一種伺服調速plc控制的定尺飛鋸機控制系統的製作方法

2023-09-12 07:43:00 2

專利名稱：一種伺服調速plc控制的定尺飛鋸機控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種焊管生產線使用的飛鋸機，特別是一種伺服調速可編程控制 器PLC控制的定尺飛鋸機控制系統。
背景技術：
目前，焊管生產線使用的飛鋸機通常採用專用飛鋸控制器或可編程控制器PLC及 相應驅動器來完成飛鋸的計算和控制。這種控制系統對於整套機組製造商及最終用戶有以 下不足1、這種控制器由少數製造商專門生產，一旦發生硬體損壞，需向特定製造商購買 更換控制器，訂貨周期長並且不可預見。2、這種控制器有固化的飛鋸程序及有限的聯絡功能，對於整套焊管生產線製造商 的調試及最終用戶的維護、功能擴展帶來不便。3、焊管生產線中機組部分的控制需要一個可編程控制器PLC，而飛鋸控制又需要一 個單獨的控制器或可編程控制器PLC，這對於整套生產線製造商在一定程度上造成了浪費。
發明內容為解決現有技術的上述問題，本實用新型的目的是針對現有飛鋸機對於焊管設備 製造商存在的問題，提供一種結構簡單、通用性強和低成本的伺服調速可編程控制器PLC 控制的定尺飛鋸機控制系統。—種伺服調速可編程控制器PLC控制的定尺飛鋸機控制系統，包括可編程控制器 PLC、鋼管編碼器、高速計數模塊、操作屏和伺服驅動器，所述的可編程控制器PLC採用雙DP 接口的CPU315-2DP，其DPl接口與伺服驅動器相連、DP2接口與操作屏及焊管生產線其他設 備連接；所述的鋼管編碼器與高速計數模塊連接，所述的高速計數模塊安裝在可編程控制 器PLC的主機架上。本實用新型所述的伺服驅動器採用西門子SINAMICS系列的S120伺服驅動器，高 速計數模塊採用FM350-2高速計數模塊。與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果1、由於本實用新型的機組部分和飛鋸部分共用一個可編程控制器PLC，使機組控 制與飛鋸控制形成無縫連接，接口信號更加靈活可靠，飛鋸的功能擴展變的簡單。同時也降 低了成本。可編程控制器PLC、伺服驅動器及高速計數模塊都為西門子常用類型，編程採用 梯形圖語言，利於用戶的維修和備件。2、由於本實用新型所用的部件和元器件和程式語言都是現階段最常用的，所以通 用性和兼容性好。

圖1是本實用新型的系統結構圖。[0013]圖2是本實用新型的程序流程圖。圖3是本實用新型的功能結構圖。圖中1、可編程控制器PLC ；2、計數模塊；3、伺服驅動器，4、操作屏；5、定尺小車； 6、伺服電機；7、鋼管編碼器。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行進一步地描述。如圖1-3所示，一種伺服調速 可編程控制器PLCl控制的定尺飛鋸機控制系統，包括可編程控制器PLC1、鋼管編碼器7、 高速計數模塊2、操作屏4和伺服驅動器3，所述的可編程控制器PLCl採用雙DP接口的 CPU315-2DP，其DPl接口與伺服驅動器3相連、DP2接口與操作屏4及焊管生產線其他設備 連接；所述的鋼管編碼器7與高速計數模塊2連接，所述的高速計數模塊2安裝在可編程控 制器PLCl的主機架上。所述的伺服驅動器3採用西門子SINAMICS系列的S120伺服驅動 器3，高速計數模塊2採用FM350-2高速計數模塊2。本實用新型的工作原理如下可編程控制器PLCl的DPl接口與伺服驅動器3相 連，伺服驅動器3通過伺服動力電纜控制伺服電機6的運轉、通過伺服編碼器反饋電纜讀取 定尺小車5的位置及速度信息並控制定尺小車5的速度；可編程控制器PLCl的DP2接口用 於連接操作屏4及焊管生產線其他設備。鋼管編碼器接到高速計數模塊上，讀取定尺小車 5的位置及速度信息並控制定尺小車5的速度；DP2接口用於連接操作屏4及焊管生產線其 他設備。鋼管編碼器7接到高速計數模塊2上，用於檢測鋼管的長度及線速度。高速計數 模塊2放在可編程控制器PLCl主機架上，以便最快讀取編碼器數值。下面通過實施例說明本實用新型的具體工作過程如下首先組建一個可以編程控 制器PLCl為主站，伺服驅動器3為從站的profibus網絡，通訊速率為12Mbps。報文選用位 置控制標準報文，可以通過狀態字讀出定尺小車5的實際位置s及實際線速度vb，同時可以 通過控制字來控制定尺小車5的線速度ν及加、減加速度倍率。伺服驅動器3中設定定尺 小車5的加速度為a。鋼管編碼器7接到高速計數模塊2的兩個通道上，一個通道設定為計 數模式，用來測量鋼管的出管長度C。另一個通道設定為測量模式，用來測量鋼管的線速度 v0O鋼管測長輥的周長為400mm，鋼管編碼器7為1000線，通過計數模塊2四倍頻處理則使 此測量系統的解析度為0. 1mm。為了達到單位統一，設定長度L及定尺小車5實際位置s的 單位也為0. 1mm。操作屏4輸入設定長度L，則差值b定義為設定長度a與出管長度c值差，即b = C-L0通過可編程控制器PLCl的實時監測計算，
2當時， Ia可編程控制器PLCl對伺服驅動器3發出啟動命令，並給定速度v = K^Jb-s+v0式中，K為比例係數，根據現場調試情況調整，一般為2 6。當b > s即定尺小車5位置落後於鋸切位置時，v>v0即定尺小車5速度大於鋼 管速度；同樣當b < s即定尺小車5位置超前於鋸切位置時，ν < V0即定尺小車5速度小於鋼管速度。兩種情況都使b-s的差值減小，最終當可編程控制器PLCl計算比較，當I b-s I <Ld且I V-Vtl I < Vd時，其中Ld為允許最大長度誤差，Vd為允許最大速 度誤差，滿足了飛鋸切割對位置速度的雙重要求。夾鉗夾緊後進行鋸切，同時把定尺小車5 當前位置s寫入計數器中，即讓c = S。鋸切完成後把夾鉗打開，以備下次循環。如圖3所示，本實用新型是由可編程控制器PLC1、伺服驅動器3及反饋系統和鋼管 測量系統構成一個前饋閉環控制系統。如圖2所示，通過操作屏4設定好定尺長度，按下自動運行按鈕，鋸切主軸電機啟 動，可編程控制器PLCl讀取計數模塊2的出管長度數值並判斷是否滿足定尺小車5啟動條 件。當條件滿足時，可編程控制器PLCl通過profibus向伺服驅動器3發出啟動指令並根 據定尺小車5位置實時調整給定速度，當判斷滿足切割的位置、速度條件時，夾鉗夾緊後鋸 切。鋸切的同時把當前小車位置s寫入計數器中。待小車走到一定位置後快速返回並減小 定尺小車5的加速度倍率，以減小機械衝擊。返回原點後進入下一個循環。
權利要求1.一種伺服調速可編程控制器PLC(I)控制的定尺飛鋸機控制系統，包括可編程控制 器PLC(I)、鋼管編碼器(7)、高速計數模塊O)、操作屏(4)和伺服驅動器(3)，其特徵在於 所述的可編程控制器PLC(I)採用雙DP接口的CPU315-2DP，其DPl接口與伺服驅動器(3) 相連、DP2接口與操作屏(4)及焊管生產線其他設備連接；所述的鋼管編碼器(7)與高速計 數模塊( 連接，所述的高速計數模塊( 安裝在可編程控制器PLC(I)的主機架上。
2.根據權利要求1所述的一種伺服調速可編程控制器PLC(I)控制的定尺飛鋸機控制 系統，其特徵在於所述的伺服驅動器(3)採用西門子SINAMICS系列的S120伺服驅動器 (3)，高速計數模塊(2)採用FM350-2高速計數模塊(2)。
專利摘要本實用新型公開了一種伺服調速可編程控制器PLC控制的定尺飛鋸機控制系統，包括可編程控制器PLC、鋼管編碼器、高速計數模塊、操作屏和伺服驅動器，可編程控制器PLC採用雙DP接口的CPU315-2DP，其DP1接口與伺服驅動器相連、DP2接口與操作屏及焊管生產線其他設備連接；鋼管編碼器與高速計數模塊連接，高速計數模塊安裝在可編程控制器PLC的主機架上。本實用新型的機組部分和飛鋸部分共用一個可編程控制器PLC，使機組控制與飛鋸控制形成無縫連接，接口信號更加靈活可靠，飛鋸的功能擴展變的簡單。同時也降低了成本。可編程控制器PLC等模塊都為西門子常用類型，編程採用梯形圖語言，利於用戶的維修和備件。
文檔編號G05B19/18GK201892854SQ20102063442
公開日2011年7月6日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者於長波, 馬麗, 高國鴻 申請人:大連三高重工設備有限公司