電氣工程師維修電工技師設(shè)計(jì)論文

1、寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人與繼續(xù)教育學(xué)院維修電工技師設(shè)計(jì)維修電工技師設(shè)計(jì)( (論文論文) )(2013 屆)注意：本論文若在網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)載不得對(duì)下面作者姓名進(jìn)行更改，否則由此引起的注意：本論文若在網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)載不得對(duì)下面作者姓名進(jìn)行更改，否則由此引起的版權(quán)及由專利權(quán)引起的法律糾紛由轉(zhuǎn)載者承擔(dān)全部責(zé)任，內(nèi)容僅供讀者參考版權(quán)及由專利權(quán)引起的法律糾紛由轉(zhuǎn)載者承擔(dān)全部責(zé)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(shí)踐所在單位 寧波遠(yuǎn)成設(shè)備制造有限公司 姓 名 郭 成 志 指導(dǎo)教師 趙建國 職稱或等級(jí) 高級(jí)技師 完成日期 2013 年 8 月 1 PLC 及兩軸控制器在替代美

2、國海寶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(shí)踐數(shù)控火焰切割系統(tǒng)的可行性實(shí)踐郭郭 成成 志志（寧波遠(yuǎn)成設(shè)備制造有限公司）（寧波遠(yuǎn)成設(shè)備制造有限公司）2013 年年 8 月月摘 要長期以來，國內(nèi)數(shù)控火焰切割領(lǐng)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?yàn)?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。但是，這套系統(tǒng)價(jià)格昂貴高達(dá) 7 萬元一套！我廠現(xiàn)在有一臺(tái)采用 EDGE 控制系統(tǒng)的火焰切割機(jī)，由于使用年月較長，EDGE 控制系統(tǒng)性能也飛速下降，

3、而且由于，原設(shè)電磁閥馬達(dá)等控制元件，使用的是 PCB 線路板，由于線路板工藝比較差，期間多次出現(xiàn)鼠線氧化斷路故障，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率！為此，既經(jīng)濟(jì)又可靠的更新該臺(tái)設(shè)備成為當(dāng)下首要任務(wù)！本設(shè)計(jì)采用香港固高 GT200 運(yùn)動(dòng)控制器，結(jié)合 PLC 和方菱控制軟件，能夠出色的滿足數(shù)控火焰切割工藝，由于 PLC 的運(yùn)用提高了控制的可靠性，圖形與文件管理與美國 EDGE 系統(tǒng)不相上下，控制精度由于采用伺服定位系統(tǒng)控制精度可達(dá)每毫米 1000 個(gè)脈沖，切割速度可達(dá) 25 米/分鐘！關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：數(shù)控火焰切割；PLC；兩軸控制器；伺服器；伺服電動(dòng)機(jī)；脈沖；I/0接口目目 錄錄1 1引言引言.1 12 2總體

4、設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì).1 13 3硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì).3 33.1 固高兩軸控制器系統(tǒng) .33.1.1 GT200 控制器基本功能.33.1.2 I/O 接口內(nèi)部結(jié)構(gòu).43.1.3 I/O 接口電路組成.63.2 可編程控制器 .73.2.1 輸入輸出 .73.2.2 輸入輸出保護(hù)電路 .103.3 伺服驅(qū)動(dòng)器及電機(jī) .103.3.1 伺服器與 PLC 接口 .103.3.2 割炬升降電機(jī)電路 .113.4 電源供電 .123.4.1 強(qiáng)電部分 .123.4.2 弱電部分 .124 4軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì).13134.1 上電預(yù)散熱 .144.2. 掃描報(bào)警輸入 .144.3. 伺服器使能和輸入傳輸 .14

5、4.4 排氣程序 .155 5制作和調(diào)試制作和調(diào)試.16165.1 制作注意事項(xiàng) .165.1.1 控制變壓器 .165.1.2 控制端子板.165.1.3 PLC .165.2 調(diào)試方法 .175.2.1 檢查布線 .175.2.2 設(shè)置參數(shù) .175.2.3 運(yùn)行 .176 6結(jié)論結(jié)論.1818參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2020附錄附錄 1 1 電原理總圖電原理總圖 .2121附錄附錄 2 2 梯形圖程序梯形圖程序 .2626附錄附錄 3 3 指令表指令表 .2727附錄附錄 4 4 系統(tǒng)實(shí)物圖系統(tǒng)實(shí)物圖 .2828附錄附錄 5 5 課題設(shè)計(jì)作品說明書課題設(shè)計(jì)作品說明書 .30301引言隨著自動(dòng)化

6、控制技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程控制器在工業(yè)控制領(lǐng)域因其高可靠性、編程靈活性而獲得廣范應(yīng)用，目前在數(shù)控領(lǐng)域也已獲得普遍應(yīng)用；而對(duì)于基于 windows 系統(tǒng)的兩軸控制卡由于其人性的化的人機(jī)界面操作，也已逐漸在諸多數(shù)控設(shè)備應(yīng)用！本設(shè)計(jì)將兩軸控制器和 PLC 技術(shù)結(jié)合，將其應(yīng)用于數(shù)控火焰切割系統(tǒng)作為下料生產(chǎn)，經(jīng)驗(yàn)證，設(shè)備操作簡單，有火焰切割基礎(chǔ)的稍作培訓(xùn)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(dá) 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(shè)計(jì)數(shù)控火焰切割機(jī)，是應(yīng)下料工人手工切割或半自動(dòng)切割這種低效生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的，

7、但是其切割工藝是完全遵循傳統(tǒng)人工或半自動(dòng)原始工藝，只不過各氧氣閥門和乙炔閥門以自動(dòng)電磁閥替代手動(dòng)閥門，以精密的機(jī)械運(yùn)動(dòng)代替人工手動(dòng)運(yùn)行割炬，所以對(duì)設(shè)備的基本控制是：在無安全或故障報(bào)警的情況下，開切割氧總閥門和低預(yù)熱閥門啟動(dòng)高壓打火 3S 鐘，為了加強(qiáng)預(yù)熱割炬升降電機(jī)下降一個(gè)距離，預(yù)熱完成后為了防止穿孔時(shí)飛濺堵孔，電機(jī)上升一段距離，然后開穿孔氧，飛濺完畢電機(jī)下降一段距離并啟動(dòng)伺服電機(jī)，按照預(yù)定程序切割完畢后，排氣、割炬上升，關(guān)閉切割氧總閥，關(guān)閉低預(yù)熱。為使設(shè)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。該系列控制器以 IBMPC 及兼容機(jī)為主機(jī)，并且可以基于win

8、dows 系統(tǒng)操作，除此之外，該控制卡可提供兩種不同的控制方式，即脈沖+方向和正脈沖+負(fù)脈沖，本設(shè)計(jì)中采用的是脈沖+方向。下圖是控制器外形。圖 2-1 GT200 控制卡和端子板外形供氣電磁閥主要用來控制包括預(yù)熱氧，丙烷燃?xì)?，穿孔氧在?nèi)的氣體特定順序供給，以實(shí)現(xiàn)火焰切割工藝。同時(shí)還要適時(shí)調(diào)整切割割炬的高低，可以用電機(jī)控制其升降，但由于對(duì)控制精度要求不高故采用一般的單相交流電動(dòng)機(jī)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(shí)時(shí)控制，所以可以采用運(yùn)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(fù)雜程度降

9、低而可靠性加強(qiáng)。X 軸位移采用 pannasonic（松下）MSMD042 伺服電機(jī)，并采用配套的MADDT2210 伺服驅(qū)動(dòng)器；Y 軸位移采用松下 MSMD082 伺服電機(jī)（功率比 X 軸的伺服電機(jī)功率要大），并采用配套的 MCDDT3520 驅(qū)動(dòng)器。X 軸伺服電機(jī)和 Y 軸電機(jī)都為松下 A4 系列伺服驅(qū)動(dòng)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，AC200-AC240V.總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖 2-2 PLC 氣體閥門氣體閥門圖 2-2 數(shù)控火焰切割機(jī)框圖3硬件設(shè)計(jì)經(jīng)過框圖可以看出，硬件主要包括 IBM 兼容機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡及 I/O 端子板、可編程

10、控制器 PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、電磁閥，當(dāng)然還包括圖中未明確示意給出的升降電機(jī)。3.1 固高兩軸控制器系統(tǒng)固高兩軸控制器是整臺(tái)數(shù)控火焰切割機(jī)的控制核心，它與 PLC 相互協(xié)調(diào)共同指揮各執(zhí)行器件的運(yùn)作。3.1.1 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(shè)計(jì)軟件時(shí)已裝入工控機(jī)，無需另行安裝，僅考慮 I/O 端子板功能即可。輸入輸出功能見表 3-1表 3-1輸 出1EXO-0點(diǎn)火開關(guān)2EXO-1高壓預(yù)熱3EXO-2低壓預(yù)熱默認(rèn)4EXO-3低壓切割氧（一級(jí)）5EXO-4中壓切割氧（二級(jí)）6EXO-5上升繼電器7EXO-6下降繼電器8EXO-7切割氧

11、總閥9EXO-8等離子低速輸出10EXO-9排氣口11EXO-10高壓切割氧（三級(jí)）默認(rèn)輸 入1EXI-2橫向（右）限位無源、常閉2EXI-3橫向（左）限位無源、常閉3EXI-4縱向（前）限位無源、常閉4EXI-5縱向（后）限位無源、常閉5EXI-9報(bào)警信號(hào)常閉信號(hào)傳輸功能分配見表 3-2（CN6 與 CN5 相同，用于 Y 軸信號(hào)）伺服信號(hào)CN59DIR+正方向輸出7+5V步進(jìn)用 5V 電源10GND數(shù)字地11PULSE-負(fù)脈沖輸出22DIR-負(fù)方向輸出23PULSE+正脈沖輸出3.1.2 I/O 接口內(nèi)部結(jié)構(gòu)為實(shí)現(xiàn)端子板與其他電器器件的匹配連接必須要弄清端子板的 I/O 內(nèi)部端子結(jié)構(gòu)。 1

12、）輸入接口電路見圖 3-1圖 3-1 輸入接口電路對(duì)于此類基本電子線路1可以很容易的設(shè)計(jì)出接線，由圖可見端子板的內(nèi)部是一個(gè)含源的隔離光耦電路，抗干擾能力比較強(qiáng)，輸入信號(hào)可以是觸點(diǎn)開關(guān)，也可以是有源器件但器件必須符合 TTL 電平。2）輸出接口電路見圖 3-2圖 3-2 輸出接口電路通過圖可以看出輸出接口電路是一個(gè)無源光耦，工作時(shí)需加外部電源，輸出低電平有效。按手冊數(shù)據(jù)查詢其輸出承受負(fù)載電流 Imax=300mA。為提高控制卡抗干擾能力，控制卡的 DC24V 電源單獨(dú)供給，不得移作他用，所以伺服驅(qū)動(dòng)器雖然控制電壓也是 DC24V，但不能與控制卡電源共用。3.1.3 I/O 接口電路組成根據(jù)輸入接

13、口內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，對(duì)于整臺(tái)設(shè)備中的X軸限位Y軸限位可直接接入I/O端子板對(duì)應(yīng)的接線端子，特別注意的是EXI-9（報(bào)警信號(hào)輸入），是兩個(gè)伺服器故障報(bào)警經(jīng)過PLC或運(yùn)算后通過輸出接點(diǎn)接入的。電路見圖3-312345678910111213141516CN13OVCCOGNDEXI2EXI3EXI4EXI5EXI6EXI7EXI8EXI9EXI10EXI11EXI12EXI13EXI14EXI15橫向右限位橫向左限位縱向前限位縱向后限位Y1COM1報(bào)警信號(hào) 圖3-3 輸入接口電路端子板輸出的主要功能是電磁閥的流程控制，又根據(jù)輸出接口電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知此輸出光耦其輸出承受負(fù)載電流Imax=300mA，實(shí)際

14、工作的電磁閥工作電流為250mA，所以如果以I/O端子板直接驅(qū)動(dòng)電磁閥因?yàn)闆]有足夠裕量是不可取的，而PLC其輸入是可以與端子板輸出接口電路直連的（有關(guān)PLC I/0接口電路參閱下一節(jié)）PLC輸出端子如果是繼電器輸出類型的，其觸點(diǎn)容量可達(dá)到2A.電路見圖3-412345678910111213141516EXO0EXO1EXO2EXO3EXO4EXO5EXO6EXO7EXO8EXO9EXO10EXO11EXO12EXO13EXO14EXO15PLC-X0PLC-X1PLC-X3PLC-X4PLC-X12PLC-X13PLC-X2PLC-X5圖3-3 輸入接口電路對(duì)于脈沖控制接口，無論是松下A4伺

15、服器還是端子板都支持單端輸入和差分輸入，但是基于差分輸入具有抗干擾能力強(qiáng)、有效抑制EMI、時(shí)序定位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，所以在此設(shè)備中采用的是差分輸入方式。電路如圖3-4 11421531641751861972082192210231124122513CN5SIGN1-46SIGN2-47PULS1-44PULS2-45GND-13端子板44454647137293637PULS1PULS2SIGN1SIGN2GNDCOM+SRV-ONALM-ALM+PULSE+PULSE-DIR+DIR-COM-41PLC24+PLC24 -X17PLC-COMPLC-Y0X5伺服器圖3-4 控制脈沖端子板輸出伺服

16、器輸出接口電路3.2 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(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性和與端子板伺服器實(shí)現(xiàn) I/O 口匹配連接，在軟件上則由對(duì)整機(jī)報(bào)警處理，安全輸出等程序以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。使用 PLC 后其控制線路的復(fù)雜程度相比于當(dāng)前行業(yè)中正在使用的設(shè)備大大簡化。3.2.1 輸入輸出根據(jù)系統(tǒng)的控制要求及信號(hào)傳遞可將 PLC 的 I/O 分配如表 3-1設(shè)計(jì)中依據(jù)三菱 PLC 工作原理和循環(huán)掃描周期2可設(shè)計(jì)出精簡并切實(shí)有效的程序控制程序（見軟件設(shè)計(jì)） 。在電氣連接中 PLC 需要接受來自控制板，限位，伺服器的輸出信號(hào)并經(jīng)過運(yùn)算邏輯處理控制伺服器及電磁閥和升級(jí)電機(jī)。連接中要注意 AC 電源表

17、3-1 I/O 端的分配輸入輸出元件輸入端編號(hào)說明元件輸出端編號(hào)說明EXO0X000點(diǎn)火伺服 X5-29Y0伺服器使能EXO1X001低預(yù)熱CNC/IX19Y1報(bào)警EXO2X003高預(yù)熱YA3Y2點(diǎn)火EXO3X004兩級(jí)穿孔YA1YA2Y3低預(yù)熱及燃?xì)釫XO5X012電機(jī)升YA4Y4切割氧EXO6X013電機(jī)降YA5Y5高預(yù)熱EXO9X005排氣YA6Y6兩級(jí)穿孔EXO10X002切割YA7Y7排氣S1X006手動(dòng)點(diǎn)火KA1Y12電機(jī)升S2X007手動(dòng)高預(yù)熱KA2Y13電機(jī)降S3-1X010手動(dòng)升電機(jī)KA3Y15風(fēng)扇S3-2X011手動(dòng)降電機(jī)S4X015切割A(yù)LM+/XX016伺服報(bào)警 XAL

18、M+/YX017伺服報(bào)警 Y型 DC 輸入 PLC 接口匹配問題，PLC 的輸入依據(jù)使用手冊實(shí)際上就是一個(gè)光耦隔離輸入電路，見圖 3-5。對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)參照表 3-1圖 3-5 PLC 輸入回路通過圖 3-2、圖 3-5、表 3-1、表 3-2 設(shè)計(jì)出 PLC 的接線如圖 3-6表 3-2 PLC 輸入輸出回路主要參數(shù)每點(diǎn)輸入?yún)?shù)R/kIon/mAIoff/mA每點(diǎn)輸出參數(shù)S/VAImax/AX0-X73.34.51.5感性負(fù)載80-X10-X174.33.51.5阻性負(fù)載-2COM2COM3COM4Y2Y3Y4Y5Y6Y7YA3YA2YA1YA4YA5YA6YA7上上上上上上上上上上上上上上

19、上上上上上COM0Y12Y13Y15KA1KA2KA3KA1KA2上上上上上上24+COMCOMCOMX0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上上EXO0EXO1EXO10EXO2EXO3EXO9EXO5EXO6FX1s-30MRSQ2SQ1上上上上上上上上 上上上上上上上上Y0上上上上上上上上上COM+Y1上CNC上上上A4上上COM1IXI9OGND上上上上上COM-ALM+/XALM+/YFU90LNL11NPE上上上上上上OGND圖 3-6 PLC 輸入輸出電路3.2.2 輸入輸出保護(hù)電路X 軸和 Y 軸伺

20、服器的報(bào)警及使能電路其內(nèi)部也是光耦輸入和光耦輸出，其功耗非常低，典型值為 50mA。為此設(shè)計(jì)中將 PLC 的 24V 電源直接給伺服使能及報(bào)警電路供電。由于 PLC 該輔助電源最大提供 400mA 電流，所以在輸出回路中加一 0.5A 速熔保險(xiǎn)，用于 PLC 的保護(hù)，對(duì)于 PLC 的輸出，7 個(gè)電磁閥不會(huì)同時(shí)工作，所以輸出保護(hù)可以不按總的載流量計(jì)算，直接按常規(guī)采用 2A 普通玻璃管保險(xiǎn)即可，繼電器工作組（即 COM4 一組）也接入一只 2A 保險(xiǎn)管保護(hù)，相關(guān)的圖紙參閱電源供電。3.3 伺服驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)3.3.1 伺服器與 PLC 接口驅(qū)動(dòng)器的 I/O 接口可以參考松下 A4 說

21、明書3中的相關(guān)內(nèi)容及參數(shù)來對(duì)其進(jìn)行連接，圖 3-7 是說明書中給出的位置控制模式的控制信號(hào)接線圖圖 3-7 位置模式控制信號(hào)接線圖依據(jù)圖中所示可知內(nèi)部告警和控制電路必須外接電源，此前已說明此電源只作為光耦電路供電，功耗極低，所以用 PLC 的輔助電源供電即可。依據(jù)事先設(shè)計(jì)需要一個(gè)使能信號(hào)和一個(gè)報(bào)警信號(hào)使能信號(hào)在圖中使用方法很簡單，在提供控制電源的前提下直接用觸點(diǎn)開關(guān)即可，在本設(shè)計(jì)中用的是 PLC 輸出 Y0 的觸點(diǎn)用于對(duì)伺服器提供使能，當(dāng)符合使能條件時(shí) PLC 會(huì)接通使能電路，從而使伺服器進(jìn)入準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)。報(bào)警輸出電路是直接驅(qū)動(dòng)繼電器的，但通過圖 3-8 可知其無源光耦接口也是可以與 PLC

22、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。圖 3-8 伺服器報(bào)警輸出內(nèi)部電路3.3.2 割炬升降電機(jī)電路升降電機(jī)主要用于火焰割炬的升降，因?yàn)樵谇懈罟に囍?，割炬要適時(shí)升高或降低，例如在預(yù)熱完畢，割炬必須自動(dòng)提升一個(gè)高度否則穿孔時(shí)飛濺會(huì)堵塞割嘴。高度的調(diào)整主要依靠 CNC 自動(dòng)調(diào)節(jié)，外部電路主要是一個(gè)單相交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。電路簡單易行，主要由 PLC 驅(qū)動(dòng)的帶互鎖的繼電器 KA1 和 KA2 控制。主電路見圖 3-9KA1KA1KA2KA2割炬升降電機(jī)M FU5圖 3-9 割炬升降電機(jī)電路3.

23、4 電源供電3.4.1 強(qiáng)電部分整臺(tái)設(shè)備所有部件需要 AC220V 供電，為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，整機(jī) 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。伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部有可靠的保護(hù)電路，采用控制電源和驅(qū)動(dòng)并接后經(jīng) DZ47-16A 高分?jǐn)鄶嗦菲鹘尤?AC220V 電源；將電源接觸器控制變壓器控制電路接于濾波器進(jìn)線端，目的也是為了可能出現(xiàn)的干擾，主要是避免感性負(fù)載在通斷時(shí)的觸點(diǎn)抖動(dòng)干擾；對(duì)于操控臺(tái) PC 機(jī)、PLC、開關(guān)電源、割炬升降電機(jī)、橫流風(fēng)機(jī)的供電較為簡單，可直接經(jīng)過保險(xiǎn)后接入。3.4.2 弱電部分弱電主要分為主電源控制接觸器控制電路及電磁閥、繼電器，端

24、子板，操控臺(tái)風(fēng)機(jī)等部分，引入弱電部分除了必須的端子板 DC24 電源，主要是考慮操作臺(tái)的安全性（操作臺(tái)除了電腦主機(jī)其他均為弱電）；端子板的供電也需要加直流濾波器；直流風(fēng)機(jī)也是接在濾波器進(jìn)線端，主要是為了減小電機(jī)可能產(chǎn)生的噪聲。綜合弱電和強(qiáng)電可設(shè)計(jì)出供電電路如圖 3-10QFDZ47-63/25AFT 121/30AA1A2KMSB1KMQFDZ47-63/16AACDCFT 121/30AT1FU11AFU44AFU26ASB0SB2KM KM操控臺(tái)電源FU72AL1 L3操控臺(tái)風(fēng)機(jī)FU32AFU86AKA1KA1KA2KA2L13N割炬升降電機(jī)+-+24VOGNDLNFU62A運(yùn)動(dòng)啟停COM

25、-Y O機(jī)柜橫流風(fēng)機(jī)MM FU56ACOM-YPLC電源 KA3 端子板電源伺服驅(qū)動(dòng)器PLC輸出電源LONOM KA4照明燈圖 3-10 電源供電4軟件設(shè)計(jì)數(shù)控火焰切割機(jī)控制軟件分為計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制器控制軟件和PLC控制軟件，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)控制軟件動(dòng)作流程是隨機(jī)預(yù)設(shè)的，其動(dòng)作流程也符合數(shù)控火焰切割流程。PLC控制軟件在整個(gè)系統(tǒng)中是核心。PLC控制程序流程圖如圖4-1所示。上電啟動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)預(yù)散熱掃描報(bào)警輸入伺服器正常等待4秒接受計(jì)算機(jī)控制使能伺服器NY4.1 上電預(yù)散熱PLC上電要完成的動(dòng)作主要是上電即啟動(dòng)風(fēng)機(jī)并等待伺服器4S鐘左右，等伺服器準(zhǔn)備好后才輸入使能信號(hào)給伺服器，根據(jù)I/O分配給出如下程序：

26、LD M8002OR Y015OUT Y015LD Y015ANI Y001OUT T0 K40AND T0OUT Y0004.2. 掃描報(bào)警輸入掃描報(bào)警輸入的程序非常簡單，主要是對(duì)伺服報(bào)警X016和X017的輸入進(jìn)行掃描，程序如下：LD X016OR X017OUT Y001 輸出信號(hào)給運(yùn)動(dòng)控制器OUT T2 K50 等待電磁閥完全關(guān)閉（都關(guān)閉后才能放氣）4.3. 伺服器使能和輸入傳輸本部分主要程序的作用是如果沒有報(bào)警，則接受來自計(jì)算機(jī)的程序；如果有報(bào)警在程序關(guān)閉所有電磁閥時(shí)打開放氣閥3S,程序如下：LDI Y001 如果無報(bào)警則允許執(zhí)行下列程序，否則不接受計(jì)算機(jī)控制MPS AND X000

27、OUT Y002MRD AND X003OUT Y005MRDAND X001OUT Y003MRD AND X013OUT Y013MRDAND X012OUT Y012MRDAND X002OUT Y004MPPAND X004 OUT Y0064.4 排氣程序排氣程序非常簡單，程序如下：LD X005OR M1OUT Y007LDP T2OR M1ANI T1OUT M1OUT T1 K35制作和調(diào)試5.1 制作注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)好原理圖后可根據(jù)原理圖列出材料清單并采購，并且根據(jù)清單中的內(nèi)容構(gòu)思好各電器元件布局，特別注意如下幾個(gè)元器件：5.1.1 控制變壓器必須放在控制柜底部，但是要避免裝在

28、PLC 下方，主要考慮散發(fā)的熱量影響PLC 運(yùn)行。5.1.2 控制端子板要求做好抗干擾措施，必要時(shí)加抗干擾磁環(huán)。5.1.3 PLC 可編程控制器周圍要留有 50mm 空間，以利于散熱?？刂乒竦脑季挚蓞⒖紙D 5-1圖 5-1 元件布置參考圖布局好后，由于線路不是很復(fù)雜，可以直接按照原理圖布線.5.2 調(diào)試方法布線結(jié)束便可以進(jìn)入調(diào)試階段，調(diào)試前需做好必要的準(zhǔn)備工作。5.2.1 檢查布線為了防止萬一失誤，仔細(xì)檢查布線。特別是伺服驅(qū)動(dòng)器控制電源和主電源是否正確，具體做法是拔下縱向伺服器 X1 的電源輸入接口 1、4 之間端子電阻應(yīng)該為 0，而且與火線已可靠連接，3、5 之間電阻也應(yīng)該為 0，而且與

29、零線也已可靠連接；橫向伺服器檢查方法類似，但是端子略有差別，其電源輸入接口是 4 孔的，測量中 1、3 端子之間應(yīng)為 0，2、4 端子之間應(yīng)為 0。確認(rèn) PLC 除了 L、N 接線柱引入 AC220V 電壓外，其他均為低電壓引入。因?yàn)镻LC 的輸入如果引入高電壓，對(duì)其輸入電路來說很致命；確認(rèn)端子板 DC24V引入正確。最后，測量總的空氣斷路器出線端之間絕緣電阻，確保在 0.5M 以上。5.2.2 設(shè)置參數(shù)將各路供電逐個(gè)接通后，按下啟動(dòng)按鈕，伺服即已通電，此時(shí)需設(shè)置以下參數(shù)：(1) 2#參數(shù)設(shè)成 0，即選擇“位置模式”(2) 40#參數(shù)設(shè)成 0，即選擇“光耦輸入”(3) 41#參數(shù)設(shè)成 1，42

30、#參數(shù)設(shè)成 3，即選擇“脈沖+方向”模式上述參數(shù)設(shè)置完畢，切斷電源為試運(yùn)行作準(zhǔn)備。5.2.3 運(yùn)行連通電腦到端子板數(shù)據(jù)線，接通電腦電源，按下啟動(dòng)按鈕。等進(jìn)入操作界面之后，按下控制面板上的 START 鍵開始切割，此時(shí) PLC 應(yīng)該能夠按照工藝要求正確輸出；分別操作面板上的 F4 和 F5 此時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)器應(yīng)能加減速，最后模擬橫向和縱向的位置限位，故障停止是否有效。確認(rèn)正常后即可在安裝人員協(xié)助下安裝運(yùn)行，行走精度可在操作系統(tǒng)中更改橫向脈沖數(shù)和縱向脈沖數(shù)，還可以結(jié)合伺服驅(qū)動(dòng)器 Pr.48、Pr.49、Pr.4A、Pr.4B 中的參數(shù)設(shè)置。6結(jié)論本設(shè)計(jì)在硬件上充分考慮了 GT200 兩軸控制器端子板、

31、PLC 輸入接口、伺服驅(qū)動(dòng)器器的輸入輸入接口的匹配性能，在保證設(shè)備性能優(yōu)良的前提下盡最大可能的簡化控制接線，使整個(gè)控制系統(tǒng)變的簡單而又有效；在操作上充分考慮了操作工的操作習(xí)慣采用了與美國海寶數(shù)控火焰切割系統(tǒng)相近的方菱操作系統(tǒng)，使操作工學(xué)習(xí)起來變得簡單，使操作變的簡單，在 PLC 軟件控制方面，力求做到最簡不冗余便于日后的維護(hù)。由于本設(shè)計(jì)試運(yùn)行環(huán)境溫度為 55，對(duì)其他地域的環(huán)境溫度適宜性未作考究，有待于進(jìn)一步試驗(yàn)考究。致 謝本人在做設(shè)計(jì)期間，得到了趙建國老師的精心指導(dǎo)。趙老師學(xué)識(shí)淵博德高望重，在本設(shè)計(jì)中提出了許多寶貴的更改建議和意見，使我從中獲益匪淺，在此表示衷心的感謝！在實(shí)物制作環(huán)節(jié)還得到同班

32、組電器職員的大力協(xié)助，在此一并表示感謝！參考文獻(xiàn)1 蘇麗萍.電子技術(shù)基礎(chǔ)M.陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，2006,6.2 郁漢琪，郭健等. 可編程序控制器原理及應(yīng)用M.北京：中國電力出版社，2004，3.3 施復(fù)自動(dòng)化.PanasonicMinasA4 系列 AC 伺服驅(qū)動(dòng)器技術(shù)資料選編Z.上海：附錄 1 電原理總圖QFDZ47-63/25AFT 121/30AA1A2KMKMQFDZ47-63/16AACDCFT 121/30AT1FU11AFU44AFU26ASB0SB2KM操控臺(tái)計(jì)算機(jī)FU72AL1 L3操控臺(tái)風(fēng)機(jī)FU32AFU86AKA1KA1KA2KA2L13N割炬升降電機(jī)+-+2

33、4VOGNDLNFU62A運(yùn)動(dòng)啟停機(jī)柜橫流風(fēng)機(jī)MM FU56APLC電源 KA3 端子板電源伺服驅(qū)動(dòng)器PLC輸出電源LONOM KA4照明燈L11L14L18D+L15935FU102AA1A2KA3大燈控制供電電源12345678910111213141516123456789101112131415161142153164175186197208219221023112412251311421531641751861972082192210231124122513CN14CN12CN5CN6CN1CN2上上上上上上上上上上上上SIGN1-46SIGN2-47PULS1-44PULS2-45

34、GND-13SIGN1-46SIGN2-47PULS1-44PULS2-45GND-1312345678910111213141516CN13E XO 0E XO 1E XO 2E XO 3E XO 4E XO 5E XO 6E XO 7E XO 8E XO 9E XO 1 0E XO 1 1E XO 1 2E XO 1 3E XO 1 4E XO 1 5PLC-X0PLC-X1PLC-X3PLC-X4PLC-X12PLC-X13PLC-X2PLC-X5O VC CO GN DE XI 2E XI 3E XI 4E XI 5E XI 6E XI 7E XI 8E XI 9E XI 1 0E X

35、I 1 1E XI 1 2E XI 1 3E XI 1 4E XI 1 5O VC CO GN DH OM E 0H OM E 1H OM E 2H OM E 3L IM I T 0+L IM I T 0-L IM I T 1+L IM I T 1-L IM I T 2+L IM I T 2-L IM I T 3+L IM I T 3-E X1 0E X1 1橫向右限位橫向左限位縱向前限位縱向后限位Y1+24VOGNDOGND+24VCOM1報(bào)警信號(hào)GT200運(yùn)動(dòng)控制器端子板X 112345L1L2L3L1CL2C123456RB1RB2RB3UVW1234564 562 312341234PEUVW上上上上CN1CN24 52 3 6EV 5E05PSPSPEPE*上上上X2X644454647137293637PULS1PULS2SIGN1SIGN2GNDCOM+SRV-ONALM-ALM+PULSE+PULSE-DIR+DIR-COM-41PLC24+PLC24 -X17PLC-COMPLC-Y0X 51/1.C伺服器Y伺服器X 112345L1L2L3L1CL2C123456RB1RB2RB3UVW1234564 562 312341234PEUVW上上上上CN1CN