專利名稱：軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，屬于焊接控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的焊接設(shè)備組合變位控制采用傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯，自動化程度不高，接線非常復(fù)雜，控制柜體積大，可靠性不高且后期維護(hù)不方便，很難滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)一般為開環(huán)控制，控制器發(fā)出的控制信號經(jīng)過多個中間環(huán)節(jié)，最后由執(zhí)行 機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動，執(zhí)行元件的運(yùn)動情況控制器無法知道，很難保證產(chǎn)品精度。焊接設(shè)備應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行控制，由于焊接電源和變頻裝置在工作中產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾，使系統(tǒng)在抗干擾能力和可靠性方面也顯不足。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的焊接設(shè)備組合變位控制采用傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯，自動化程度不高，接線非常復(fù)雜，控制柜體積大，可靠性不高且后期維護(hù)不方便，很難保證產(chǎn)品精度，由于焊接電源和變頻裝置在工作中產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾，使系統(tǒng)在抗干擾能力和可靠性方面也顯不足的問題，進(jìn)而提供一種軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，包括中型可編程控制器、觸摸屏、小型可編程控制器、現(xiàn)場總線模塊、變頻器、組合變位電機(jī)和光電碼盤，所述中型可編程控制器、觸摸屏和現(xiàn)場總線模塊均通過RS485總線相連接，小型可編程控制器與現(xiàn)場總線模塊之間通過專用扁平電纜連接，小型可編程控制器的串行通信口與變頻器的串行通信口相連接，變頻器與組合變位電機(jī)電連接，光電碼盤的輸出端與小型可編程控制器的輸入端相連接，光電碼盤的編碼器與組合變位電機(jī)的電機(jī)軸機(jī)械同軸連接。本實(shí)用新型應(yīng)用變頻器實(shí)現(xiàn)恒力矩大范圍無級調(diào)速，可使被焊件在0. 05-1RPM的范圍內(nèi)無級調(diào)速，完全滿足直徑變化范圍內(nèi)實(shí)施螺旋埋弧焊的工藝要求。閉環(huán)控制提高了焊接系統(tǒng)的位置控制精度，增強(qiáng)了產(chǎn)品性能?？刂葡到y(tǒng)可實(shí)現(xiàn)焊接規(guī)范參數(shù)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)、焊接設(shè)備參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控和焊接規(guī)范的遠(yuǎn)程設(shè)置與網(wǎng)絡(luò)化管理，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工廠全部生產(chǎn)過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。本實(shí)用新型不需要擴(kuò)展I/O模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊，減少了系統(tǒng)硬件接線，使系統(tǒng)接線變得簡單，降低了設(shè)備成本。USS技術(shù)提高了系統(tǒng)抗干擾能力，PLC對變頻器的控制完全通過RS-485串行總線完成，避免了現(xiàn)場可能的各種電磁干擾對PLC的影響，有效地提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。現(xiàn)場總線技術(shù)和USS協(xié)議的應(yīng)用使本系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)化功能，便于將來與工廠內(nèi)其他控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)。

圖I是本實(shí)用新型一種軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是中型可編程控制器I和觸摸屏2的接線圖；[0009]圖3是中型可編程控制器I、現(xiàn)場總線模塊3和小型可編程控制器4的接線圖；圖4是小型可編程控制器4與變頻器5的串口接線圖；圖5是小型可編程控制器4與光電碼盤7的接線圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。如圖I所示，本實(shí)施例所涉及的一種軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，包括中型可編程控制器I、觸摸屏2、現(xiàn)場總線模塊3、小型可編程控制器4、變頻器5、組合變位電機(jī)6和光電碼盤7，所述中型可編程控制器I、觸摸屏2和現(xiàn)場總線模塊3均通過RS485總線相連接，小型可編程控制器4與現(xiàn)場總線模塊3之間通過專用扁平電纜連接，小型可編程控制器的串行通信口與變頻器的串行通信口相連接，變頻器5與組合變位電機(jī)6電連接，光電碼盤7的輸出端與小型可編程控制器4的輸入端相連接，光電碼盤7的編碼器與組合變位電機(jī)6的電機(jī)軸機(jī)械同軸連接。所述現(xiàn)場總線模塊3、小型可編程控制器4、變頻器5、組合變位電機(jī)6和光電碼盤7為兩組。用于兩個單輥或一個長輥的加工。所述中型可編程控制器I的型號是CPU315-2DP。所述觸摸屏2的型號是TP170A。所述小型可編程控制器4的型號是CPU224XP。所述現(xiàn)場總線模塊3的型號是EM277。所述變頻器5的型號是MM440。中型可編程控制器I是上位機(jī)，進(jìn)行計算和處理下位機(jī)信息，在焊接長件時協(xié)調(diào)兩臺下位機(jī)工作；觸摸屏2是操作、顯示人機(jī)界面，進(jìn)行設(shè)置參數(shù)和顯示信息；小型可編程控制器4是下位機(jī)，通信協(xié)議為PR0FIBUS現(xiàn)場總線協(xié)議。變頻器5在交流電機(jī)控制中是關(guān)鍵器件，光電碼盤7用于檢測速度和角位移，檢測數(shù)據(jù)傳給PLC實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。 如圖2所示，將中型可編程控制器I的多點(diǎn)通信接口 MPI接口與觸摸屏2的RS-485數(shù)據(jù)接口 MPI連接上，二者即可進(jìn)行異步串行通信，工作方式為半雙工方式。根據(jù)所選通信的類別，將觸摸屏2背面上的DIL開關(guān)的位置設(shè)置為I號開關(guān)、2號開關(guān)和3號開關(guān)為0FF，4號開關(guān)為ON。觸摸屏2與中型可編程控制器I的電源端子L+和M分別接2 4V電源。中型可編程控制器I的DP 口此處不接，用于后面的現(xiàn)場總線通信。如圖3所示，連接時小型可編程控制器4放在左側(cè)，小型可編程控制器4與現(xiàn)場總線模塊3之間通過專用扁平電纜連接，現(xiàn)場總線模塊3左側(cè)擴(kuò)展口出廠時已裝好扁平電纜，扁平電纜的插頭可直接插入小型可編程控制器4右側(cè)的擴(kuò)展口上。其現(xiàn)場總線模塊3與中型可編程控制器I連接通過PR0FIBUS現(xiàn)場總線電纜將二者DP接口連接即可。圖中DP接口為現(xiàn)場總線模塊3和中型可編程控制器I的現(xiàn)場總線專用接口。如圖4所示，變頻器5具有P+、N-通信端子，是標(biāo)準(zhǔn)的RS-485接口。不需任何附加接口板，變頻器5通過RS-485屏蔽雙絞線與小型可編程控制器4的串行口相聯(lián)接，連接后屏蔽層須接地。小型可編程控制器4的B+和A-分別與變頻器5的P+和N-相連接，PROFIRBUS網(wǎng)絡(luò)插頭內(nèi)置偏置和終端電阻，通信口等電位連接可保護(hù)通信口不會因共模電壓差損壞或通信中斷。圖中COM PORTO為小型可編程控制器4的串行通信口 0，5V和OV為通信接口中自帶+5V電源。PE為保護(hù)接地端子，虛線代表屏蔽線接地。本系統(tǒng)不需要擴(kuò)展I/O模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊，減少了系統(tǒng)硬件接線，降低了成本。PLC對變頻器的控制完全通過RS-485串行總線完成，避免了現(xiàn)場可能的各種電磁干擾對PLC的影響，有效地提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。如圖5所不，圖中光電碼盤7輸出脈沖為+24V,符合PLC輸入端有效電壓信號要求。PLC的輸入端子10. 0,10. I分別接收碼盤A和B兩路高速脈沖信號，分別接+端，A-和B-接0V。10. 2為復(fù)位端，通過復(fù)位按鈕接24V電源。 以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，這些具體實(shí)施方式
都是基于本實(shí)用新型整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，包括中型可編程控制器、觸摸屏、小型可編程控制器、現(xiàn)場總線模塊、變頻器、組合變位電機(jī)和光電碼盤，其特征在于，所述中型可編程控制器、觸摸屏和現(xiàn)場總線模塊均通過RS485總線相連接，小型可編程控制器與現(xiàn)場總線模塊之間通過專用扁平電纜連接，小型可編程控制器的串行通信口與變頻器的串行通信口相連接，變頻器與組合變位電機(jī)電連接，光電碼盤的輸出端與小型可編程控制器的輸入端相連接，光電碼盤的編碼器與組合變位電機(jī)的電機(jī)軸機(jī)械同軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述小型可編程控制器、現(xiàn)場總線模塊、變頻器、組合變位電機(jī)和光電碼盤為兩組。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述中型可編程控制器的型號是CPU315-2DP。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述觸摸屏的型號是 TP170A。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述小型可編程控制器的型號是CPU224XP。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場總線模塊的型號是EM277。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻器的型號是MM440。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種軋輥焊接組合變位控制系統(tǒng)，所述中型可編程控制器、觸摸屏和現(xiàn)場總線模塊均通過RS485總線相連接，小型可編程控制器與現(xiàn)場總線模塊之間通過專用扁平電纜連接，小型可編程控制器的串行通信口與變頻器的串行通信口相連接，變頻器與組合變位電機(jī)電連接，光電碼盤的輸出端與小型可編程控制器的輸入端相連接，光電碼盤的編碼器與組合變位電機(jī)的電機(jī)軸機(jī)械同軸連接。本實(shí)用新型應(yīng)用變頻器實(shí)現(xiàn)恒力矩大范圍無級調(diào)速，可使被焊件在0.05-1RPM的范圍內(nèi)無級調(diào)速，完全滿足直徑變化范圍內(nèi)實(shí)施螺旋埋弧焊的工藝要求。本實(shí)用新型不需要擴(kuò)展I/O模塊和D/A轉(zhuǎn)換模塊，減少了系統(tǒng)硬件接線，使系統(tǒng)接線變得簡單。
文檔編號G05B19/05GK202377648SQ20122001712
公開日2012年8月15日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者徐鹿眉, 王鐵鈞, 王雪純 申請人:徐鹿眉