宁夏西门子PLC总代理商
储片机
玻璃进入储片机,不需储片时,此机作为输送段,储片启动时有两个感应器(大玻璃与小玻璃)大玻璃时,小玻璃感应器不工作,反之大玻璃感应器不工作。储片架每次上升距离为40mm,玻璃输送时储片架不能上升,下降。输送台有玻璃片储片架不能下降,储片架下降完成启动输送至精定位。
3. jingque预定位
玻璃片进入精定位,感应器感应到玻璃,输送停止。定位托架上升(气缸驱动)此二项动作同时进行,托架上升机头下降完成,伺服电机启动。开始精定位,精定位完成,穿梭输送上升(气缸驱动)上升完成,启动真空泵,完成吸附玻璃,伺服电机复位,定位托架下降,精定位机头上升,穿梭输送启动送至印刷机。
4. 印刷主机
玻璃进入印刷机,穿梭输送停止,真空吸附关闭,穿梭架下降重新复位到预定位,与此同时台板吸风启动,印刷机头下降,刮刀气缸下降,印刷启动,离网启动,离网距离可自行设定,印刷完成,防滴墨气缸启动,离网复位,机头上升,刮刀上升,回油刀气缸下降启动回油,印刷完成的同时,吸风停止,穿梭架上升,真空泵启动,穿梭架输送开始送至出料擦墨。
5. 擦洗网版
擦洗网版时,松开锁紧气缸,抽出网版,推入网版时感应开关感应到网版,启动锁紧气缸完成网框定位。
6. 出料擦墨
玻璃进入出料擦墨机,不需擦墨时此机作为传送带,擦墨启动时,机头锁紧气缸松开,机头输送启动,卷纸启动,输送卷纸完成,吸风启动,(气缸)机头下降,刮刀气缸下降,下降完毕,启动印刷完成擦墨,吸风停止,机头上升,机头输送启动。输送完成,机头锁紧气缸启动,完成机头复位。
7. 灯箱检测机
玻璃进入灯箱检测机,不需要检测时此机作为输送段,需检测时,斜转架上的气缸升起,斜转架启动,当转动至30°时,检测灯箱开启,转动灯箱,检测玻璃时不影响玻璃输送,检测完成,灯箱启动复位,斜转架下降,斜转架下降时输送台上不能有玻璃片。
二、控制系统构成
整个机器多达7处需要jingque的定位控制,有两个轴(印刷轴和离网轴)需要作凸轮盘同步控制,而且根据印刷的玻璃大小,凸轮盘要求很方便的通过人机界面改变凸轮形状。SIMATICCPU315T-2DP集成逻辑控制和运动控制功能,它做运动控制多可以控制8个轴、16个凸轮盘,有两个通讯口,其中一个是ProfibusDP(DRIVE)口,速度可达12M bits/sec,通讯是采用ISOCHRONE MODE(等时同步)模式。ISOCHRONEMODE是PROFIBUS DP 通讯的新技术,它可以使PROFIBUS DP 的总线周期保持恒定,从而可以大大提高通讯的稳定性,提高传动控制系统的稳定性和精度。IM174和ET200均连在此口下,以满足运动控制工艺的要求。另外一个通讯口是标准的MPI/DP口,速度可达12Mbits/sec。用于连接到上位机PC、HMI和其他标准的DP 从站。用户可以通过该通讯口,连接标准的ET200进行S7-300PLC功能的扩展。
在以往我们都会选择FM353或者FM354做定位,而做凸轮盘就要使用FM357-2,但是这种方案成本较高且编程很繁杂,使用、调试的工作难度也很大。如果选用SIMATICT-CPU通过IM174模块控制第三方伺服,只需要一个CPU315T-2 DP和2块IM174就够了,还有一个通道可以用来作测量摖墨纸输送长度。这个方案及满足力系统所需要的运动控制功能,又大大的降低了成本并且大大的简化了编程和调试工作,缩短了系统开发周期。
硬件配置如下:
控制系统结构框图如下图所示:
三、控制系统完成的功能
本系统的一个技术难点就是机器在印刷不同规格的玻璃时,印数轴的工作行程要求可以是随意调整的,例如:印刷轴的大工作行程时0~1800mm,离网的大工作行程是0~40mm,他的同步关系如下图黑色线所示,但在印刷小玻璃时,为了提高效率,可能需要将印刷工作行程改为300~1500mm,离网同步的关系改成下图红色线所示,
可见该系统需要一个可以在HMI就可以改变形状的凸轮盘,在SIMATICT-CPU凸轮盘清除和生成功能正好可以非常容易地解决这个技术难题。
四、项目的实施与运行
该系统从设计到调试,一共花了一个多月的时间,实现了客户要求的所有功能,整机印刷速度达到12片/分钟
五、应用体会
1. 之前我使用过西门子的SIMOTION D425运动控制器,这次选用的西门子SIMATICT-CPU运动控制器。这两个控制器的运动控制功能都是一样的,因为它们都是采用西门子SIMOTION Kernel软件内核,但在使用上却有很大的区别。
2. SIMOTION采用专门的编程语言MCC、SCL、等,需要很长一段时间去适应和学习。SIMATIC T-CPU是一个标准的S7-300 CPU,简单地通过集成在STEP7 环境下的工艺软件包(S7Technology)来配置和编程,是工程师所熟悉的S7-300 PLC的编程语言环境,例如:梯形图LAD,STL,FBD,S7-SCL,CFC,SFC,S7-GRAPH。工程师初次应用时,不用经过技术培训,上手使用就非常迅捷。
3. SIMATIC T-CPU可以很方便的同上位机通讯,跟以往用S7-300 PLC一样,非常轻松就可以把位于SIMOTIONKernel 内核的各个伺服轴数据显示上来。当逻辑控制需要轴的数据时,可以直接从轴的数据块DB中找到,非常方便。在SIMATICT-CPU中轴的配置和SIMOTION是一样的,运动控制的程序编写只是简单的调用相应的功能就可以实现。
4. 因为SIMATIC T-CPU是一个标准的S7-300PLC逻辑控制器,所以在拥有了运动控制功能的同时,依然保留了强大的PLC逻辑控制功能,SIMATICNET通讯功能,而且非常容易实现。而采用SIMOTIOND作为控制器时,编写逻辑控制程序时非常复杂难以实现。例如,做一个定时功能,在PLC中仅仅调用一个指令就可以实现了。但是,在SIMOTION中做一个定时功能,需要调用一个复杂的功能块。当想用SIMOTION来编写一些标准块时,更是难以实现。
5. 当定位要求不是很jingque、动态响应很迅捷的时候,使用SIMATICT-CPU通过控制变频器,就可以完成定位功能。这样,更是大大降低了OEM厂家的设备开发成本。
一、项目简介
1.江苏新瑞机械有限公司坐落于江苏常州,是一家从事数控设备的研发、生产、销售和服务的现代化制造型企业。公司主要产品覆盖立式加工中心全部系列、数控车床全部系列、SR系列压铸机全部系列,具有高速度、高精度、高可靠性等特点。新瑞机械秉承“务实敬业、合作高效、锐意进取、精益求精”的企业精神,把的产品贡献给客户,把yongbu满足留给企业,把信心、技术和竞争力来实现“构筑业界企业,争创业内品牌”的承诺。
2.压铸机的主要工作原理是压铸成型。在高压的作用下,使液态或半液态的金属,以较高的速度填充压铸型型腔,并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。系统有2组比例阀:比例压力和比例流量,用来控制机器的液压动作,如动芯一入、动芯二入、静芯入、动芯一出、动芯二出、静芯出、开模、合模、顶针进、顶针退;压射动作分3步:慢压射、快压射和增压射,由3个独立的步进电机调节油泵的开口;辅机由喷雾机械手、给汤机械手和取件机械手组成,动作速度由画面设定,由相应的变频器控制输出。
3.项目当中使用的西门子自动化产品的型号、数量、类型、何种控制对象
4.照片
新瑞SR150型压铸机
二、控制系统构成
1.硬件配置、系统结构及选择依据
系统由HMI和S7-300型PLC构成。因为有位置、压力、速度等曲线需要显示,所以选择了OP27010。显示效果比较好,有操作按键,容易维护;由于需要3路PWM输出控制步进电机,所以选择了CPU313C,几乎全部利用该CPU的数字量输入输出及模拟量输入输出,性价比非常好;另外,由于压射过程非常快,通常为10-50m/s,有时甚至可以达到100m/s以上。系统需要高速采集大量的数据进行显示、分析和比较,因此选择了SM335模块,它的模拟量输入输出速度快、精度高,还可以产生硬件中断。
2.附加系统的硬件配置图,网络结构图,应用中的监视画面。
辅机系统主要是由3个机械手构成:喷雾机械手、给汤机械手和取件机械手。他们根据压铸机的动作循环,在相应的位置进行动作。
3.多种可选方案的比较:由于有3个步进电机需要控制,在选择方案时考虑过用CPU313C加3个FM353模块,该模块是1轴步进电机定位模块,高脉冲频率可达200KHz,但此方案成本太高;考虑到本机器对脉冲频率要求不高,CPU313C模块中集成的3路PWM输出脉冲频率可达2.5KHz,已经完全可以满足系统的要求。因此只用1个CPU313C就完成控制要求,性价比很完美!
三、控制系统完成的功能
1.整个控制系统可以分为人机界面显示部分和PLC控制部分。其中PLC控制系统可以分为以下几个部分:压铸机动作顺序控制、压射曲线显示、PWM输出控制和机械手控制。压铸机的动作控制如开模合模,是根据不同的位置送出不同的压力和流量,通常合模分4级,开模分3级。考虑到液压动作的平滑,本系统加了软件斜率,在每个动作的开始、切换和结束时都要通过斜率平滑过渡,使动作很流畅而且声音很小。在机器的使用过程中模具的调整很麻烦,自动调模功能自动完成的繁琐的调节过程,简化操作;压射过程对机器的成型非常重要,需要采集大量的位置、压力和位置数据,压射动作分3步:慢压射、快压射和增压射,由3个独立的步进电机调节油泵的开口控制压射的速度;PWM输出是控制3个独立的步进电机,分别对应慢压射、快压射和增压射的速度。控制上由PLC调用系统功能块SFB49来实现;本机器配备了3个机械手:喷雾机械手、给汤机械手和取件机械手,他们是可选的。根据压铸机的动作循环,在相应的位置进行动作。
脉宽调制功能是系统集成功能,仅需在硬件配置中作简单设定后,即可在PLC程序中调用SFB49,使用非常方便。
CALL SFB 49 , "DI_PULSE_1"
//慢压射
LADDR :="DI_PULSE_1".LADDR
//Count Address:768
CHANNEL :=0
SW_EN :="DI_PULSE_1".SW_EN
MAN_DO :="DI_PULSE_1".MAN_DO
SET_DO :="DI_PULSE_1".SET_DO
OUTP_VAL:="DI_PULSE_1".OUTP_VAL
JOB_REQ :="DI_PULSE_1".JOB_REQ
JOB_ID :="DI_PULSE_1".JOB_ID
JOB_VAL :="DI_PULSE_1".JOB_VAL
STS_EN :="DI_PULSE_1".STS_EN
STS_STRT:="DI_PULSE_1".STS_STRT
STS_DO :="DI_PULSE_1".STS_DO
JOB_DONE:="DI_PULSE_1".JOB_DONE
JOB_ERR :="DI_PULSE_1".JOB_ERR
JOB_STAT:="DI_PULSE_1".JOB_STAT
2.在压射过程中如何高速采样位置、压力和速度数据是项目的难点。在硬件上,我们选用SM335模块,它的模拟量输入处理速度约为每通道200us,精度为14位,并产生硬件中断OB40。系统中设定了2ms的硬件中断,在压射过程中采集位置、压力和速度数据;在PLC程序方面,我们使用了变址寻址的编程技巧,压缩程序空间,提高运行效率,使系统可以在2ms的中断周期内完成运算;在HMI方面,配置了TREND曲线,在压射过程结束后可以马上更新曲线。
L#Index
SLD4
LAR1
OPN"DB_Curve"
L#Act_Pos
TDBW [AR1,P#0.0] // Actual bbbbbbbb
L#Act_Prs
TDBW [AR1,P#4000.0] // Actual Pressure
L#Act_Pos
L#Act_PosPre
-I
L33
*I
TDBW [AR1,P#8000.0] // Actual Speed
L#Act_Pos
T#Act_PosPre
L#Index
+1
T#Index
3.附加生产工艺当中有特点或较典型的设备或工艺照片。
四、项目运行
系统在2005年4月份投入使用后,运行情况良好,获得用户的好评。该方案将用在大型、的压铸机上。由于压铸机的使用环境非常恶劣,因此硬件很可靠性非常重要,S7-300坚固的硬件保证了系统的可靠性。而HMI方面由于使用了OP27010,操作简便,显示效果比较好,也回避了触摸屏的一些缺点,如不适合使用在多油污、金属碎片的环境等。
五、应用体会
项目进行当中,深深地感到西门子自动化产品无与伦比的灵活性。STEP7强大而便捷的编程功能和PROTOOL灵活自如的组态性能使项目的编程和调试进展非常快。更改容易,维护方便。在PLC的编程中,使用了符号编程,简单明了,易学易懂易维护。为了节约成本,编程中使用模块化编程和变址寻址,大量压缩程序空间,否则必须使用更高一挡的CPU314C-2DP。
当然在调试的过程中,也在所难免地遇到了麻烦。PWM输出原本是集成功能,很方便使用。但由于我们节约成本,使用CPU313C上的数字量输入点,在没有配置使用硬件门的情况下,CPU313C上的部分数字量输入点还是会影响3通道的PWM输出。由于西门子手册上的描述也不确切,在求助无门的情况下,对CPU313C上的数字量输入点一一进行测试并与3通道的PWM输出对照,终于弄清楚了硬件门的准确定义,完满解决了问题。