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1、二轴缠绕机PLC控制系统的设计凌志辉,等二轴缠绕机PLC控制系统的设计DesignofthePLCControlSystemforBiaxialWindingMachine凌志辉邹昊黄涛叶明明邹宗喜倪子贞刘畅(株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412007)摘要:根据二轴纤维缠绕机的控制要求和缠绕工艺,设计了以PLC和定位模块FX2N-20GM为控制核心、以伺服电机为驱动装置、以触摸屏为人机交互界面的PLC控制系统。阐述了系统软硬件的设计与实现方法,并介绍了触摸屏的组态过程。实际运行结果表明,该控制系统自动化程度高、控制精度高、性能稳
2、定、操作简单、交互界面友好,缠绕效果满足工艺要求,具有很好的应用前景。关键词:PLCFX2N-20GM触摸屏伺服电机控制系统中图分类号:TP273文献标志码:AAbstract:Accordingtothewindingtechnologicalprocessandcontrolrequirementsofthebiaxialfiberwindingmachine,thecontrolsystemwithPLCandpositioningmoduleFX2N-20GMasthecontrolcore,theservomotorasthedr
3、ivingdevice,andthetouchscreenasthemanmachineinterfacehasbeendesigned.Thedesignandimplementingmethodsofthesystemhardwarearedescribed,andtheconfigurationprocedureofthetouchscreenisintroduced.Thepracticaloperationresultsindicatethatthiscontrolsystemoffershighautomationlevelan
4、dcontrolaccuracy,stableperformance,user-friendlyinterface,andeasyoperation;itmeetsprocessrequirementsforwindingeffects,andpossessesbrightapplicableprospects.Keywords:PLCFX2N-20GMTouchscreenServomotorControlsystem头移动一定距离(缠绕螺距m)。玻璃纤维从芯模起0引言始端的圆周上的某点出发,随后按螺旋线轨迹经过芯玻璃钢是一种性能优良的复
5、合材料,具有质量轻、模的筒身区间到芯模的终端,再从芯模的终端以同样强度大、耐热、耐腐蚀、绝缘性能强、可设计性好和易于螺旋线轨迹经过芯模的筒身区间返回至芯模起始端的成型等特点,已被广泛应用于各行各业。另一点。如此循环,直至芯模表面均匀布满双层纤维缠绕成型是玻璃钢制品的重要成型工艺之一[1]。为止。要使芯模上的玻璃纤维为完整的双层,必须保它是将玻璃钢增强材料即玻璃纤维,通过特定装置浸证缠绕过程中相邻两纤维既不重叠又不离缝,均匀缠[5-6]上一定量的树脂糊,然后依据特定的缠绕运动规律,将满芯模表面。为实现上述工艺要求,缠绕机控制浸胶后的增强材料缠
6、绕在旋转着的芯模上[2-3]。缠绕系统必须根据芯模外形尺寸、纤维宽度n、设定缠绕螺机是制备玻璃钢制品的最重要的设备,它的性能优劣距等参数,自动计算实际的缠绕螺距m、整个缠绕过程导丝头往返次数和缠绕角α等相关工艺参数;然后再关系到纤维缠绕成型的效果,进而影响玻璃钢产品的依据这些工艺参数推算出芯模与导丝头的速比关系、质量。按运动自由度划分,缠绕机分为二、三、四、五、[6][4]导丝头往返一次芯模要多转或少转多少角度;最后六轴。本文设计了一套基于PLC和触摸屏的二轴在自动缠绕过程中使带动芯模运转的主轴电机与带动纤维缠绕机自动控制系统。导丝头移动的
7、小车电机严格遵循上述速比关系同步运1缠绕工艺流程转,并且在小车每次返回起始端时使芯模多转或少转上述计算角度。二轴纤维缠绕机螺旋缠绕过程示意图螺旋缠绕是制备玻璃钢制品的一种重要线型缠绕如图1所示。方法。螺旋缠绕是指在玻璃纤维沿芯模圆周方向缠绕时,芯模绕自身轴线按照给定速度转动,安装有导丝架的小车严格按照与主轴速度成一定比例关系的速度沿芯模轴线方向做水平往返运动。芯模每转一周,导丝修改稿收到日期:2013-10-24。图1螺旋缠绕过程示意图第一作者凌志辉(1979-),男,现为湖南大学电气工程专业在读硕士研究生,工程师;主要从事工业设备电气控制
8、系统的开发和PLC应用的研究。Fig.1Schematicdiagramofthespiralwindingprocess30PROCESSAUTOMATIONINSTRUMEN
