基于伺服系统在横切机电气改造中的应用.docx

基于伺服系统在横切机电气改造中的应用huanglj导语：文中简介了系统硬件组成、参数设定、软件设计以及运行结果。摘要:本文介绍的是基于伺服系统在横切机电气改造中的应用。采用FX2NPLC、FX2N一10GM、MRJ2SA伺服放大器、HCK伺服电机以及F940GOTSWDc图形操纵终端，实现了对带有码克线大卷纸的精准分切。文中简介了系统硬件组成、参数设定、软件设计以及运行结果。关键词:PLC；定位模块；伺服放大器；液晶触摸屏；编码器当今世界科技开展迅猛，新知识、新技术、新工艺、新产品层出不穷，传统的电机拖动系统不断的被更新和改造，下面介绍的是基于伺服系统在横切机电气改造中的应用。一些横切机是上世纪70年代的产品，主要用来分切一些带有码克线的纸产品的设备。原设备由一台主直流伺服电机带动一个机械齿轮传动装置，机械装置的一局部去牵引纸卷，使之按照切纸需求把指定的纸长送往切刀。另一局部去带动切刀辊进展分切，同时，原设备还有一小功率的直流伺服电机，其主要任务是对切刀位置进展微调，以便使切纸精度更加精准。但由于原设备运行时间太长，机械齿轮局部有着不同程度的严重磨损，以及原电子元件的老化，使原设备的控制精度达不到产品的要求。基于这一点，我们利用两台沟通伺服电机取代原设备的主直流伺服电机及机械齿轮传动装置，用定位模块和另一台伺服电机交换原车的微调电机，以及通过PLC、人机界面实现机器齿轮的软调整来知足消费的需求。1系统控制要求1传感器收集局部。要求传感器在机车运行时，把收集到纸张上的码克信号传送给PLC，PLC经过中断处理以及相应计算后传送给定位模块，进而控制微调电机的运转方向和转数。2伺服放大器。要求伺服放大器实时收集脉冲信号，同时再与其设定的参数配合，以完成控制电机的目的。3终端人机对话操纵控制。由于消费的纸张种类很多，不同的纸张码克线之间的间隔相差很大，因此，每消费一种纸张时需要输入该纸张的两码克之间的真实长度，这样可以减少微调电机的运行转数进步消费精度。4编码器收集局部。采用l3位的绝对值型编码器，用来实时的反映切刀位置，以便调整微调电机。5切纸精度要求在05mm以内。2系统硬件配置根据系统控制要求，采用伺服系统构成电气控制的硬件配置。如图1所示。1PLC采用三菱FX2N系列FX2N一64RM，定位模块采用三菱FX2N一10GM。2伺服放大器采用三菱MRJ2SA系列，伺服电机采用三菱HCKFS系列7kw、5kW、15kW各一台。3码克传感器采用德国克CS1型颜色传感器，具有检测准确的特性。4编码器采用德国P+F公司消费的13位精度的绝对值型编码器。5人机界面是专为PLC的应用而设计的工作站。它具备与各种品牌PLC连接监控才能以及采用文字、图形同步显示PLC内部接点状态及资料的才能，是一种互动的工作站。装备有液晶触摸屏、通讯接口、智慧型操纵面板、打印接口等等。它取代了传统的键控制系统及终端显示系统，既节省了PLC的IO模块、指示装置，又能实时显示所需信息。3硬件系统的设计1牵引伺服系统采用速度控制方式，其速度的给定方式是由2KQ、5W的电位计给定，原理接线方式如图2所示。2切刀伺服系统采用位置控制方式，与牵引伺服系统采取级联的控制方式，即切刀伺服系统跟随牵引伺服系统。该控制方式可以准确的使两套系统速度同步。其接线方式如图3所示。3微调伺服系统的控制方式是由PIE经过计算，把需要的脉冲数传给定位模块，再由定位模块发出脉冲指令给微调伺服放大器，进而来控制微调伺服电机的运转。定位模块发出的是脉冲串+符号的方式，如图4所示，因此微调伺服放大器也需要相应的设置来承受定位模块的脉冲指令。4控制系统的软件设计控制系统的软件包括PLC的控制程序、定位模块的控制程序和触摸屏操纵终端的监控系统，前者执行实时控制任务，后者实现人机交互功能。1PLC控制程序它由数据采样，数据运算，数据处理，控制信号处理等程序构成。如图5所示。数据采样：程序在收集码克传感器信号的同时收集编码器的信号，以判定切刀的当前位置的偏向。数据运算和数据处理：为了准确的控制切纸精度、配合终端显示，对数据区中的数据进展处理，运用加、减、乘、除等多种运算方法。对切刀的位置偏向进展补端。同时也控制伺服系统的一些控制信号。补偿脉冲程序如图6所示。2定位模块的控制程序如图7所示3监控程序监控软件设计是由一组画面组成，本系统除了设计有动态模拟设备当前运行画面、I0状态显示画面、故障显示画面、故障查询画面，还设计有控制与操纵画面，可以从触摸屏直接输入纸张的给定长度，同时也可以显示微调电机所需的给定脉冲。静态图形的设计采用绘制软件提供的通用控件，如：线条、文本框等进展绘制。动态图形设计，通过传感器收集的数据和PIE的处理来随着变化，实现数据与图形的动态连接，监控画面运行时，图形属性随时数据改变而变化。4伺服放大器参数设定牵引伺服电机采用速度控制方式，切刀和微调伺服电机采用位置控制方式，各电机根据需要相应地设置其电子齿轮比及加减速时间等。5运行结果本系统安装调试完毕投运后，该系统运行稳定，自动化程度高，控制精度知足了消费的要求。同时也减少了电气故障的发生率，获得了明显的经济效益。1李乃夫可编程控制器原理北京：中国轻工业出版社19980