基于PLC高速計數(shù)器功能的進口切紙機改造
1 引 言 切紙機械是印刷和包裝行業(yè)最常用的設(shè)備之一蹦漠。切紙機完成的最基本動作是把待裁切的材料送到指定位置,然后進行裁切。其控制的核心是一個單軸定位控制互聪。我公司引進歐洲一家公司的兩臺切紙設(shè)備,其推進定位系統(tǒng)的實現(xiàn)是利用單片機控制重我,當接收編碼器的脈沖信號達到設(shè)定值后突棉,單片機系統(tǒng)輸出信號,斷開進給電機的接觸器狼谋,同時電磁離合制動器的離合分離绒怯,剎車制動推進系統(tǒng)的慣性搬即,從而實現(xiàn)精確定位。由于設(shè)備的單片機控制系統(tǒng)老化笑院,造成定位不準贿桃,切紙動作紊亂,不能正常生產(chǎn)类玉。但此控制系統(tǒng)是早期產(chǎn)品裹视,沒有合適配件可替換,只能采取改造這一途徑嫂茸。目前國內(nèi)進行切紙設(shè)備進給定位系統(tǒng)改造主要有兩種方式缠黍,一是利用單片機結(jié)合變頻器實現(xiàn),一是利用單片機結(jié)合伺服系統(tǒng)實現(xiàn)药蜻,不過此兩種改造方案成本都在兩萬元以上瓷式。并且單片機系統(tǒng)是由專業(yè)開發(fā)公司設(shè)計,技術(shù)保守语泽,一旦出現(xiàn)故障只能交還原公司維修或更換贸典,維修周期長且成本高,不利于改造后設(shè)備的維護和使用踱卵。我們結(jié)合自己設(shè)備的特點提出了新的改造方案廊驼,就是用plc的高速計數(shù)器功能結(jié)合變頻器的多段速功能實現(xiàn)定位控制,并利用hmi(人機界面human machine interface)進行裁切參數(shù)設(shè)定和完成手動操控颊埃。 2 改造的可行性分析 3 主要控制部件的選取 表1 plc輸入輸出分配表 針對這些必需的輸入點數(shù),選用了fx1s-30mr的plc以称,因為選用了人機界面友合,其它一些手動動作论赋,如前進、后退颊夷、換刀等都通過人機界面實現(xiàn)牌辛,不需占用plc輸入點,從而為選用低價位的fx1s系列plc成為可能础芍,因為fx1s系列plc輸入點最多只有16點杈抢。另外此系列plc的高速計數(shù)器具有處理頻率高達60千赫的脈沖的能力,足可以滿足切紙機對精度的要求者甲。 3.2 編碼器的選取 編碼器的選取要符合兩個方面春感,一是plc接收的最高脈沖頻率,二是進給的精度虏缸。我們選用的是編碼器分辨率是500p/r(每轉(zhuǎn)每相輸出500個脈沖)的。通過驗正可以知道此分辨率可以滿足上面兩個條件嫩实。驗證所需的參數(shù):電機最高轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)/分(25轉(zhuǎn)/秒)刽辙、進給絲桿的導(dǎo)程是10mm/轉(zhuǎn)。驗證如下: 本系統(tǒng)脈沖最高頻率=25轉(zhuǎn)/秒×500個/轉(zhuǎn)×2(a/b兩相)=25khz 理論進給分辨率=10mm/500=0.02mm 同時由上面的數(shù)據(jù)知道進給系統(tǒng)每走1mm編碼器發(fā)出50(此數(shù)據(jù)很重要甲献,在plc程序的數(shù)據(jù)處理中要用到)個脈沖信號宰缤。由于此工程中對編碼器的a/b相脈沖進行了分別計數(shù),使用了兩個高速計數(shù)器晃洒,且在程序中應(yīng)用了高速定位指令慨灭,則此plc可處理的最高脈沖頻率為30千赫,因此滿足了第一個條件;我們的切紙機的載切精度要求是0.2mm球及,可知理論精度完全滿足此要求慢夸。 4 plc和hmi程序的設(shè)計 2)實現(xiàn)定位控制的程序段 3)參數(shù)設(shè)定時的小數(shù)點位問題。實際工作中在設(shè)定位置時要精確到0.1mm铝琐。這個問題在一些單片機系統(tǒng)中常會遇到家漂,常見的處理辦法是加大一個數(shù)量級,就是設(shè)定數(shù)據(jù)時灭奉,在人機界面上用1代替0.1mm且恼,10代替1mm。不過我們在處理此問題時通過hmi中對數(shù)據(jù)的設(shè)置和plc的程序編寫達到了所見即所得的效果过任。hmi中主要是對數(shù)值的格式要設(shè)定好捉寻。hmi中的設(shè)置畫面如圖1所示。例如等分裁切10.5mm的紙江眯,就可以在hmi上設(shè)定為10.5硼洁,而不是像公司的類似其它設(shè)備上要設(shè)為105,但plc的寄存器d128的內(nèi)容是105而不是10.5东摘,這樣在計算需要的脈沖數(shù)時就要用下面一條命令:mul d128 k5 d10(此命令中盡管編程時d11不出現(xiàn)但實際上寄存器d11被占用欢策,不能再應(yīng)用于其它地方,否則會出現(xiàn)問題。) 而不是用:mul d128 k50 d10踩寇。 4)編程中其它應(yīng)注意的問題 ● 雙線圈問題啄清。本工程中利用條件跳轉(zhuǎn)和步進指令避免了雙線圈問題。 ● 誤差信號問題俺孙。編碼器是一種比較精密的光電產(chǎn)品辣卒,受振動時不可避免的會出現(xiàn)誤差信號,而切紙機在執(zhí)行裁切動作時會造成很大振動睛榄,如果忽視這個現(xiàn)象荣茫,定位精度和執(zhí)行機構(gòu)當前位置的顯示都會不準確。本工程中處理方法參見上面例子程序圖1场靴,只有y3啡莉、y4接通,即只有進給機構(gòu)前進和后退時才讓c236進行計數(shù)旨剥,這樣就屏蔽了裁切時震動造成的誤信號咧欣。 5 變頻器的參數(shù)設(shè)置 表2 變頻器主要參數(shù)設(shè)置一覽表 6 結(jié)束語 |
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