贝加莱 PCC 及其在自动校直切断机中的应用.docx

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1、贝加莱PCC及其在自动校直切断机中的应用贝加莱PCC及其在自动校直切断机中的应用zhangting导语：校直切断机是用于将钢筋校直并切断成设定长度的设备。0前言校直切断机是用于将钢筋校直并切断成设定长度的设备。原有设备其校直速度仅30m/min，随着建筑行业的不断开展，对校直切断机的消费效率和自动化程度提出了越来越高的要求。由上海交通大学和锡山市荡口通用机械厂结合研制的高速自动校直切断机其校直速度可达120m/min，消费效率和自动化程度大为进步。随着校直速度的进步，对控制设备的检测、控制、数据处理的实时性也提出了较高的要求。PLC以其工作可靠MTBF为10万小时以上并适用于恶劣的工作环境而得

2、到了广泛的应用。但传统的PLC是单任务型的，不能处理多任务模块。PCCProgrammingComputerContoller是近年来开展起来的一种新型PLC，它具有多任务处理才能，合适于控制功能复杂、对实时性要求高的场合。1PCC的多任务处理原理传统PLC是单任务型的，应用程序对系统来讲仅有一个。PLC的系统软件对应用程序反复执行，每执行一遍的时间称为扫描周期，PLC的扫描周期多在15ms，该时间足以能识别外部的按钮、开关等的输人并做出响应，这种输人输出的延迟能被大多数的开关型控制场合所承受。然而，在对实时性要求较高的场合，单任务控制方式显得不够灵敏甚至不能胜任。具有多任务处理才能的PCC的

3、构造模型如图1所示，操纵系统内核是具有多任务才能的标准操纵系统，主要为多任务应用程序提供资源治理。模型的中间层是PCC软件包，它在操纵系统内核的根底上对系统任务、多任务应用程序进展治理。系统治理模块和系统任务模块治理系统任务，所谓系统任务是指操纵系统的进程。高速任务模块和普通任务模块分别治理高速任务级别和普通任务级别的应用程序。PCC软件包系统允许将用户任务相对独立的应用程序模块设定为高速任务级别HS一TaskClass和普通任务级TaskClass。高速任务级和普通任务级又可相应划分为如下共8个任务级：HS一TaskClasslHS一TaskClass4、TaskClasslTaskClas

4、s4。其执行的优先级依次递减，每个任务级别又可设定其周期时间。例如，假设Hs一TaskClass2的周期时间为50us，那么系统每50us执行一次该级别的任务模块。以TaskClassl和TaskClass2两任务级别为例的执行情况如图2所示。多任务的处理实际上是先执行级别高的任务，如图2中的TaskClassl，其实际运行时间是4ms，TaskClassl执行完后，再执行TaskClass2，由于TaskClass2的运行时间是9ms，在开场执行TaskClassl到下一次执行即周期10ms时，TaskClass2还未运行完，因TaskClassl的优先级别高，所以TaskClass2的执行

5、被打断，而转去执行TaskClassl，等执行完TaskClassl后，再转去执行TaskClass2。图2中表示的是操纵系统时钟，图2中表示的是系统治理所需时间。系统治理时间用于对系统任务的治理，此时间不能改变，并以10ms的操纵系统时钟为周期执行。align=center图1PCC构造模型/alignalign=center图2多任务执行时序/align应用程序各任务模块级别的设定原那么是：在知足实时性要求的条件下，应尽量降低其级别，以防止CPU过载。应用程序的各任务模块对CPU的负载度按下式计算入Ti/TT100%式中：入该任务对CPU的负载度；Ti该任务的实际运行时间ms，可由Pro-

6、filer软件测定；TT一该任务所处级别的周期ms。为保证CPU可靠运行，各任务的入不应超过80。此外，为了进步实时多任务的处理才能，PCC在硬件上采用双CPU构造，一个负责与其它输人输出模块的通讯，另一个CPU专门用于处理用户程序。2PCC在自动校直切断机上的应用l液压系统液压系统原理如图3所示。图中1、2为双联液压泵。切断缸9下行时，电磁铁8断电，高压小流量泵l和低压大流量泵2同时对切断缸供油，使其快速下行。切断钢筋时负载压力升高，单向阀6闭合，仅由高压小流量泵l供油。切断后，泵2为跟切缸供油，使跟切缸10快速跟切及返回。阀4用于系统短时不工作时对大流量泵卸荷。由于跟切和落料运作几乎同时进

7、展，高速切断时两缸所需流量均较大，故此，落料缸12采用液压泵3独立供油，以防止泵的流量过大和两个液压系统的互相干扰。节流阀14用于调节落料缸12的工作速度。align=center图3液压系统原理图/alignalign=center图4电气系统原理图/align1、2、3电机4.接触器系统5.SMC6、13.保护装置7.隔离变压器8、9.开关电源10.固态继电器组11.电磁铁组12.接触器控制线圈组15.CPU模块16.DIl3517.DI43918.DO43519.DO72014.手动按钮组20.光电转换器2PCC及电气系统图3中电机1用于带动校直辊对钢筋校直，电机2是切断和跟切液压系统的

8、驱动电机，3是落料液压系统的驱动电机。中间继电器组用于PCC的输出模块和液压阀电磁铁之间的隔离及信号放大，接触器组用于电机软启动、停顿及速度转换。由于1、2两台电机的功率较大，为了减小电机启动经过中对电网的冲击，采用电机软启动器SMC对电机进展软启动。PCC的模块配置如图2所示。CP774是CPU模块，也是PCC的核心模块。DIl35是高速计数模块。校直辊在校直钢筋的同时，带动光电型位置传感器，位置传感器的信号经光电转换器放大整形后送入DIl35模块，对被校钢筋长度进展检测。DO435是直流输出模块，其输出触点控制中间继电器，中间继电器输出触点控制电磁阀的动作。D0720是沟通输出模块，其输出

9、触点控制沟通接触器的控制线圈，通过沟通接触器实现对三台电机的启停控制及校直电机的上下速控制。DI439是输人模块，手动按钮主要用于系统的调试。PanelWare是与PCC配套的人机交互设备，通过RS232通讯电缆与PCC交互信息。通过Pane1Ware的面板键和显示屏可设定被加工钢筋的规格、切断长度、切断根数等。Pane1Ware的人机交互程序在Pane1WareStudio的开发平台上开发，主要是人机界面的设计、输入设定参数、设定并读取控制键等功能。PCC的编程采用Pg2000语言，Pg2000语言是一种类似C语言的编程语言，它结合了C语言和Pascal语言两者的优点。C语言的大局部语法规那

10、么都适用于Pg2000语言。由于PCC的系统软件支持多任务处理，本设计中按工艺流程应实现的控制功能将整个控制经过划分成14个任务模块程序模块，其中主要有参数读取模块、自动切模块、自动跟切模块、自动落料模块、自动停车模块、速度控制模块、连续切控制模块等。这14个模块根据实时性要求的不同，又划分为三个任务级别。由于自动切模块除了控制切刀的动作外，还负责接收计数器计数值，将其设置为任务级别最高的任务模块，其执行周期最短，进而将计数误差控制到最小限度并及时控制阀的动作。而读取参数模块是读取操纵人员输人的加工参数设定值，对实时性要求较低，可以将其设定为低级别的任务模块，加大执行周期，以减轻对CPU的压力。3完毕语具有多任务处理功能的PCC是近年来开展起来的新一代PLC，它不仅适用于小规模的控制，更能胜任复杂的对实时性要求高的控制场合，而且其趋势是系统的可扩展性和对现场总线和网络的支援也在不断增强，随着规模的不断扩大，多任务处理才能越来越显示出生命力。采用PCC控制的自动校直切断机其校直速度进步到了原来的4倍，除消费效率大幅度进步外，其性能、易操纵性也有较大的改善。0