基于PLC控制的剪板机后靠系统伺服定位的研究与应用

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1、工业控制机机电工程技术电工程技术2009年第38卷第07期基于PLC控制的剪板机后靠系统伺服定位的研究与应用史建平，过军，张建生（常州工学院电子信息与电气工程学院，江苏常州213002）摘要：介绍一种由伺服电机、可编程控制器、触摸屏等设备来解决剪板机后靠系统精确定位的方法，实现剪板定位和剪板数量的自动检测。实践表明采用该改造方案投资少、改造周期短，经改造后的数控剪板机加工精度高、可靠性好，提高了工作效率。关键词：剪板机；伺服控制；可编程控制器中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1009－9492(20

2、09)07－0016－041概述常州某净化公司LVD－HD型剪板机由于原有电气系统设备陈旧，对正常生产造成了极大的影响，为此急需进行技术改造。剪板机后靠系统电气装置的改造设计就是在这个背景下提出的，要求使用PLC、触摸屏和伺服控制系统进行改造，完成剪板机后靠系统精确定位，位置参数设定及显示。剪板机后靠系统的电气改造将对该设备的正常生产提供良好的技术支持，提高劳动生产率，获得良好的经1）系统主回路济效益。系统采用三相AC220V伺服电机，驱动器的U、V、W2设计思想及接地端分别接伺服电机的A相、B相、C相和伺服电

3、机本系统改造主要是针对剪板机后靠系统，即设定板料的地线。L1、L2、L3是伺服单元三相主电路输入端，L1C、剪切尺寸。系统要求采用交流伺服驱动、PLC与触摸屏控L2C是控制电路电源输入端。编码器与驱动器的CN2端口相制，实现准确定位，后靠系统的移动位置在规定范围内可接，编码器的C、D、H、G分别为数据传输和5V、0V线，以任意设定，定位误差小于0．2mm。系统由触摸屏设定的分别与CN2端口的PS（5）、／PS（6）、5V（1）、0V（2）剪板位置信号确定所需的剪板宽度，PLC控制输出信号脉相连。实际接线以颜色区

4、分，如图2所示。冲到伺服驱动器，驱动伺服电机带动后靠系统完成剪板动2）PLC输入输出电路作。系统采用FX1s—10MT可编程控制器，是一种小型化、3硬件设计高速度、高性能的PLC。输入输出（I／O）总点数有10个，晶体管输出，满足设计需要。本控制系统PLC选用日本三菱FX1S－10MT－001，触设计的系统输入输出信号有：设定执行（X0），原点摸屏选用日本三菱F920GOT－BBD5－K－C。伺服系统采用检测（X1），采用接近开关进行控制，作为原点回归的近日本安川系列伺服驱动器SGDM－10ADA和伺服电机SG

5、-点信号。伺服准备就绪（X2），剪板计数（X5）；Y0输出MGH－09ACA61，伺服驱动器SGDM－10ADA主要性能指端输出脉冲控制伺服驱动，接伺服单元的CN1端口8脚。标：适配电机的额定功率为1000W，电源电压为三相Y1作为方向输出控制，后靠系统前进或是后退。Y1输出220V，编码器类型为2500P／R，伺服电机编码器采用增量接伺服单元的CN1端口12脚。Y2清除信号输出，Y2输编码器。变压器选择三相380V／220V，250kV·A。系统框出接CN1端口的14脚，接线时以颜色区分。Y3作为报警图如图1

6、所示。收稿日期：2008－12－1716机机电工程技术电工程技术2009年第38卷第07期工业控制4．2伺服单元1）伺服单元的CN1接口及其接法作为位置指令输入输出接口，位置用针号有：指令脉冲输入（7，8，11，12），偏移脉冲清除输入（14，15），工作电源（3，13，18）。指令控制器的指令脉冲，偏移脉冲清除信号的输出采用集电极开路输出，其接线方式如图3所示。这种接线方式利用伺服单元内置的12V电源规格，作为内部集电极开路输出信号时，供给12V工作电源，因此不需外接电源，接线方便简单，大大提高了系统的可靠性

7、。在控制要求中，要求伺服系统准备好后方可启动程序，通过伺服ON工作信号解除驱动器内部变频器部分的栅极封锁，使电机变为通电状态。为了剪板机后靠系复位信号输出端。其中，Y2、Y3均采用低电平有效，与统不超程运行，设置两个限位开关来禁止正转驱动和禁止伺服单元CN1接口的接线如图3所示。反转驱动，同时设置报警功能。检测到报警时，KA2继电器OFF。图4为CN1的通用接口电路。2）伺服单元的CN2接口及其接法伺服单元的CN2接口是连接编码器的端口，CN2的端子有BAT（＋）、BAT（－）作为绝对值编码器用电池接口。C、D

8、、H、G是伺服电机SGMGH的针号。编码器与伺服单元的CN2接口接线图如图5所示。5人机界面为使操作简单，更具人性化设计，为此选用三菱F920GOT，它是三菱键盘式F900图形操作终端的一种，有与可编程控制器进行通信的RS422接口，使用方便，有良好的可视界面，通过与可编程控制器通信［2］，设定加工参数（加工尺寸、加工4伺服系统数量），实现后靠系统挡料板参数实时显示，同时可在操4．1位