【正文】 描報警輸入 .............................................. 14 . 伺服器使能和輸入傳輸 ...................................... 14 排氣程序 ................................................... 15 5 制作和調試 ................................................ 16 制作注意事項 ................................................. 16 控制變壓器 ............................................... 16 控制端子板 ................................................ 16 PLC ...................................................... 16 調試方法 ..................................................... 17 檢查布線 ................................................. 17 設置參數(shù) ................................................. 17 運行 ..................................................... 17 6 結論 ...................................................... 18 參考文獻 ..................................................... 20 附錄 1 電原理總圖 ............................................ 21 附錄 2 梯形圖程序 ............................................ 26 附錄 3 指令表 ................................................ 27 附錄 4 系統(tǒng)實物圖 ............................................ 28 附錄 5 課題設計作品說明書 ..................................... 30 寧波市維修電工國家職業(yè)技能鑒定所維修電工技師課題設計 (論文 ) 1 1 引言 隨著 自動化控制技術的迅速發(fā)展 ， 可編程控制器在工業(yè)控制領域因其高可靠性、編程靈活性而獲得廣 范應用， 目前在數(shù)控領域也已獲得普遍應用；而對于基于 windows 系統(tǒng)的兩軸控制卡由于其人性的化的人機界面操 作，也已逐漸在諸多數(shù)控設備應用！ 本設計 將兩軸控制器和 PLC 技術結合， 將其應用于數(shù)控火焰切割系統(tǒng) 作為下料生產(chǎn)， 經(jīng)驗證，設備操作簡單，有火焰切割基礎的稍作培訓即可操作，切割誤差僅有 3mm，完全滿足 下料 生產(chǎn) 要求； 切割速度可達 25 米 /分鐘，性能可與美國海寶數(shù)控系統(tǒng)相媲美，可以完美替代目前市場上的美國 EDGE 數(shù)控火焰切割系統(tǒng) ！ 2 總體設計 數(shù)控火焰切割機，是應下料工人手工切割或半自動切割這種低效生產(chǎn)而設計的，但是其切割工藝是完全遵循傳統(tǒng)人工或半自動原始工藝，只不過各氧氣閥門和乙炔閥門以自動電磁閥替代手動閥門 ，以精 密的機械運動代替人工手動運行割炬，所以對設備的基本控制是： 在無安全或故障報警的情況下，開切割氧總閥門和低預熱閥門啟動高壓打火 3S 鐘，為了加強預熱割炬升降電機下降一個距離，預熱完成后為了防止穿孔時飛濺堵孔，電機上升一段距離，然后開穿孔氧，飛濺完畢電機下降一段距離并啟動伺服電機，按照預定程序切割完畢后，排氣、割炬上升，關閉切割氧總閥，關閉低預熱。究其原因，主要是因為 EDGE數(shù)控火焰切割系統(tǒng)其控制軟件基于 windowsxp 系統(tǒng)，操作方便，另一方面其不凡的穩(wěn)定性也成為火焰切割行業(yè)的佼佼者。下圖是控制器外形。 X軸伺服電機和 Y 軸電機都為松下 A4系列伺服驅動器，其 采用五線制增量式編碼器，精度為 2500p/r(分辨率 10000)，供電要求范圍寬， AC200AC240V. 總體設計結構如圖 22 PLC 氣體閥門 圖 22 數(shù)控火焰切割機框圖 寧波市維修電工國家職業(yè)技能鑒定所維修電工技師課題設計 (論文 ) 3 3 硬件設計 經(jīng)過框圖可以看出， 硬件 主要 包括 IBM 兼容機、運動控制卡及 I/O 端子板、可編程 控制器 PLC、伺服驅動器、伺服電機、電磁閥，當然還包括圖中未明確示意給出的升降電機。 1） 輸入接口電路 見圖 31 寧波市維修電工國家職業(yè)技能鑒定所維修電工技師課題設計 (論文 ) 5 圖 31 輸入接口電路 對于此類基本電子線路 [1]可以很容易的設計 出接線， 由圖可見 端子板的內部是一個含源的隔離光耦電路，抗干擾能力比較強，輸入信號可以是 觸點開關，也可以是有源器件但器件必須符合 TTL 電平 。 寧波市維修電工國家職業(yè)技能鑒定所維修電工技師課題設計 (論文 ) 6 I/O 接口電路組成 根據(jù)輸入接口內部電路結構，對于整臺設備中的 X軸限位 Y軸限位 可直接接入I/O端子板對應的接線端子，特別注意的是 EXI9（報警信號輸入），是兩個伺服器故障報警經(jīng)過 PLC或運算后通過輸出接點接入的。 輸入輸出 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求及信號傳遞可將 PLC 的 I/O 分配如 表 31 寧波市維修電工國家職業(yè)技能鑒定所維修電工技師課題設計 (論文 ) 8 設計中依據(jù)三菱 PLC 工作原理和 循環(huán)掃描周期 [2]可設計出精簡并切實有效的程序控制 程序（見軟件設計）。為此設計中將 PLC 的 24V 電源直接給伺服使能及報警 電路供電。 報警 輸出電路是直接驅動繼電器的， 但通 過圖 38可知其 無源光耦 接口也是可以與 PLC 輸入匹 配連接的 ，直接將 ALM+連接 至 PLC 輸入 X016，將 ALM連接至PLC 的 COM 端就能完成伺服器與 PLC 的接口電路。 主電路見圖 39 寧波市維修電工國家職業(yè)技能鑒定所維修電工技師課題設計 (論文 ) 12 KA1 KA1KA2 KA2割炬升降電機～M F U 5 圖 39 割炬升降電機電路 電源供電 強電部分 整臺設備所有部件需要 AC220V 供電，為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，整機 AC220V 電源采用了 FT121 交流濾波器，主要是凈化供電電源濾除高次諧波及浪涌干擾。 PLC控制軟件在整個系統(tǒng)中 是核心。 PLC 可編程控制器周圍要留有 50mm 空間，以利于散熱 。 確認 PLC 除了 L、 N 接線柱引入 AC220V 電壓外，其他均為低電壓引入。 運行 連通電腦到端子板數(shù)據(jù)線 ， 接通電腦電源， 按下啟動按鈕。由于本設計試運行環(huán)境溫度為 55℃，對其他地域的環(huán)境溫度適宜性未作考究，有待于進一步試驗考究。 軟件環(huán)境 基于 windows 操作系統(tǒng) 四、操作步驟 連接控制電纜：控制電纜連接用 Y2M14TK航空插座連接，航空插座位于控制箱的右側面，外側有數(shù)字編號依次對應帶航空插頭的 12 條控制電纜，按照編號將電纜連接好； 連接 GT200 運動控制卡和端子板：將右側底部兩塊電纜夾板的 4枚螺絲懸下，然后將數(shù)據(jù)線穿入輕輕插入端子 板的 CN1 和 CN2 插座，然后用夾板固定好數(shù)據(jù)電纜； 電磁閥、電動機等接線：控制電纜的另外一段按照上面的文字標示依次把升降電機，電磁閥，限位開關依次接好，將空中對插按照標示分別插在縱向伺服電機和橫向伺服電機插座上； 合上控制箱內各電源開關， 接通 總 電源按下開機鍵，等進入系統(tǒng)后按照操作軟件里的幫助文件執(zhí)行操作； 五、注意事項 必須提供穩(wěn)定的交流電源，供電電壓范圍寬并不意味著設備對電源波動 有抑制力，電源電壓波動會引起設備運行不穩(wěn)定，必要時請安裝不低于 2KW 穩(wěn)壓電源； 電源進線必須是單相三線 制，且 PE 線不得低于 ㎡； 室外使用時必須做好防雨、防雷措施；