專利名稱：一種伺服調(diào)速plc控制的定尺飛鋸機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種焊管生產(chǎn)線使用的飛鋸機(jī)，特別是一種伺服調(diào)速可編程控制 器PLC控制的定尺飛鋸機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，焊管生產(chǎn)線使用的飛鋸機(jī)通常采用專用飛鋸控制器或可編程控制器PLC及 相應(yīng)驅(qū)動(dòng)器來完成飛鋸的計(jì)算和控制。這種控制系統(tǒng)對于整套機(jī)組制造商及最終用戶有以 下不足1、這種控制器由少數(shù)制造商專門生產(chǎn)，一旦發(fā)生硬件損壞，需向特定制造商購買 更換控制器，訂貨周期長并且不可預(yù)見。2、這種控制器有固化的飛鋸程序及有限的聯(lián)絡(luò)功能，對于整套焊管生產(chǎn)線制造商 的調(diào)試及最終用戶的維護(hù)、功能擴(kuò)展帶來不便。3、焊管生產(chǎn)線中機(jī)組部分的控制需要一個(gè)可編程控制器PLC，而飛鋸控制又需要一 個(gè)單獨(dú)的控制器或可編程控制器PLC，這對于整套生產(chǎn)線制造商在一定程度上造成了浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有飛鋸機(jī)對于焊管設(shè)備 制造商存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)和低成本的伺服調(diào)速可編程控制器PLC 控制的定尺飛鋸機(jī)控制系統(tǒng)?！N伺服調(diào)速可編程控制器PLC控制的定尺飛鋸機(jī)控制系統(tǒng)，包括可編程控制器 PLC、鋼管編碼器、高速計(jì)數(shù)模塊、操作屏和伺服驅(qū)動(dòng)器，所述的可編程控制器PLC采用雙DP 接口的CPU315-2DP，其DPl接口與伺服驅(qū)動(dòng)器相連、DP2接口與操作屏及焊管生產(chǎn)線其他設(shè) 備連接；所述的鋼管編碼器與高速計(jì)數(shù)模塊連接，所述的高速計(jì)數(shù)模塊安裝在可編程控制 器PLC的主機(jī)架上。本實(shí)用新型所述的伺服驅(qū)動(dòng)器采用西門子SINAMICS系列的S120伺服驅(qū)動(dòng)器，高 速計(jì)數(shù)模塊采用FM350-2高速計(jì)數(shù)模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果1、由于本實(shí)用新型的機(jī)組部分和飛鋸部分共用一個(gè)可編程控制器PLC，使機(jī)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(kuò)展變的簡單。同時(shí)也降 低了成本?？删幊炭刂破鱌LC、伺服驅(qū)動(dòng)器及高速計(jì)數(shù)模塊都為西門子常用類型，編程采用 梯形圖語言，利于用戶的維修和備件。2、由于本實(shí)用新型所用的部件和元器件和編程語言都是現(xiàn)階段最常用的，所以通 用性和兼容性好。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。[0013]圖2是本實(shí)用新型的程序流程圖。圖3是本實(shí)用新型的功能結(jié)構(gòu)圖。圖中1、可編程控制器PLC ；2、計(jì)數(shù)模塊；3、伺服驅(qū)動(dòng)器，4、操作屏；5、定尺小車； 6、伺服電機(jī)；7、鋼管編碼器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1-3所示，一種伺服調(diào)速 可編程控制器PLCl控制的定尺飛鋸機(jī)控制系統(tǒng)，包括可編程控制器PLC1、鋼管編碼器7、 高速計(jì)數(shù)模塊2、操作屏4和伺服驅(qū)動(dòng)器3，所述的可編程控制器PLCl采用雙DP接口的 CPU315-2DP，其DPl接口與伺服驅(qū)動(dòng)器3相連、DP2接口與操作屏4及焊管生產(chǎn)線其他設(shè)備 連接；所述的鋼管編碼器7與高速計(jì)數(shù)模塊2連接，所述的高速計(jì)數(shù)模塊2安裝在可編程控 制器PLCl的主機(jī)架上。所述的伺服驅(qū)動(dòng)器3采用西門子SINAMICS系列的S120伺服驅(qū)動(dòng) 器3，高速計(jì)數(shù)模塊2采用FM350-2高速計(jì)數(shù)模塊2。本實(shí)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(qū)動(dòng)器3相 連，伺服驅(qū)動(dòng)器3通過伺服動(dòng)力電纜控制伺服電機(jī)6的運(yùn)轉(zhuǎn)、通過伺服編碼器反饋電纜讀取 定尺小車5的位置及速度信息并控制定尺小車5的速度；可編程控制器PLCl的DP2接口用 于連接操作屏4及焊管生產(chǎn)線其他設(shè)備。鋼管編碼器接到高速計(jì)數(shù)模塊上，讀取定尺小車 5的位置及速度信息并控制定尺小車5的速度；DP2接口用于連接操作屏4及焊管生產(chǎn)線其 他設(shè)備。鋼管編碼器7接到高速計(jì)數(shù)模塊2上，用于檢測鋼管的長度及線速度。高速計(jì)數(shù) 模塊2放在可編程控制器PLCl主機(jī)架上，以便最快讀取編碼器數(shù)值。下面通過實(shí)施例說明本實(shí)用新型的具體工作過程如下首先組建一個(gè)可以編程控 制器PLCl為主站，伺服驅(qū)動(dòng)器3為從站的profibus網(wǎng)絡(luò)，通訊速率為12Mbps。報(bào)文選用位 置控制標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文，可以通過狀態(tài)字讀出定尺小車5的實(shí)際位置s及實(shí)際線速度vb，同時(shí)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(qū)動(dòng)器3中設(shè)定定尺 小車5的加速度為a。鋼管編碼器7接到高速計(jì)數(shù)模塊2的兩個(gè)通道上，一個(gè)通道設(shè)定為計(jì) 數(shù)模式，用來測量鋼管的出管長度C。另一個(gè)通道設(shè)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(jì)數(shù)模塊2四倍頻處理則使 此測量系統(tǒng)的分辨率為0. 1mm。為了達(dá)到單位統(tǒng)一，設(shè)定長度L及定尺小車5實(shí)際位置s的 單位也為0. 1mm。操作屏4輸入設(shè)定長度L，則差值b定義為設(shè)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(shí)時(shí)監(jiān)測計(jì)算，
2當(dāng)時(shí)， Ia可編程控制器PLCl對伺服驅(qū)動(dòng)器3發(fā)出啟動(dòng)命令，并給定速度v = K^Jb-s+v0式中，K為比例系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試情況調(diào)整，一般為2 6。當(dāng)b > s即定尺小車5位置落后于鋸切位置時(shí)，v>v0即定尺小車5速度大于鋼 管速度；同樣當(dāng)b < s即定尺小車5位置超前于鋸切位置時(shí)，ν < V0即定尺小車5速度小于鋼管速度。兩種情況都使b-s的差值減小，最終當(dāng)可編程控制器PLCl計(jì)算比較，當(dāng)I b-s I <Ld且I V-Vtl I < Vd時(shí)，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。夾鉗夾緊后進(jìn)行鋸切，同時(shí)把定尺小車5 當(dāng)前位置s寫入計(jì)數(shù)器中，即讓c = S。鋸切完成后把夾鉗打開，以備下次循環(huán)。如圖3所示，本實(shí)用新型是由可編程控制器PLC1、伺服驅(qū)動(dòng)器3及反饋系統(tǒng)和鋼管 測量系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)前饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。如圖2所示，通過操作屏4設(shè)定好定尺長度，按下自動(dòng)運(yùn)行按鈕，鋸切主軸電機(jī)啟 動(dòng)，可編程控制器PLCl讀取計(jì)數(shù)模塊2的出管長度數(shù)值并判斷是否滿足定尺小車5啟動(dòng)條 件。當(dāng)條件滿足時(shí)，可編程控制器PLCl通過profibus向伺服驅(qū)動(dòng)器3發(fā)出啟動(dòng)指令并根 據(jù)定尺小車5位置實(shí)時(shí)調(diào)整給定速度，當(dāng)判斷滿足切割的位置、速度條件時(shí)，夾鉗夾緊后鋸 切。鋸切的同時(shí)把當(dāng)前小車位置s寫入計(jì)數(shù)器中。待小車走到一定位置后快速返回并減小 定尺小車5的加速度倍率，以減小機(jī)械沖擊。返回原點(diǎn)后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種伺服調(diào)速可編程控制器PLC(I)控制的定尺飛鋸機(jī)控制系統(tǒng)，包括可編程控制 器PLC(I)、鋼管編碼器(7)、高速計(jì)數(shù)模塊O)、操作屏(4)和伺服驅(qū)動(dòng)器(3)，其特征在于 所述的可編程控制器PLC(I)采用雙DP接口的CPU315-2DP，其DPl接口與伺服驅(qū)動(dòng)器(3) 相連、DP2接口與操作屏(4)及焊管生產(chǎn)線其他設(shè)備連接；所述的鋼管編碼器(7)與高速計(jì) 數(shù)模塊( 連接，所述的高速計(jì)數(shù)模塊( 安裝在可編程控制器PLC(I)的主機(jī)架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服調(diào)速可編程控制器PLC(I)控制的定尺飛鋸機(jī)控制 系統(tǒng)，其特征在于所述的伺服驅(qū)動(dòng)器(3)采用西門子SINAMICS系列的S120伺服驅(qū)動(dòng)器 (3)，高速計(jì)數(shù)模塊(2)采用FM350-2高速計(jì)數(shù)模塊(2)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種伺服調(diào)速可編程控制器PLC控制的定尺飛鋸機(jī)控制系統(tǒng)，包括可編程控制器PLC、鋼管編碼器、高速計(jì)數(shù)模塊、操作屏和伺服驅(qū)動(dòng)器，可編程控制器PLC采用雙DP接口的CPU315-2DP，其DP1接口與伺服驅(qū)動(dòng)器相連、DP2接口與操作屏及焊管生產(chǎn)線其他設(shè)備連接；鋼管編碼器與高速計(jì)數(shù)模塊連接，高速計(jì)數(shù)模塊安裝在可編程控制器PLC的主機(jī)架上。本實(shí)用新型的機(jī)組部分和飛鋸部分共用一個(gè)可編程控制器PLC，使機(jī)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(kuò)展變的簡單。同時(shí)也降低了成本?？删幊炭刂破鱌LC等模塊都為西門子常用類型，編程采用梯形圖語言，利于用戶的維修和備件。
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(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者于長波, 馬麗, 高國鴻 申請人:大連三高重工設(shè)備有限公司