机的飞锯机控制系统的智能接口设计

《机的飞锯机控制系统的智能接口设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据基于单片机的飞锯机控制系统的智能接口设计Designofintelligentinterfaceforcontrollsystemofflying-sawbasedMCU赵涛位，汪木兰L2。曹锦江1’2。邵祥兵1ZHAOTa01．．。WANGMu-lanl．一，CAOJin-jian91，一，SHAOXiang．bin91(1．南京工程学院自动化学院。南京211167；2．南京工程学院先进数控技术江苏省高校重点建设实验室。南京210013)擒薹：介绍了基于单片机HMI的飞锯机PLC控制系统的设计思想和原理，并详细的提出了控制系统的系统结构、硬件组成。基于RS一485总线接口和

2、西门子s7—200PLC自由口模式，采用自定义协议格式实现PLC与单片机之间的通信，最后设计了一种双极性PWMDA电路，实现对飞锯机的控制。关键词：飞锯机；PLC；箪片机；HMl；PWMDA中国分类号：TP275文献标识码：B文章编号：1009-0134(2009)I2-0071-030引言飞锯机是一种对连续运动的钢材进行定尺切断的自动化设备，广泛地使用在高频直缝焊管或型钢的生产线上，可在焊管或型钢高速运动下实现自动跟踪锯切，将正在运行的焊管或冷弯型材切成定尺长f¨。要保证锯切的切口平直，需要在整个锯切过程中，锯片和管材轴线垂直，并且要使切头部分不弯不扁。因此需要对锯切过程进行有效的

3、控制，剪切工具必须与机组的运动精确协调，尤其是在机组速度变化时，剪切工具必须与机组线速度保持同步跟踪的情况下来进行定尺剪切。目前，由于传统的气动飞锯有定尺误差大、耗能大、机械寿命短等缺点，正逐渐被淘汰，而广泛采用数控飞锯控制系统。目前、采用可编程控制器(PLC)由对系统进行控制，具有可靠性高、抗干扰能力强、模块化结构设计、编程调试扩充功能方便等特点。因此，基于PLC的飞锯机数控系统较之单片机、微机系统，应用最为广泛B3J。本文设计了一种基于单片机人机交互接口(I-IMI)的飞锯机PLC控制系统。利用PLC实现检测、数据计算、控制、动作顺序等功能，单片机构成HM]和PLC进行通讯，实现

4、对控制系统的参数设定、数据显示等人机交互功能。1控制系统和工作过程1．1系统结构考虑到设备的可靠性和成本等性能指标控制，采用PLC为控制器，小车由电机和齿轮齿条驱动的方案，图l为飞锯机控制系统框图。系统设置了两个光电编码器。l号编码器安装测量辊上，运动的管材带动测量辊和1号编码器同步旋转转。通过1号测量辊编码器，系统可以测量管材的运行速度和实际位移。2号编码器安装在飞锯小车电机后端，通过小车和电机的速比，可计算出飞锯小车的运行速度和移动距离。图1飞锯机控制系统框图控制系统的核心控制单元采用西门子S7—200的CPU224DC型PLC，输出类型为MOSFET。1、2号光电编码器的输出接

5、PLC的高速计数器端口，计数器设置为A／B相正交计数模式，可以对光电编码器的输出信号进行4倍频，通过定时读取高速计数器收稿日舶：2009．06．15基金项目：先进数控技术江苏省高校重点实验室开放基金项目(KXJ06119)作者简介：赵涛(1965～)，男，江苏南京人，副教授，工学博士，研究方向为电力电子与电力传动。第31卷第12期2009-12【71J万方数据的数据，计算出管材和锯车的速度和移动距离。PLC输出PWM信号经过PWMDA接口板转换为双极性模拟量提供给变频器或直流电机调速器控制电机的运动。S7-200的PPI通行口与基于单片机的HMl人机接口进行通信，在HMI上显示操作状

6、态并设定运行参数。电气的DI／DO部分接受按钮、接近开关信号等，输出对接触器、电磁阀、指示灯的控制信号。1．2系统工作过程控制系统的工作过程为，PLC通过高速计数器对l号编码器的高频脉冲计数，计算出管材的行程L。与运行速度U，当k值满足下式时，锯车立即启动。三x+三o+L8≥L(1)式中厶为管材的残长，L为所要求的管材的定尺长度，而L。为锯车启动提前量。考虑到锯车在启动期间内管材行进路程大于管材行进路程，因此锯车需要提前启动，k和系统参数有关：如最大启动电流、锯车质量、阻力等。由于每个系统的锯车惯性、摩擦阻力、调速器参量不尽相同，因此L。的值最后需要在现场通过实测和调试确定。锯车启动

7、之后，PLC对2号编码器计数，计算出锯车的行程L。与运行速度K，控制K和管材叫同速，当L，值满足下式时，三z+三。一Lj=L(2)PLC发出跟踪夹紧命令，并相继完成进锯、抬锯、松夹、小车返回零位等一系列动作。完成一个锯切周期，等待下一次锯切。2基于单片机的HMI设计2．1HMI电路在飞锯机控制系统中，HMI主要完成控制信息的输入、显示功能。系统运行时需要对长度、管速及状态进行显示，还需要设定管材长度、加工数量等参数设定。单片机的HMI具有成本低廉，使用灵活