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大尺寸多工步自動(dòng)推料進(jìn)給裝置及控制數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第一章 緒論
1.1 PLC在組合機(jī)床控制中的應(yīng)用
一.可編程控制器的定義
可編程控制器,簡(jiǎn)稱PLC(Programmable logic Controller),是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrical Committee)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義:“PLC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。
二.PLC的特點(diǎn)
1 可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)
高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō),使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比,電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能,出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中,應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣,整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。
2 配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng)
PLC發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品??梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn),使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。
3 易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎
PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易,編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近,只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。
4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小,維護(hù)方便,容易改造
PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短,同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。
5 體積小,重量輕,能耗低
以超小型PLC為例,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。
三.在組合機(jī)床自動(dòng)線中,一般根據(jù)不同的加工精度要求設(shè)置三種滑臺(tái)
目前,PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè),使用情況大致可歸納為如下幾類。
1 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制
這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制,也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。
2 模擬量控制
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,有許多連續(xù)變化的量,如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量,必須實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,使可編程控制器用于模擬量控制。
3 運(yùn)動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō),早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能,廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。
4 過(guò)程控制
過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。
5 數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng);也可用于過(guò)程控制系統(tǒng),如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。
6 通信及聯(lián)網(wǎng)
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展,工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快,各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能,紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
7 PLC控制的數(shù)控滑臺(tái)結(jié)構(gòu)
一般組合機(jī)床自動(dòng)線中的數(shù)控滑臺(tái)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)伺服機(jī)構(gòu)。采用PLC控制的數(shù)控滑臺(tái)由可編程控制器、環(huán)行脈沖分配器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)和伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成,
伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪Z1、Z2應(yīng)該采取消隙措施,避免產(chǎn)生反向死區(qū)或使加工精度下降;而絲杠傳動(dòng)副則應(yīng)該根據(jù)該單元的加工精度要求,確定是否選用滾珠絲杠副。采用滾珠絲杠副,具有傳動(dòng)效率高、系統(tǒng)剛度好、傳動(dòng)精度高、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),但成本較高且不能自鎖。
8 控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)
軟件結(jié)構(gòu)根據(jù)控制要求而設(shè)計(jì),主要?jiǎng)澐譃槲宕竽K:即步進(jìn)電機(jī)控制模塊、定位控制模塊、數(shù)據(jù)撥盤(pán)輸入及數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)碼輸出顯示模塊、元件故障的自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警模塊。
由于整個(gè)軟件結(jié)構(gòu)較為龐大,脈沖控制器產(chǎn)生0.1秒的控制脈沖,使移位寄存器移位,提供六拍時(shí)序脈沖,通過(guò)三相六拍環(huán)形分配器使三個(gè)輸出繼電器Y430、Y431、Y432按照單雙六拍的通電方式控制步進(jìn)電機(jī)。為實(shí)現(xiàn)定位控制,采用不同的計(jì)數(shù)器分別控制粗定位行程和精定位行程,計(jì)數(shù)器的設(shè)定值依據(jù)行程而定。例如,設(shè)刀具或工作臺(tái)欲從A點(diǎn)移至C點(diǎn),已知AC=200mm,把AC劃分為AB與BC兩段,AB=196mm,BC=4mm,AB段為粗定位行程,采用0.1mm/步的脈沖當(dāng)量快速移動(dòng),利用了6位計(jì)數(shù)器(C660/C661),而B(niǎo)C段為精定位行程,采用0.01mm/步的脈沖當(dāng)量精確定位,利用了3位計(jì)數(shù)器C460,在粗定位結(jié)束進(jìn)入精定位的同時(shí),PLC自動(dòng)接通電磁離合器輸出點(diǎn)Y433以實(shí)現(xiàn)變速機(jī)構(gòu)的更換。
9 PLC控制系統(tǒng)的接地方法
(1)由于PLC機(jī)柜和操作臺(tái)、配電柜等用電設(shè)備的金屬外殼及控制設(shè)備正常不帶電的金屬部分,由于各種原因(如腐蝕、絕緣破損等)而有可能帶危險(xiǎn)電壓,所以應(yīng)該進(jìn)行保護(hù)接地,低于36V供電的設(shè)備,無(wú)特殊要求可不做接地保護(hù)。
(2)PLC控制系統(tǒng)中的基準(zhǔn)電位是各回路工作的參考電位,基準(zhǔn)電位的連接線稱為系統(tǒng)地,通常是控制回路直流電源的零伏導(dǎo)線,系統(tǒng)接地的方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地方式。
(3)為防止靜電感應(yīng)和磁場(chǎng)感應(yīng)而設(shè)置的屏蔽接地端子應(yīng)做屏蔽接地。其中信號(hào)回路接地和屏蔽接地又通稱為工作接地。
一般以上接地方法的控制原則是:保護(hù)地和工作地不能混用,這是由于在每一段電源保護(hù)地線的兩點(diǎn)間會(huì)有數(shù)毫伏,甚至幾伏的電位差,這對(duì)低電平信號(hào)電路來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常嚴(yán)重的干擾。屏蔽地,當(dāng)信號(hào)電路是單點(diǎn)接地時(shí),低頻電纜的屏蔽層也應(yīng)單點(diǎn)接地,如果電纜的屏蔽層接地點(diǎn)有一個(gè)以上時(shí),將產(chǎn)生噪聲電流,形成噪聲干擾源。
本系統(tǒng)采用的接地電阻都需要在規(guī)定的范圍內(nèi),對(duì)于PLC組成的控制系統(tǒng)一般應(yīng)小于4Ω,而且要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,事前都需要進(jìn)行防腐處理。PLC組成的控制系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置接地系統(tǒng),也可以利用現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行“等電位聯(lián)結(jié)”進(jìn)行接地設(shè)計(jì)。
10 PLC控制梯形圖:
梯形圖是通過(guò)連線把PLC指令的梯形圖符號(hào)連接在一起的連通圖,用以表達(dá)所使用的PLC指令及其前后順序,它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種:一為母線,另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個(gè)個(gè)梯形圖符號(hào)指令連成一個(gè)指令組,這個(gè)指令組一般總是從裝載(LD)指令開(kāi)始,必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令(含LD指令),以建立邏輯條件。最后為輸出類指令,實(shí)現(xiàn)輸出控制,或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令,以進(jìn)行相應(yīng)的工作。母線是用來(lái)連接指令組的。下圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡(jiǎn)單的梯形圖例:
它有兩組,第一組用以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止控制。第二組僅一個(gè)END指令,用以 結(jié)束程序。
11 梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系,而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般講,其順序?yàn)椋合容斎?,后輸出(含其他處理);先上,后下;先左,后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序?yàn)椋?
地址 指令 變量
0000 LD X000
0001 OR X010
0002 AND NOT X001
0003 OUT Y000
0004 END
反之根據(jù)助記符,也可畫(huà)出與其對(duì)應(yīng)的梯形圖。
12 梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系:
如果僅考慮邏輯控制,梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出(OUT)指令,對(duì)應(yīng)于繼電器的線圈,而輸入指令(如LD,AND,OR)對(duì)應(yīng)于接點(diǎn),互鎖指令(IL、ILC)可看成總開(kāi)關(guān),等等。這樣,原有的繼電控制邏輯,經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖,再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換,即可變成語(yǔ)句表程序。
有了這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系,用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是PLC技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承。
四、數(shù)控滑臺(tái)的PLC控制方法
數(shù)控滑臺(tái)的控制因素主要有三個(gè):
1 行程控制
一般液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的行程控制是利用位置或壓力傳感器(行程開(kāi)關(guān)/死擋鐵)來(lái)實(shí)現(xiàn);而數(shù)控滑臺(tái)的行程則采用數(shù)字控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。由數(shù)控滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)可知,滑臺(tái)的行程正比于步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角,因此只要控制步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角即可。由步進(jìn)電機(jī)的工作原理和特性可知步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角正比于所輸入的控制脈沖個(gè)數(shù);因此可以根據(jù)伺服機(jī)構(gòu)的位移量確定PLC輸出的脈沖個(gè)數(shù):
n= DL/d (1)
式中 DL——伺服機(jī)構(gòu)的位移量(mm)
d ——伺服機(jī)構(gòu)的脈沖當(dāng)量(mm/脈沖)
2 進(jìn)給速度控制
伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度取決于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入的脈沖頻率;因此可以根據(jù)該工序要求的進(jìn)給速度,確定其PLC輸出的脈沖頻率:
f=Vf/60d (Hz) (2)
式中 Vf——伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度(mm/min)
3 進(jìn)給方向控制
進(jìn)給方向控制即步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向可以通過(guò)改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序來(lái)改變其轉(zhuǎn)向;如三相步進(jìn)電機(jī)通電順序?yàn)锳-AB-B-BC-C-CA-A…時(shí)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng)繞組按A-AC-C-CB-B-BA-A…順序通電時(shí)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。因此可以通過(guò)PLC輸出的方向控制信號(hào)改變硬件環(huán)行分配器的輸出順序來(lái)實(shí)現(xiàn),或經(jīng)編程改變輸出脈沖的順序來(lái)改變步進(jìn)電機(jī)繞組的通電順序?qū)崿F(xiàn)。
五.PLC的國(guó)內(nèi)外狀況
世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平,早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成,可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器,使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能,完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用,可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言,并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。
20世紀(jì)70年代中末期,可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段,計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中,使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初,可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多,產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。
20世紀(jì)末期,可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō),這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī);從控制能力上來(lái)說(shuō),誕生了各種各樣的特殊功能單元,用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合;從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō),生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元,使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前,可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。
我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開(kāi)放開(kāi)始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。目前,我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外,無(wú)錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的PLC生產(chǎn)廠家??梢灶A(yù)期,隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入,PLC在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。
六.PLC未來(lái)展望
21世紀(jì),PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看,計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上,會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn);從產(chǎn)品規(guī)模上看,會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展;從產(chǎn)品的配套性上看,產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全,完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求;從市場(chǎng)上看,各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破,會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面,會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言;從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看,可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System)中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
1.2 課題的主要任務(wù)
1、硬件的設(shè)計(jì)
利用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng),利用絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)的前進(jìn)。對(duì)進(jìn)給裝置電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,同時(shí)也要對(duì)進(jìn)給裝置傳動(dòng)裝置的關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
2、軟件的設(shè)計(jì)
利用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。針對(duì)不同的工件調(diào)用相應(yīng)的程序來(lái)對(duì)電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)多工步自動(dòng)推料進(jìn)給。
第二章 設(shè)備的測(cè)試與轉(zhuǎn)接板的制作
2.1設(shè)備的測(cè)試
1、設(shè)備改造分析
原設(shè)備為PMAC設(shè)備,現(xiàn)在用的是其中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和限位關(guān)系,因此必須了解其中的MYCOM步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)關(guān)系和限位原點(diǎn)定義。
MYCOM步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器說(shuō)明:
CP11端子:1-------5V
2-------PLUS(脈沖輸入)
3-------5V
4-------DIR(方向輸入)
CP12端子:1-------電機(jī)A向
2-------電機(jī)A/向
3-------電機(jī)B向
4-------電機(jī)B/向
CP13端子:1-------24V
2-------24V
3-------GND
4-------GND
要實(shí)現(xiàn)多工步自動(dòng)推料進(jìn)給,只要電機(jī)要按照規(guī)定的方式轉(zhuǎn)動(dòng)即可,故只需控制脈沖和方向。即只需將外部信號(hào)給CP11端子,CP12端子和CP13端子并不會(huì)影響電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向,故可以用原PMAC設(shè)備的部件。
2、設(shè)備限位關(guān)系的測(cè)量
限位原點(diǎn)的定義:
經(jīng)過(guò)對(duì)原設(shè)備的觀察,得知原設(shè)備及限位開(kāi)關(guān)是點(diǎn)接觸式的限位開(kāi)關(guān),故電壓大小不會(huì)影響其工作。
圖1
圖1為原PMAC設(shè)備的限位接控制輸入的十針插座,在各個(gè)位置時(shí)對(duì)十針插座的測(cè)量結(jié)果如下:
任意位置時(shí):1、3、4、5、6、7、8、9接通
X電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),X軸帶動(dòng)工作臺(tái)到X原點(diǎn)時(shí):1、3、5、6、7、8、9接通
Y電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),Y軸帶動(dòng)工作臺(tái)到Y(jié)原點(diǎn)時(shí):1、3、4、6、7、8、9接通
X電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),X軸帶動(dòng)工作臺(tái)到X左極限時(shí):1、3、4、5、7、8、9接通
X電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),X軸帶動(dòng)工作臺(tái)到X右極限時(shí):1、3、4、5、6、7、9接通
Y 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),Y軸帶動(dòng)工作臺(tái)到Y(jié)左極限時(shí):1、3、4、5、6、8、9接通
Y 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),Y軸帶動(dòng)工作臺(tái)到Y(jié)右極限時(shí):1、3、4、5、6、7、8接通
注:在測(cè)量X 軸向的各個(gè)位置時(shí)Y軸位于非圓點(diǎn),非極限位:
在測(cè)量Y軸向的各個(gè)位置時(shí)X軸位于非圓點(diǎn),非極限位。
由以上測(cè)量結(jié)果分析可知:
(1)、原設(shè)備的限位開(kāi)關(guān)使用的是限位開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn);
(2)、原設(shè)備的COM端是1、3即模擬地,而2和10沒(méi)有使用;
?。?) 、X軸原點(diǎn)接入點(diǎn)為4,Y軸原點(diǎn)接入點(diǎn)為5,X軸左極限接入點(diǎn)為6,X軸右極限接入點(diǎn)為8,Y軸左極限接入點(diǎn)為7,Y軸右極限接入點(diǎn)為9。
可以得出原設(shè)備的限位接線關(guān)系如圖2 所示:
圖2
2.2制作轉(zhuǎn)接板及電路分析
1、 電路分析
要實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制要做以下兩步:
(1):將PLC的發(fā)出的脈沖和方向信號(hào)送給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器;
(2):將工作臺(tái)的限位開(kāi)關(guān)引入到PLC的輸入點(diǎn)。
2、電路原理圖如圖3
圖3
其中電阻R1和R2分別為脈沖和方向的下拉電阻。
下拉電阻R1的連接說(shuō)明:
程序編好后,經(jīng)PLC調(diào)試有脈沖輸出,但是當(dāng)它跟PMAC設(shè)備的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接后電機(jī)卻不轉(zhuǎn),為了解決這一問(wèn)題做了以簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)設(shè)備,如圖4:
圖4
發(fā)光二極管的最大要求電流是10MA而所要測(cè)的電路中兩端電壓是5V,所以取得電阻為500歐姆。
檢驗(yàn)過(guò)程如下:
(1)、通過(guò)原設(shè)備的手搖設(shè)備使原設(shè)備有脈沖輸出并驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),PLC的脈沖輸出是斷開(kāi)的,經(jīng)檢驗(yàn),發(fā)光二極管閃爍,得知原設(shè)備輸出的是高低電平脈沖。
(2)、將PLC接通并將程序輸入到PLC中,通過(guò)檢驗(yàn)PLC輸出端,此時(shí)輸出端沒(méi)有聯(lián)接到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上,經(jīng)檢查,發(fā)光二極管閃爍,得知PLC輸出的也是高低電平脈沖。
(3)、將PLC輸出端聯(lián)接到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上,并將檢驗(yàn)電路接到脈沖輸出端和0V之間,此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)光二極管也閃爍。
通過(guò)以上的檢測(cè),推理得知在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器里應(yīng)該有一個(gè)電容,當(dāng)脈沖處于高電平時(shí)電容充電,當(dāng)脈沖處于低電平時(shí)由于有電容,低電平不能馬上被輸入到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器里,不能被識(shí)別所以電機(jī)不轉(zhuǎn)。當(dāng)接一電阻時(shí)起到了將電容電壓拉低的作用,這樣低電平可以輸入到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器里,這樣電機(jī)就可以轉(zhuǎn)了。示意圖如圖5:
圖5
下拉電阻R2的連接說(shuō)明:
當(dāng)程序編好進(jìn)行調(diào)試時(shí),發(fā)現(xiàn)不管PLC方向控制輸出端是1還是0電機(jī)只是右轉(zhuǎn),為分析并解決這一問(wèn)題做以下測(cè)試:
(1)、將PLC的方向輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器斷開(kāi),用萬(wàn)用表的支流檔來(lái)測(cè)試PLC的方向輸出端電壓是否有變化。測(cè)量結(jié)果是當(dāng)PLC方向控制輸出端是1時(shí)該端電壓是5伏,當(dāng)PLC方向控制輸出端是1時(shí)該端電壓是0伏。
(2)、將原設(shè)備的脈沖方向端接到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上,通過(guò)原設(shè)備的手搖設(shè)備驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。測(cè)量結(jié)果是當(dāng)電機(jī)右轉(zhuǎn)時(shí)方向控制端的電壓是5伏,當(dāng)電機(jī)左轉(zhuǎn)是方向輸出端的電壓是0伏,當(dāng)電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)方向輸出端的電壓是5伏。
(3)將原設(shè)備的脈沖方向端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上斷開(kāi),測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的方向控制端的電壓是5伏。
對(duì)測(cè)試結(jié)果分析得知:電壓驅(qū)動(dòng)器上在方向端提供5伏的電壓。故當(dāng)需要電機(jī)左轉(zhuǎn)時(shí)需要一個(gè)下拉電阻來(lái)將方向端的電壓拉低,使得電機(jī)可以左轉(zhuǎn)。通過(guò)使用PLC來(lái)控制繼電器來(lái)使得電壓拉低。
環(huán)形分配器說(shuō)明(如圖6):
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的各相繞組必須按一定的順序通電才能正常工作。這種位電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序按一定規(guī)律變化的部分稱為脈沖分配器,又稱為環(huán)型脈沖分配器。實(shí)現(xiàn)環(huán)型分配的力法有3種:一種是采用計(jì)算機(jī)軟件,利用查表或計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行脈沖的環(huán)型分配,簡(jiǎn)稱軟環(huán)分。該方法能充分利用計(jì)算機(jī)軟件資源,以降低硬件成本.尤其是對(duì)多相電動(dòng)機(jī)的脈沖分配具有更大的優(yōu)點(diǎn)。但由于軟環(huán)分占用計(jì)算機(jī)的運(yùn)行時(shí)間,故會(huì)使插補(bǔ)—次的時(shí)間增加,易影響步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度。另—種足采用小規(guī)模集成電路搭接而成的三相六拍環(huán)型脈沖分配器。這種方式靈活性很大,可搭接任意通電順序的環(huán)形脈沖型分配器,同時(shí)在工作時(shí)不占用計(jì)算機(jī)的工作時(shí)間。第三種是采用專用環(huán)型分配器器件,如cH250,即為一種三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)專用環(huán)型分配器,它可以實(shí)現(xiàn)三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的各種環(huán)型分配,使用方便,接口簡(jiǎn)單。
ULN2003 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列,由七個(gè)硅NPN達(dá)林頓管組成。 該電路的特點(diǎn)如下:ULN2003 的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè)2.7K 的基極電阻,在5V 的工作電壓下它能與TTL 和CMOS 電路 直接相連,可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。ULN2003 工作電壓高,工作電流大,灌電流可達(dá)500mA,并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50V 的電壓,輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。
圖6
高低壓功串放大電路說(shuō)明(如圖7):
高低壓功串放大電路為采用脈沖變壓器T1組成的高低壓控制電路原理圖。吳脈沖輸入時(shí),VT1、VT2、VT3、VT4均截至,電動(dòng)機(jī)繞組W無(wú)電流通過(guò),電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。
有脈沖輸入時(shí),VT1、VT2、VT4飽和導(dǎo)通,在VT2由截止到飽和期間,其集電極電流,也就是脈沖變壓器T1的一次電流急劇增加,在變壓器二次側(cè)感生成一個(gè)電壓,使VT3導(dǎo)通,80V的高電壓經(jīng)高壓管VT3加到繞組W上,使電流迅速上升,當(dāng)VT2進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后,T1一次側(cè)感電流暫時(shí)恒定,無(wú)磁通量變化,二次側(cè)的感應(yīng)電壓為0,VT3截至。這時(shí),12V低壓電源經(jīng)VD1加到電動(dòng)機(jī)繞組W上并維持繞組中的電流。輸入脈沖結(jié)束后VT1、VT2、VT3、VT4又都截至,儲(chǔ)存在W中的能通過(guò)18Ω的電阻和VD2放電,18Ω電阻的作用是減小放電回路的時(shí)間常數(shù),改善電流波形的后沿。該電路由于采用高壓驅(qū)動(dòng),電流增長(zhǎng)加快,脈沖電流的前沿變陡,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行頻率都得到提高。
高低壓功串放大電路由于僅在脈沖開(kāi)始時(shí)的一瞬間接通高壓電源,其余時(shí)間均由低壓供電,故效率很高。又由于電流上升率高,故高速運(yùn)行性能好,但由于電流波形陡,有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生過(guò)沖,故諧波成分豐富,致使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)震動(dòng)較大(尤其在低速運(yùn)行時(shí))。
圖7
3、轉(zhuǎn)接板的說(shuō)明
因?yàn)樵O(shè)備的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和限位電纜位于原設(shè)備內(nèi),要將PLC信號(hào)輸入到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器并將限位電纜的限位信號(hào)取到PLC中,必須做一個(gè)裝接板,該板的功能有以下幾個(gè):
(1)、將PLC信號(hào)輸入到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
(2)、將限位電纜的限位信號(hào)取到PLC中
(3)、將5V電源分別送到PLC輸出端及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的脈沖輸入端
(4)、將電路的線合理的分布,不至于太亂
電路轉(zhuǎn)接板如圖8:
圖8
第三章 程序的設(shè)計(jì)
3.1 S7-200的工作原理
在PLC通電后,需要對(duì)硬件和軟件作一些初始化的工作。為了使PLC的輸出及時(shí)響應(yīng)各種輸入信號(hào),初始化后反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù),即以掃描模式工作。PLC的工作步驟一般有7個(gè),如下:
(1)、讀取輸入
在PLC的存儲(chǔ)器中,設(shè)置了一片區(qū)域來(lái)存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài),它們分別稱為輸入過(guò)程映像寄存器和輸出過(guò)程映象寄存器。CPU以字節(jié)(8位)為單位來(lái)讀寫(xiě)輸入/輸出過(guò)程影響寄存器。
在讀取輸入階段,PLC把所有外部數(shù)字量輸入電路的1/0狀態(tài)(或稱ON/OFF狀態(tài))讀入輸入過(guò)程影響寄存器。外部的輸入電路閉合時(shí),對(duì)應(yīng)的輸入過(guò)程映像寄存器為1狀態(tài),梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開(kāi)觸電接通,常閉觸電斷開(kāi)。外接的輸入電路斷開(kāi)時(shí),對(duì)應(yīng)的輸入過(guò)程映像寄存器為0狀態(tài),梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開(kāi)觸電斷開(kāi),常閉觸電接通
(2)、執(zhí)行用戶程序
PLC的用戶程序由若干條指令組成,指令在存儲(chǔ)器中按順序排列。在RUN工作模式的程序執(zhí)行階段,在沒(méi)有跳轉(zhuǎn)指令時(shí),CPU從第一條指令開(kāi)始,逐條順序地執(zhí)行用戶程序。
在執(zhí)行指令時(shí),從I/O映像寄存器或別的位元件的映像寄存器讀出其0/1狀態(tài),并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算,運(yùn)算的結(jié)果寫(xiě)入到相應(yīng)的映像寄存器中,因此,各映像寄存器(只讀的輸入過(guò)程映像寄存器除外)的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。
在程序執(zhí)行階段,即使外部輸入的狀態(tài)發(fā)生了變化,輸入過(guò)程映像寄存器的狀態(tài)也不會(huì)隨之而變,輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的讀取輸入階段被讀入。執(zhí)行程序時(shí),對(duì)輸入/輸出的存取通常是通過(guò)映像寄存器,而不是實(shí)際的I/O點(diǎn)。這樣做在程序執(zhí)行完后再用輸出過(guò)程映像寄存器的值更新輸出點(diǎn),使系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定;而且由于用戶程序讀寫(xiě)I/O映像寄存器比讀寫(xiě)I/O點(diǎn)快得讀哦,可高了程序的執(zhí)行速度。
(3)、通信處理
在通信請(qǐng)求處理階段,CPU處理從通信接口和智能模塊接收到的信息,例如讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區(qū)中,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑿畔魉徒o通信請(qǐng)求方。
(4)、CPU自診斷測(cè)試
自診斷測(cè)試包括定期檢查CPU模塊的操作和擴(kuò)展模塊的狀態(tài)是否正常,將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位,以及完成一些別的內(nèi)部工作。
(5)、改寫(xiě)輸出
CPU執(zhí)行完用戶程序后,將輸出過(guò)程映像寄存器的0/1狀態(tài)傳送到輸出模塊并鎖存起來(lái)。梯形圖中某一輸出位的線圈“通電”時(shí),對(duì)應(yīng)的輸出過(guò)程映像寄存器為1狀態(tài)。信號(hào)經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后,繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電,其常開(kāi)觸電閉合,使外部負(fù)載通電工作。若梯形圖中輸出點(diǎn)的線圈“斷電”,對(duì)應(yīng)的輸出過(guò)程映像寄存器中存放的二進(jìn)制數(shù)為0,將它送到繼電器型輸出模塊,對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈斷電,其常開(kāi)觸電斷開(kāi),外部負(fù)載斷電,停止工作。
(6)、中斷程序的處理
如果在程序中使用了中斷,終端事件發(fā)生時(shí),CPU停止正常的掃描工作模式,立即執(zhí)行中斷程序,中斷功能能夠提高PLC對(duì)某些事件的響應(yīng)速度。
(7)、在程序執(zhí)行過(guò)程中使用立即I/O指令可以直接存取I/O點(diǎn)。用立即I/O指令讀輸入點(diǎn)的值時(shí),相應(yīng)的輸入過(guò)程映像寄存器的值未被更新。用立即I/O指令改寫(xiě)輸出點(diǎn)時(shí),相應(yīng)的輸出過(guò)程映像寄存器得知被更新。
3.2 高速脈沖輸出(PTO)
脈沖輸出指令(PLS)用于在高速輸出(Q0.0和Q0.1)上控制脈沖串輸出(PTO)和脈寬調(diào)制(PWM)功能。PTO可以輸出一串脈沖(占空比50%),用戶可以控制脈沖的周期和個(gè)數(shù)。PWM可以輸出連續(xù)的、占空比可調(diào)的脈沖串,用戶可以控制脈沖的周期和脈寬
S7--200有兩個(gè)PTO/PWM發(fā)生器,它們可以產(chǎn)生一個(gè)高速脈沖串或者一個(gè)脈寬調(diào)制波形。一個(gè)發(fā)生器是數(shù)字輸出點(diǎn)Q0.0,另一個(gè)發(fā)生器是數(shù)字輸出點(diǎn)Q0.1。一個(gè)指定的特殊寄存器(SM)位置為每個(gè)發(fā)生器存儲(chǔ)下列數(shù)據(jù):一個(gè)控制字節(jié)(8位),一個(gè)計(jì)數(shù)值(32位無(wú)符號(hào)數(shù))和一個(gè)周期或脈寬值(16位無(wú)符號(hào)數(shù))。
PTO/PWM發(fā)生器與過(guò)程映像寄存器共用Q0.0和Q0.1。當(dāng)在Q0.0或Q0.1上激活PTO或PWM功能時(shí),PTO/PWM發(fā)生器對(duì)輸出擁有控制權(quán),同時(shí)普通輸出點(diǎn)功能被禁止。輸出波形不受過(guò)程映象區(qū)狀態(tài)、輸出點(diǎn)強(qiáng)制值或者立即輸出指令執(zhí)行的影響。當(dāng)不使用PTO/PWM發(fā)生器功能時(shí),對(duì)輸出點(diǎn)的控制權(quán)交回到過(guò)程映象寄存器。過(guò)程映象寄存器決定輸出波形的起始和結(jié)束狀態(tài),以高低電平產(chǎn)生波形的啟動(dòng)和結(jié)束。
在使能PTO或者PWM操作之前,將Q0.0和Q0.1過(guò)程映象寄存器清0。所有控制位、周期、脈寬和脈沖計(jì)數(shù)值的缺省值均為0。PTO/PWM的輸出負(fù)載至少為10%的額定負(fù)載,才能提供陡直的上升沿和下降沿。
PTO按照給定的脈沖個(gè)數(shù)和周期輸出一串方波(占空比50%)。PTO可以產(chǎn)生單段脈沖串或者多段脈沖串(使用脈沖包絡(luò))??梢灾付}沖數(shù)和周期(以微秒或毫秒為增加量)。
在單段管線模式,需要為下一個(gè)脈沖串更新特殊寄存器。一旦啟動(dòng)了起始PTO段,就必須按照第二個(gè)波形的要求改變特殊寄存器,并再次執(zhí)行PLS指令。第二個(gè)脈沖串的屬性在管線中一直保到第一個(gè)脈沖串發(fā)送完成。在管線中一次只能存儲(chǔ)一段脈沖串的屬性。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖串發(fā)送完成時(shí),接著輸出第二個(gè)波形,此時(shí)管線可以用于下一個(gè)新的脈沖串。重復(fù)這個(gè)過(guò)程可以再次設(shè)定下一個(gè)脈沖串的特性。除去以下兩種情況之外,脈沖串之間可以作到平滑轉(zhuǎn)換:時(shí)間基準(zhǔn)發(fā)生了變化或者在利用PLS指令捕捉到新脈沖之前,啟動(dòng)的脈沖串已經(jīng)完成。當(dāng)管線已滿時(shí),如果試圖裝入脈沖列參數(shù),狀態(tài)寄存器的PTO溢出位(SM66.6或SM76.6)被置1。PLC進(jìn)入RUN模式時(shí),該位被初始化為0。如果監(jiān)測(cè)到溢出,必須手工清除該位。
在多段管線模式,CPU自動(dòng)從V存儲(chǔ)器區(qū)的包絡(luò)表中讀出每個(gè)脈沖串的特性。在該模式下,僅使用特殊存儲(chǔ)器區(qū)的控制字節(jié)和狀態(tài)字節(jié)。選擇多段操作,必須裝入包絡(luò)表在V存儲(chǔ)器中的起始地址偏移量(SMW168或SMW178)。時(shí)間基準(zhǔn)可以選擇微秒或者毫秒,但是,在包絡(luò)表中的所有周期值必須使用同一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn),而且在包絡(luò)正在運(yùn)行時(shí)不能改變。執(zhí)行PLS指令來(lái)啟動(dòng)多段操作。每段記錄的長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié),由16位周期值、16位周期增量值和32位脈沖個(gè)數(shù)值組成。表1中給出了包絡(luò)表的格式。您可以通過(guò)編程的方式使脈沖的周期自動(dòng)增減。在周期增量處輸入一個(gè)正值將增加周期;輸入一個(gè)負(fù)值將減少周期;輸入0將不改變周期。當(dāng)PTO包絡(luò)執(zhí)行時(shí),當(dāng)前啟動(dòng)的段的編號(hào)保存在SMB166(或SMB176)。
表1
從包絡(luò)表開(kāi)始的字節(jié)偏移
包絡(luò)段數(shù)
描述
0
段數(shù)(1~255),如果為0 將產(chǎn)生致命錯(cuò)誤
1
1
初始周期(2~65535個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間單位)
3
每個(gè)脈沖的周期增量(-32768~32767個(gè)時(shí)間單位)
5
脈沖數(shù)(1~4294967295)
9
2
初始周期(2~65535個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間單位)
11
每個(gè)脈沖的周期增量(-32768~32767個(gè)時(shí)間單位
13
脈沖數(shù)(1~4294967295)
17
3
段數(shù)(1~255),如果為0 將產(chǎn)生致命錯(cuò)誤
(繼續(xù))
繼續(xù)
PLS指令會(huì)從特殊存儲(chǔ)器SM中讀取數(shù)據(jù),使程序按照其存儲(chǔ)值控制PTO/PWM發(fā)生器。SMB67控制PTO0或者PWM0,SMB77控制PTO1或者PWM1。表2對(duì)用于控制PTO/PWM操作的存儲(chǔ)器給出了描述。
表2
Q0.0
Q0.1
描述
狀態(tài)字節(jié)
SM66.4
SM76.4
PTO包絡(luò)由于增量計(jì)算錯(cuò)誤而終止:0=無(wú)錯(cuò)誤,1=有錯(cuò)誤
SM66.5
SM76.5
PTO包絡(luò)因用戶命令中止:0=不是因用戶命令中止,1=因用戶命令中止
SM66.6
SM76.6
PTO管線溢出:0=無(wú)溢出,1=有溢出
SM66.7
SM76.7
PTO空閑位:0=PTO正在運(yùn)行。1=PTO空閑
控制字節(jié)
SM67.0
SM77.0
PTO/PWM更新周期值:1=寫(xiě)新的周期值
SM67.1
SM77.1
PWM更新脈沖寬度值:1=寫(xiě)新的脈沖寬度
SM67.2
SM77.2
PTO更新脈沖數(shù):1=寫(xiě)新的脈沖數(shù)
SM67.3
SM77.3
PTO/PWM基準(zhǔn)時(shí)間單位:0=1μs,1=1ms
SM67.4
SM77.4
PWM更新方式:0= 異步更新,1=同步更新
SM67.5
SM77.5
PTO操作:0=單段操作(脈沖和周期存在SM寄存器中)1=多段操作(包絡(luò)表存在V寄存器中)
SM67.6
SM77.6
PTO/PWM模式選擇:0= PTO,1= PWM
SM67.7
SM77.7
PTO/PWM有效位:0=無(wú)效,1=有效
其
他PTO
/PWM
寄存器
SMW68
SMW78
PTO/PWM周期值(2-65535倍時(shí)間基準(zhǔn))
SMW70
SMW80
PWM脈沖寬度值(2-65535倍時(shí)間基準(zhǔn))
SMD72
SMD82
PTO脈沖計(jì)數(shù)值(1-4,294,967,295)
SMB166
SMB176
運(yùn)行中的段數(shù)(僅在多段PTO操作中)
SMW168
SMW178
保絡(luò)表的起始位置,從V0開(kāi)始的字節(jié)偏移量來(lái)表示(僅在多段PTO操作中)
SMB170
SMB180
線性包絡(luò)狀態(tài)字節(jié)
SMB171
SMB181
線性包絡(luò)結(jié)果寄存器
SMD172
SMD182
手動(dòng)模式頻率寄存器
可以通過(guò)修改SM存儲(chǔ)區(qū)(包括控制字節(jié)),然后執(zhí)行PLS指令來(lái)改變PTO或PWM波形的特性,也可以在任意時(shí)刻禁止PTO或者PWM波形,方法為:首先將控制字節(jié)中的使能位(SM67.7或者SM77.7)清0,然后執(zhí)行PLS指令。
PTO狀態(tài)字節(jié)中的空閑位(SM66.7或者SM76.7)標(biāo)志著脈沖串輸出完成。另外,在脈沖串輸出完成時(shí),您可以執(zhí)行一段中斷服務(wù)程序。(參考中斷指令和通訊指令中的描述)。如果您使用多段操作,可以在整個(gè)包絡(luò)表完成之后執(zhí)行中斷服務(wù)程序。
下列條件使SM66.4(或SM76.4)或SM66.5(或SM76.5)置位:
(1)如果周期增量使PTO在許多脈沖后產(chǎn)生非法周期值,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)算術(shù)溢出錯(cuò)誤,這會(huì)終止PTO功能并在狀態(tài)字節(jié)中將增量計(jì)算錯(cuò)誤位(SM66.4或者SM76.4)置1,PLC的輸出變?yōu)橛捎诚蠹拇嫫骺刂啤?
(2)如果要手動(dòng)終止一個(gè)正在進(jìn)行中的PTO包絡(luò),要把狀態(tài)字節(jié)中的用戶終止位(SM66.5或SM76.5)置1。
(3)當(dāng)管線滿時(shí),如果試圖裝載管線,狀態(tài)存儲(chǔ)器中的PTO溢出位(SM66.6或者SM76.6)置1。如果想用該位檢測(cè)序列的溢出,必須在檢測(cè)到溢出后手動(dòng)清除該位。當(dāng)CPU切換至RUN模式時(shí),該位被初始化為0。
如果要裝入新的脈沖數(shù)(SMD72或SMD82)、脈沖寬度(SMW70或SMW80)或周期(SMW68
或SMW78),應(yīng)該在執(zhí)行PLS指令前裝入這些值和控制寄存器。如果要使用多段脈沖串操作,在使用PLS指令前也需要裝入包絡(luò)表的起始偏移量(SMW168或SMW178)和包絡(luò)表的值。
3.3 PLC發(fā)脈沖程序設(shè)計(jì)
在軟件編程前,必須根據(jù)實(shí)際控制系統(tǒng)與工藝要求進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的“啟動(dòng)頻率”和“停止頻率”的標(biāo)定,步進(jìn)電機(jī)能響應(yīng)而不失步的最高步進(jìn)頻率稱為“啟動(dòng)頻率”,“停止頻率”是指系統(tǒng)控制信號(hào)突然關(guān)斷,步進(jìn)電機(jī)不沖過(guò)目標(biāo)位置的最高頻率。步進(jìn)電機(jī)在起動(dòng)和停止時(shí)有一個(gè)加速及減速過(guò)程,且加速度越小則沖擊越小,動(dòng)作越平穩(wěn)。所以,步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)—般要經(jīng)歷這樣—個(gè)變化過(guò)程:加速一恒速(高速)一減速一低速一停止。其中步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中—般采用如下運(yùn)行曲線,主要要考慮步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)必須有個(gè)加速緩沖的過(guò)程,對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起保護(hù)作用。
其程序如下:
主程序
LD SM0.1
ATCH 初始化結(jié)束中斷, 3
R Q0.1, 1
CALL 包絡(luò)表子程序
包絡(luò)表子程序
LD SM0.0
MOVB 16#AC, SMB77
MOVW +500, SMW178
MOVB 3, VB500
MOVW +50, VW501
MOVW -1, VW503
MOVD 45, VD505
MOVW +5, VW509
MOVW +0, VW511
MOVD 9910, VD513
MOVW +5, VW517
MOVW +1, VW519
MOVD 45, VD521
PLS 1
初始化結(jié)束中斷
LD SM0.0
R SM77.7, 1
PLS 1
在主程序中先將脈沖輸出端清零(R Q0.1, 1),并設(shè)置相應(yīng)的中斷(3位I0.1的下降沿),在中斷程序中禁止PTO。接著調(diào)用相應(yīng)的子程序,在子程序中設(shè)置PTO的控制字節(jié)(MOVB 16#AC, SMB77),十六進(jìn)制AC=二進(jìn)制10101100,根據(jù)表2得知:PTO允許;PTO模式;多段操作;異步更新;基準(zhǔn)時(shí)間單位是1ms;寫(xiě)新的脈沖數(shù);不寫(xiě)脈沖寬度;不寫(xiě)新的周期值。接著在SMW178寄存器中設(shè)置包絡(luò)表的起始位置為vb500,根據(jù)表一設(shè)置包絡(luò)表中的周期值、周期增量和脈沖數(shù)。
計(jì)算包絡(luò)表的值:
周期增量值:De給定段的周期增量=|ECT--ICT|/Q
其中:ECT=該段結(jié)束周期時(shí)間
ICT=該段初始化周期時(shí)間
Q=該段的脈沖數(shù)量
段的最后一個(gè)脈沖的周期在包絡(luò)中不直接指定,但必須計(jì)算出來(lái)(除非周期增量是0)。如果在段之間需要平滑轉(zhuǎn)換,知道段的最后一個(gè)脈沖的周期是有用的。計(jì)算段的最后一個(gè)脈沖周期的公式是:
段的最后一個(gè)脈沖的周期時(shí)間=ICT+(DEL*(Q--1))
其中:ICT=該段的初始化周期時(shí)間
DEL=該段的增量周期時(shí)間
Q=該段的脈沖數(shù)量
周期增量只能以微秒數(shù)或毫秒數(shù)指定,周期的修改在每個(gè)脈沖上進(jìn)行這兩項(xiàng)的影響使對(duì)于一個(gè)段的周期增量的計(jì)算可能需要疊代方法。對(duì)于結(jié)束周期值或給定段的脈沖個(gè)
數(shù),可能需要作調(diào)整。在確定校正包絡(luò)表值的過(guò)程中,包絡(luò)段的持續(xù)時(shí)間很有用。按照下面的公式可以計(jì)算完成一個(gè)包絡(luò)段的時(shí)間長(zhǎng)短:
包絡(luò)段的持續(xù)時(shí)間=Q*(ICT+((DEL/2)*(Q--1)))
其中:Q=該段的脈沖數(shù)量
ICT=該段的初始化周期時(shí)間
DEL=該段的增量周期時(shí)間
3.4 數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)類型與間接尋址
二進(jìn)制數(shù)的1位(bit)只有0和1兩種不同的值,可以用來(lái)表示開(kāi)關(guān)量的兩種不同狀態(tài)。如果該位為1 ,則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)的編程元件的線圈通電,其常開(kāi)觸點(diǎn)接通,常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。以后稱改編程元件為1狀態(tài)。如果該位為0,對(duì)應(yīng)的編程元件的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反,稱該編程元件為0狀態(tài)。位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型為BOOL型。
8位二進(jìn)制數(shù)組成1個(gè)字節(jié),其中第0位為最低位,第7位為最高位。兩個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字,兩個(gè)字組成一個(gè)雙字。一般用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示有符號(hào)數(shù),其中最高位為符號(hào)位,最高位為0時(shí)為正數(shù),為1時(shí)為負(fù)數(shù),最大的正數(shù)為16#7FFF,16#表示十六進(jìn)制數(shù)。
位存儲(chǔ)單元的地址由字節(jié)地址和位地址組成,例如I3.2,其中的區(qū)域標(biāo)示符“I”表示輸入,字節(jié)地址為3,位地址為2,這種存取方式稱為“字節(jié).位”尋址方式。
相鄰的兩個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字,VW100表示由VB100和VB101組成的一個(gè)字,VW100中的V為區(qū)域標(biāo)示符,W表示字,100為起始字節(jié)的地址。
VD100表示由VB100-VB103組成的雙字,V為區(qū)域標(biāo)示符,D表示存取雙字,100為起始字節(jié)的地址。見(jiàn)圖9
圖9
間接尋址是指用指針來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)。指針以雙字的形式存儲(chǔ)其它存儲(chǔ)區(qū)的地址。只能用V存儲(chǔ)器、L存儲(chǔ)器或者累加器寄存器(AC1、AC2、AC3)作為指針。要建立一個(gè)指針,必須以雙字的形式,將需要間接尋址的存儲(chǔ)器地址移動(dòng)到指針中。指針也可以作為參數(shù)傳遞到子程序中。
S7--200允許指針訪問(wèn)以下存儲(chǔ)區(qū): I、Q、V、M、S、AI、AQ、SMT(僅限于當(dāng)前值)和C(僅限于當(dāng)前值)。您無(wú)法用間接尋址的方式訪問(wèn)單獨(dú)的位,也不能訪問(wèn)HC或者L存儲(chǔ)區(qū)。
要使用間接尋址,您應(yīng)該用“&”符號(hào)加上要訪問(wèn)的存儲(chǔ)區(qū)地址來(lái)建立一個(gè)指針。指令的輸入操作數(shù)應(yīng)該以“&”符號(hào)開(kāi)頭來(lái)表明是存儲(chǔ)區(qū)的地址,而不是其內(nèi)容將移動(dòng)到指令的輸出操作數(shù)(指針)中。
當(dāng)指令中的操作數(shù)是指針時(shí),應(yīng)該在操作數(shù)前面加上“*”號(hào)。如圖4--11所示,輸入*AC1指定AC1是一個(gè)指針,MOVW指令決定了指針指向的是一個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)。在本例中,存儲(chǔ)在VB200和VB201中的數(shù)值被移動(dòng)到累加器AC0中。見(jiàn)圖10
圖10
3.5 數(shù)據(jù)管理程序
大尺寸多工步自動(dòng)推料進(jìn)給裝置的控制數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)指定文件自動(dòng)存取,文件存儲(chǔ)區(qū)的起始地址設(shè)在VB1000,當(dāng)通過(guò)上位機(jī)觸摸屏在數(shù)字輸入欄中輸入數(shù)值時(shí),按下存數(shù)據(jù)鍵,PLC根據(jù)文件號(hào)自動(dòng)存到相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)。當(dāng)需要對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)通過(guò)上位機(jī)輸入文件號(hào),按下取數(shù)據(jù)鍵時(shí),PLC根據(jù)文件號(hào)自動(dòng)取出相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)。
其程序如下:
存數(shù)據(jù)子程序:
(vb1000 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)起始地址;vw80 存文件號(hào)地址;vd10 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)指針,vb100-------vb104 存數(shù)據(jù)緩存區(qū))
LD SM0.0
MOVD &VB1000, VD10 指定指針
ITD VW80, VD80 文件號(hào)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換
*D +10, VD80
+D VD80, VD10 將偏移量與指針相加并給指針
BMW VW100, *VD10, 5 將存數(shù)據(jù)緩存區(qū)的5個(gè)數(shù)移到指針指向的地址
取數(shù)據(jù)子程序:
(vb1000 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)起始地址;vw90 存文件號(hào)地址;vd30 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)指針;vb200-------vb204 存數(shù)據(jù)緩存區(qū))
LD SM0.0
MOVD &VB1000, VD30 指定指針
ITD VW90, VD90 文件號(hào)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換
*D +10, VD90
+D VD90, VD30 將偏移量與指針相加并給指針
BMW *VD30, VW200, 5 將指針指向地址以下的5個(gè)數(shù)移到取數(shù)據(jù)緩存區(qū)地址
存取的數(shù)據(jù)均為實(shí)際距離,且都為相對(duì)距離,單位是mm,要將距離轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù),經(jīng)測(cè)量10000個(gè)脈沖電機(jī)走的距離是100mm,取出的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工進(jìn)給時(shí)要將距離轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù),即將距離乘以100并給相應(yīng)的存脈沖數(shù)的寄存器。
3.6 分步運(yùn)動(dòng)程序分析
將取出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù),分別放入五步所對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)存儲(chǔ)器里,并將第一步進(jìn)給允許位置一。在進(jìn)行第一步進(jìn)給時(shí)設(shè)置脈沖發(fā)送完畢進(jìn)中斷,在中斷程序中將第一步進(jìn)給允許位置0,設(shè)定第二步進(jìn)給允許,當(dāng)再次按下進(jìn)給按鈕,進(jìn)行第二步的進(jìn)給。在進(jìn)行第二步進(jìn)給時(shí)設(shè)置脈沖發(fā)送完畢進(jìn)中斷,在中斷程序中將第二步進(jìn)給允許位置0,設(shè)定第三步進(jìn)給允許,當(dāng)再次按下進(jìn)給按鈕,進(jìn)行第三步的進(jìn)給。第三步、第四部和第五步一樣,在第五步的中斷里設(shè)定進(jìn)給結(jié)束標(biāo)志位,外界知道進(jìn)給結(jié)束。
第四章 大尺寸多工步自動(dòng)推料進(jìn)給裝置系統(tǒng)的上位系統(tǒng)設(shè)計(jì)(E-VIEW)
4.1 E-VIEW及其設(shè)計(jì)軟件MT500的介紹
PLC(Programmable Logical Controller) 通常稱為可編程邏輯控制器,是一種以微處理器為基礎(chǔ),綜合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置,由于它擁有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),特別是它適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力和它的高可靠性,使它的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,已經(jīng)被稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱(即PLC、機(jī)器人和CAD/CAM)之一。
人機(jī)界面是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間作雙向溝通的橋梁,用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來(lái)處理或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時(shí)可能變化信息的多功能顯示屏幕。隨著機(jī)械設(shè)備的飛速發(fā)展,以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作,而且操作困難,無(wú)法提高工作效率。但是使用人機(jī)界面能夠明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況,使操作變的簡(jiǎn)單生動(dòng)`,并且可以減少操作上的失誤,即使是新手也可以很輕松的操作整個(gè)機(jī)器設(shè)備。使用人機(jī)界面還可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化,同時(shí)也能減少PLC控制器所需的I/O點(diǎn)數(shù),降低生產(chǎn)的成本同時(shí)由于面板控制的小型化及高性能,相對(duì)的提高了整套設(shè)備的附加價(jià)值。
觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面,從一出現(xiàn)就受到關(guān)注,它的簡(jiǎn)單易用,強(qiáng)大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境,甚至可以用于日常生活之中,應(yīng)用非常廣泛,比如:自動(dòng)化停車設(shè)備、自動(dòng)洗車機(jī)、天車升降控制、生產(chǎn)線監(jiān)控等,甚至可用于智能大廈管理、會(huì)議室聲光控制、溫度調(diào)整。
隨著科技的飛速發(fā)展,越來(lái)越多的機(jī)器與現(xiàn)場(chǎng)操作都趨向于使用人機(jī)界面, PLC控制器強(qiáng)大的功能及復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理也呼喚一種功能與之匹配而操作又簡(jiǎn)便的人機(jī)的出現(xiàn),觸摸屏的應(yīng)運(yùn)而生無(wú)疑是21世紀(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域里的一個(gè)巨大的革新。
MT500系列觸摸屏是專門(mén)面向PLC應(yīng)用的,它不同于一些簡(jiǎn)單的儀表式或其它的一些簡(jiǎn)單的控制PLC的設(shè)備,其功能非常強(qiáng)大,使用非常方便,非常適合現(xiàn)代工業(yè)越來(lái)越龐大的工作量及功能的需求。日益成為現(xiàn)代工業(yè)必不可少的設(shè)備之一。
一般的人機(jī)界面的軟件主要提供以下幾個(gè)功能:
?? 指示燈(PLC I/O顯示、內(nèi)部節(jié)點(diǎn)顯示、多段指示燈等)
?? 開(kāi)關(guān) (位狀態(tài)型開(kāi)關(guān)、多段開(kāi)關(guān)、切換窗口開(kāi)關(guān)等)
?? 各種動(dòng)態(tài)圖表 (棒圖、儀表、移動(dòng)元件、趨勢(shì)圖等)
?? 數(shù)據(jù)顯示 (數(shù)值顯示、ASCII顯示、文字顯示等)
?? 數(shù)據(jù)輸入 (數(shù)值輸入、ASCII輸入、文字輸入等)
?? 異常報(bào)警 (報(bào)警顯示、跑馬燈顯示、事件顯示等)
?? 靜態(tài)顯示 (直線、圓、矩形、文字等)
4.2 上外界面的編寫(xiě)調(diào)試
1、開(kāi)機(jī)界面
其中進(jìn)入按鈕為功能鍵,進(jìn)入下一個(gè)界面。
2、數(shù)據(jù)管理界面
該界面分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)調(diào)用,按下按鈕時(shí)分別進(jìn)入相應(yīng)的界面,同時(shí)還有一返回鍵
3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)界面
該界面可以輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)界面,通過(guò)村數(shù)據(jù)按鈕將輸入的數(shù)據(jù)根據(jù)文件號(hào)存入相應(yīng)的寄存器,同時(shí)還有一個(gè)村數(shù)據(jù)完成知識(shí)燈。但數(shù)據(jù)輸入完畢后按下“返回”鍵,回到上一界面。
4、數(shù)據(jù)調(diào)用界面
該界面主要完成數(shù)據(jù)的調(diào)用及對(duì)所調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工進(jìn)給。輸入文件號(hào),按下“取數(shù)據(jù)”按鈕,系統(tǒng)自動(dòng)取出文件號(hào)所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。當(dāng)開(kāi)始加工按鈕按下后,系統(tǒng)會(huì)自行退回到進(jìn)給位置,完成后第一步進(jìn)給等待中,相應(yīng)的指示燈亮,按下進(jìn)給按鈕,系統(tǒng)進(jìn)行第一步的進(jìn)給,同時(shí)相應(yīng)的進(jìn)給指示燈閃爍,第一步借給結(jié)束后第二步進(jìn)給等待中,相應(yīng)的指示燈亮,操作同第一步進(jìn)給。在出現(xiàn)緊急情況時(shí),按下“急?!卑粹o,系統(tǒng)立刻停止進(jìn)給。待緊急情況排除后,可以繼續(xù)進(jìn)給。
第五章 大尺寸多工步自動(dòng)推料進(jìn)給裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1 絲杠的選型計(jì)算及其校核
滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)是回轉(zhuǎn)體運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)裝置,它具有下列特點(diǎn)。
①摩擦損失小、傳動(dòng)效率高 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率可達(dá)0.92%~0.96%,是普通華東絲杠螺母機(jī)構(gòu)的3~4倍,而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩僅為華東絲杠螺母機(jī)構(gòu)的四分之一。
②運(yùn)動(dòng)平、摩擦力小靈敏度高、低速時(shí)無(wú)爬行 由于主要可以存在是滾動(dòng)摩擦,不僅動(dòng)、靜摩擦系數(shù)都很小,且其差值很小,因而啟動(dòng)