LG系列PLC與步進(jìn)電機(jī)對縱向切片機(jī)設(shè)計(jì)改造
1 引言
MZQ-200型縱向切片機(jī)作為生產(chǎn)裝修板的主要機(jī)械，其基本工作原理是:機(jī)頭通過特殊輸送帶按一定的壓力壓住木料，正向刨切成一定規(guī)格的薄片，每次刨切后并返回，接著機(jī)頭下降，周而復(fù)始?！ ?BR> 早期的切片機(jī)每次刨切后進(jìn)給量是通過時間繼電器控制普通的三相異步電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，靠電磁剎車停止進(jìn)給,但由于三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速因負(fù)載的不同而變化，所以每次進(jìn)給量是不相同的，最終造成壓力不均，致使切片厚度不同，甚至無法刨切。也有通過調(diào)整微動開關(guān)的位置來控制進(jìn)給電機(jī)的停止，來實(shí)現(xiàn)壓力控制，但由于微動開關(guān)調(diào)整要憑借經(jīng)驗(yàn)，所以也不利于調(diào)整。
隨著工控技術(shù)的不斷發(fā)展,可編程序控制器的性能價格比越來越高,步進(jìn)電機(jī)受脈沖控制,位移量取決于脈沖數(shù),而PLC又具有脈沖輸出、脈沖控制功能，PLC與步進(jìn)電機(jī)很容易實(shí)現(xiàn)位置控制功能。本系統(tǒng)將機(jī)頭進(jìn)給改為PLC控制步進(jìn)電機(jī),構(gòu)成開環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)精確進(jìn)給。
2 系統(tǒng)構(gòu)成
采用LG公司的PLC集中控制(內(nèi)置2軸位置控制功能、高速計(jì)數(shù)功能等，編程軟件采用梯形圖)，采用KINCO公司的步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)控制器，另外用Easy view觸摸屏與PLC通訊，顯示、設(shè)定有關(guān)參數(shù)。其系統(tǒng)流程如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)流程圖
(1) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
因?yàn)楸鞠到y(tǒng)只有一臺步進(jìn)電機(jī)，所以只有1軸位置控制，其中P40為PLC位置通道1的脈沖輸出端子，P42為方向控制端子。PLC與步進(jìn)電機(jī)控制器及步進(jìn)電機(jī)接線如圖2所示。
圖2 PLC與步進(jìn)電機(jī)控制器與步進(jìn)電機(jī)接線圖
圖3 參數(shù)設(shè)定界面
利用位置絕對啟動指令POSDST
S(通道指定)、N1(絕對/相對坐標(biāo))、SV1(位置地址)、SV2(位置速度)可以實(shí)現(xiàn)定量控制，利用POSJOG指令實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制，點(diǎn)動速度及方向可以通過梯形圖設(shè)定。在位置控制界面可以設(shè)定加速時間(Accel)、減速時間(Decel)、電子齒輪間隙(Backlash comp)、基本速度(Bias Speed)及上限速度(Speed limit) 設(shè)定點(diǎn)動的上限(High speed)及下限速度(Low speed)(單位為PPS)等參數(shù)，如圖3所示?！ ?BR> (2) PLC通過RS232端口與觸摸屏實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊
PLC通過RS232端口與觸摸屏實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，通過觸摸屏顯示有關(guān)數(shù)據(jù)以及幫助信息，設(shè)定有關(guān)數(shù)據(jù)。例如機(jī)頭每次進(jìn)給的距離，實(shí)際最終轉(zhuǎn)換為PLC輸出的脈沖數(shù)，最終控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給步數(shù)。例如當(dāng)傳動比為1:30，絲杠螺距為6mm，步進(jìn)電機(jī)200步/轉(zhuǎn)時，步進(jìn)電機(jī)設(shè)定步數(shù)(n)與機(jī)頭實(shí)際進(jìn)給量的關(guān)系為：n/200×1/30×6 = 0.1mm，即步進(jìn)電機(jī)每走100步機(jī)頭進(jìn)給量為0.1mm。其中n就是PLC的位置地址，可以通過觸摸屏設(shè)定，適當(dāng)設(shè)定觸摸屏的數(shù)值輸入?yún)?shù)的小數(shù)點(diǎn)位置，即可以改變數(shù)值的10n或101/n倍。設(shè)定在觸摸屏上輸入0.1mm，對應(yīng)PLC的輸入數(shù)值即為100，PLC將通過指定通道輸出100個脈沖，從而控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行100步。以上設(shè)定是為了使操作者更加方便、直觀地設(shè)定參數(shù)?！ ?BR> 如果忽略機(jī)械傳動間隙，不難得出本機(jī)機(jī)頭自動下降精度為1/200×1/30×0.6mm = 0.001mm。
有關(guān)PLC的位置控制參數(shù)設(shè)定及梯形圖請參照圖4。
圖4 PLC的位置控制參數(shù)設(shè)定及梯形圖
另外利用PLC的減計(jì)數(shù)器指令，可以預(yù)先設(shè)定刨切數(shù)量，以方便定量包裝。
3 結(jié)束語
綜上所述，利用PLC控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，簡化了電路的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、設(shè)備的進(jìn)給精度，通過編程軟件可以方便的編制梯形圖以及設(shè)定有關(guān)參數(shù)，利用觸摸屏可以準(zhǔn)確、直觀的顯示、設(shè)定有關(guān)參數(shù)，有效的提高了產(chǎn)品質(zhì)量以及設(shè)備檔次。
MZQ-200型縱向切片機(jī)作為生產(chǎn)裝修板的主要機(jī)械，其基本工作原理是:機(jī)頭通過特殊輸送帶按一定的壓力壓住木料，正向刨切成一定規(guī)格的薄片，每次刨切后并返回，接著機(jī)頭下降，周而復(fù)始?！ ?BR> 早期的切片機(jī)每次刨切后進(jìn)給量是通過時間繼電器控制普通的三相異步電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，靠電磁剎車停止進(jìn)給,但由于三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速因負(fù)載的不同而變化，所以每次進(jìn)給量是不相同的，最終造成壓力不均，致使切片厚度不同，甚至無法刨切。也有通過調(diào)整微動開關(guān)的位置來控制進(jìn)給電機(jī)的停止，來實(shí)現(xiàn)壓力控制，但由于微動開關(guān)調(diào)整要憑借經(jīng)驗(yàn)，所以也不利于調(diào)整。
隨著工控技術(shù)的不斷發(fā)展,可編程序控制器的性能價格比越來越高,步進(jìn)電機(jī)受脈沖控制,位移量取決于脈沖數(shù),而PLC又具有脈沖輸出、脈沖控制功能，PLC與步進(jìn)電機(jī)很容易實(shí)現(xiàn)位置控制功能。本系統(tǒng)將機(jī)頭進(jìn)給改為PLC控制步進(jìn)電機(jī),構(gòu)成開環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)精確進(jìn)給。
2 系統(tǒng)構(gòu)成
采用LG公司的PLC集中控制(內(nèi)置2軸位置控制功能、高速計(jì)數(shù)功能等，編程軟件采用梯形圖)，采用KINCO公司的步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)控制器，另外用Easy view觸摸屏與PLC通訊，顯示、設(shè)定有關(guān)參數(shù)。其系統(tǒng)流程如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)流程圖
(1) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
因?yàn)楸鞠到y(tǒng)只有一臺步進(jìn)電機(jī)，所以只有1軸位置控制，其中P40為PLC位置通道1的脈沖輸出端子，P42為方向控制端子。PLC與步進(jìn)電機(jī)控制器及步進(jìn)電機(jī)接線如圖2所示。
圖2 PLC與步進(jìn)電機(jī)控制器與步進(jìn)電機(jī)接線圖
圖3 參數(shù)設(shè)定界面
利用位置絕對啟動指令POSDST
S(通道指定)、N1(絕對/相對坐標(biāo))、SV1(位置地址)、SV2(位置速度)可以實(shí)現(xiàn)定量控制，利用POSJOG指令實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制，點(diǎn)動速度及方向可以通過梯形圖設(shè)定。在位置控制界面可以設(shè)定加速時間(Accel)、減速時間(Decel)、電子齒輪間隙(Backlash comp)、基本速度(Bias Speed)及上限速度(Speed limit) 設(shè)定點(diǎn)動的上限(High speed)及下限速度(Low speed)(單位為PPS)等參數(shù)，如圖3所示?！ ?BR> (2) PLC通過RS232端口與觸摸屏實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊
PLC通過RS232端口與觸摸屏實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，通過觸摸屏顯示有關(guān)數(shù)據(jù)以及幫助信息，設(shè)定有關(guān)數(shù)據(jù)。例如機(jī)頭每次進(jìn)給的距離，實(shí)際最終轉(zhuǎn)換為PLC輸出的脈沖數(shù)，最終控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給步數(shù)。例如當(dāng)傳動比為1:30，絲杠螺距為6mm，步進(jìn)電機(jī)200步/轉(zhuǎn)時，步進(jìn)電機(jī)設(shè)定步數(shù)(n)與機(jī)頭實(shí)際進(jìn)給量的關(guān)系為：n/200×1/30×6 = 0.1mm，即步進(jìn)電機(jī)每走100步機(jī)頭進(jìn)給量為0.1mm。其中n就是PLC的位置地址，可以通過觸摸屏設(shè)定，適當(dāng)設(shè)定觸摸屏的數(shù)值輸入?yún)?shù)的小數(shù)點(diǎn)位置，即可以改變數(shù)值的10n或101/n倍。設(shè)定在觸摸屏上輸入0.1mm，對應(yīng)PLC的輸入數(shù)值即為100，PLC將通過指定通道輸出100個脈沖，從而控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行100步。以上設(shè)定是為了使操作者更加方便、直觀地設(shè)定參數(shù)?！ ?BR> 如果忽略機(jī)械傳動間隙，不難得出本機(jī)機(jī)頭自動下降精度為1/200×1/30×0.6mm = 0.001mm。
有關(guān)PLC的位置控制參數(shù)設(shè)定及梯形圖請參照圖4。
圖4 PLC的位置控制參數(shù)設(shè)定及梯形圖
另外利用PLC的減計(jì)數(shù)器指令，可以預(yù)先設(shè)定刨切數(shù)量，以方便定量包裝。
3 結(jié)束語
綜上所述，利用PLC控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，簡化了電路的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、設(shè)備的進(jìn)給精度，通過編程軟件可以方便的編制梯形圖以及設(shè)定有關(guān)參數(shù)，利用觸摸屏可以準(zhǔn)確、直觀的顯示、設(shè)定有關(guān)參數(shù)，有效的提高了產(chǎn)品質(zhì)量以及設(shè)備檔次。
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