖2所示。
系統(tǒng)初始化主要完成軟件初值、內(nèi)存、I/O口以及硬件電路狀態(tài)的初始化,使PLC及其連接的外圍電路處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。主要包括PLC內(nèi)部RAM單元的初始化,觸摸屏上電的初始化,I/O端口方式的初始化等。
在啟動切割之前,需要對相應(yīng)的切割工藝參數(shù)進(jìn)行正確設(shè)置。其中,自動操作包括三種模式(勻速切割、進(jìn)三退一切割、逐層切割),每種模式根據(jù)具體需要還可以設(shè)置相應(yīng)的高級設(shè)置選項和加密操作選項,在方便操作的同時增強(qiáng)了安全性。
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