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PLC及人機界面在砂帶刮毛機上的應用

   2012年01月13日 15:11  
  一、引言
  
  在砂帶生產線中,其前道工序要求對坯布進行處理,清除其表面突起的纖維。坯布與膠輥與刮刀保持一定距離的間隙,在0.2-0.6mm間。在坯布刮刀之前有檢測布縫的電容式傳感器。當有布連接縫接近刮刀時,要求刮刀與坯布迅速打開一段距離,約40-60mm間。原系統采用氣缸打開、關閉。由于氣缸固有特性,使控制效果不理想。我方通過步進電機驅動膠輥,進行間隙調整達到理想效果。
  
  二、系統構成
  
  坯布需要兩面處理,上下兩面同時刮除突起的纖維。有兩個刮刀與兩個膠軸配合構成兩個工作軸,分別為A、B軸。每軸兩端分別有一臺步進電機,A機與B機。
  
系統圖下:


  
  
  工藝流程示意圖
  
  每臺步進電機都有一臺驅動器,共四臺驅動器,驅動器由PLC控制。電機輸出軸經減速機輸出給膠輥。
  
  由于絕大多數PLC只有兩個高速輸出口,可控制兩臺步進電機驅動器。也可采用一臺主機加高速定位模塊完成對四臺電機的控制,但定位模塊成本比較高。本系統采用了兩臺臺達DVP14ES型PLC。臺達DVP系列PLC輸入輸出zui小為8入/6出。由于價格合理,本系統采用2臺主機,仍比其它品牌機型加定位模塊合適,并且輸入、出量配置也較合理。一臺PLC的高速脈沖Y0、Y1控制2臺步進驅動器的運行速度,其Y4、Y5分別控制步進驅動器的運轉方向,步進電機驅動器要求輸入速度信號及方向信號。
  
  三、工作原理
  
  3.1刮刀與膠輥平行調整。由于某原因,可能導致刮刀與膠輥不平行,也就是一個軸左右兩邊與刮刀間隙大小不一致。可以調整工作軸中的一臺電機,使其上升或下降使刮刀與膠輥平行。調整平行后即可使本膠輥投入正常使用。在人機界面上設計有控制A軸A機和B軸A機的手動按鈕。間隙由塞尺測量。
  
  3.2工作間隙的調整。在投入自動使用前,必須對間隙進行調整。在界面上有兩種方法可以實現。一種是點動控制,另一種是設定運行數據進行控制。點動控制適用于在不知道膠輥與刮刀間隙時的初次調節間隙。首先用點動控制使膠輥與刮刀間隙為零,即調零。然后再人機界面上設定打開間隙量。當改變坯布品種時,只需根據兩種坯布厚度差別,設定要改變的間隙量即可。
  
  3.3人機界面的設計。一臺人機界面通過RS485通訊線與2臺PLC相連。在人機界面程序設計中,可以利用PWS提供的宏指令,一個按鈕控制兩個PLC的中間繼電器M20,即自動按鈕。當M20為ON時,兩個PLC的工作狀態為自動模式。人機界面上還可以設定自動運行時刮刀打開間隙。分別有兩個數值輸入按鈕,寫進兩臺PLC,經過數據變換,作為步進電機控制器的脈沖輸出量。調零工作完成后,調整工作間隙,然后使M20置為ON,投入自動運行。
  
  3.4步進電機驅動器的設置。步進電機驅動器的細分設置為0.72,即PLC輸出給步進電機驅動器每500個脈沖,步進電機輸出軸旋轉一周。細分值與PLC的高速輸出命令相配合。細分過大時電機會因負載大而失步,細分太小時,在自動運行時,打開距離不夠而使布縫被刮斷。
  
  控制系統圖
  
  四、應用效果及問題
  
  經過一段時間的運行,證明系統運行正常,達到了設計要求。在程序設計中,利用高速輸出命令PLSY時,電機在加速時失步,造成控制不穩,后來改為用PLSR命令。利用PLSR命令時,必須設置好加減速時間。改為PLSR命令后,遠行穩定可靠。由于采用兩臺PLC,其控制對象工況一樣,兩臺PLC程序*一樣,程序調試簡便。

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