【正文】 ....................... 16 調(diào)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。寧波職業(yè)技術學院 成人與繼續(xù)教育學院 維修電工技師設計 (論文 ) (2021 屆 ) 注意：本論文若在網(wǎng)絡上轉(zhuǎn)載不得對下面作者姓名進行更改，否則由此引起的版權及由專利權引起的法律糾紛由轉(zhuǎn)載者承擔全部責任，內(nèi)容僅供讀者參考 ! 論文題目 PLC及兩軸控制器在替代美國海寶數(shù)控火焰切割系統(tǒng)的可行性實踐 所在單位 寧波遠成設備制造有限公司 姓 名 郭 成 志 指導教師 趙 建國 職稱或等級 高級技師 完成日期 2021 年 8 月 1 PLC 及兩軸控制器在替代美國海寶數(shù)控火焰切割系統(tǒng)的可行性實踐 郭 成 志 （ 寧波遠成設備制造有限公司 ） 2021 年 8 月 摘 要 長期以來，國內(nèi)數(shù)控火焰切割領域 美國海寶 EDGE 控制系統(tǒng)在加工制造行業(yè)一直處于霸主地位，在市場中也占有很大的份額。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。 為使設備具有人性化的操作界面，切割系統(tǒng)采用 固高 GT 系列 兩軸控制 器，控制卡見下圖。下圖是控制器外形。 同時還要適時調(diào)整切割割炬的高低，可以用電機控制其升降，但由于對控制精度要求不高故采用一般的單相交流 電 動機即可，并且通過繼電器控制其正反轉(zhuǎn) ，由于此類電器件也是根據(jù)控制卡實時控制，所以可以采用運算指令不是十分豐富的 FX1S30MR 可編程控制器，而且采用 PLC 后其輸 入電路正好可以與控制卡的端子板匹配，這樣，線路復雜程度降低而可靠性加強。 X軸伺服電機和 Y 軸電機都為松下 A4系列伺服驅(qū)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(qū)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。 GT200 控制器基本功能 GT200控制器 分為控制卡和 I/0端子板，控制卡在方菱設計軟件時已裝入工控機，無需另行安裝，僅考慮 I/O 端子板功能即可 。 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(nèi)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 。按手冊數(shù)據(jù)查詢其 輸出承受負載電流 Imax=300mA。 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(nèi)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。電路如圖 34 114215316417518619720821922 10 23 11 24 12 25 13C N 5S I G N1 4 6S I G N2 4 7P UL S 1 4 4P UL S 2 4 5GN D 1 3端子板44 45 46 47 13 7 29 3637P U L S 1 P U L S 2 S I G N 1 S I G N 2 GND C O M + S R V O N A L M A L M +P U L S E +P U L S E D I R +D I R C O M 41P L C 2 4 +P L C 2 4 X 1 7P L C C O MP L C Y 0X5伺服器 圖 34 控制脈沖端子板輸出伺服器輸出接口電路 可編程控制 器 在本系統(tǒng)中可編程控制在硬件上主要起提高整機系統(tǒng)穩(wěn)定性和 與 端子 板伺服器實現(xiàn) I/O 口匹配連接，在軟件上則由對整機報警處理，安全輸出等程序 以保證設備 的 安全運行。 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）。連接中要注意 AC 電源型DC 輸入 PLC 接口匹配問題， PLC 的輸入 依據(jù)使用手冊實際上就是一個光耦隔離輸入電路，見圖 35。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。 伺服驅(qū)動器及電機 伺服器 與 PLC 接口 驅(qū)動器的 I/O 接口可以參考松下 A4 說明書 [3]中的相