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关于松下PLC在绕线机上的综合应用

2007-08-07 10:51:17 来源:《国际电子变压器》2007年8月刊 点击:1536

随着工业自动化程度的不断提高,PLC(可编程控制器)在绕线机上的应用越来越广泛,本文主要结合绕线机控制系统的介绍,分析松下PLC在控制系统上如何选型的问题。
1 原理简介
绕线机主要由绕线机构和排线机构两大部分组成。绕线机构主要完成绕制匝数的控制功能,而排线机构主要完成绕制节距控制功能。其结构如下图1所示:
2 硬件配置
根据绕线机的结构要求,我们的绕线和排线系统可以有以下几种硬件组合:
1.交流变频系统 + 交流伺服驱动系统;
2.交流伺服驱动系统 + 交流伺服驱动系统;
其控制框图如下图2,图3所示:
3 控制系统的选型
专门的数控系统优点是功能很全面,适用于复杂的运动控制,价格比较高。最重要的是它对操作人员要求比较高,而在这里的控制程序单一,不需要操作人员经常的改变控制程序,所以不适合用在小型机床。
微型计算机+运动控制卡这种方案,硬件成本比前者要低一些,但是控制软件的稳定性对操作系统依赖性很高,操作系统一旦瘫痪,将直接影响生产的进行。另外计算机对环境要求高,体积大,可移动性差,不适合安装在小型机床上。
HMI和PLC本来就是面向工业环境设计的高稳定性产品,物理尺寸非常适合安装在小型机床上,价格也比较便宜。控制软件开发采用简单易学的LD梯形图语言。控制系统软件的开发,调试很容易,PLC运行非常稳定,几乎不需要程序维护。比较而言,HMI+PLC的方案应该是最好的选择,见图4。
4 PLC选型的几个原则
4.1 PLC输入输出点数的确定
由于PLC在工业领域的推广,当前市场上品牌众多,虽然它们在功能上大同小异,但其性能特点差异较大,所以PLC的选择必须结合控制系统对输入/输出(I/O)点的需求以及对其性能要求等诸多因素来考虑。当根据要求确定了PLC的品牌之后,接下来要做的就是确定其输入输出点数。
4.1.1 输入点数
如果把PLC比作人的大脑的话,输入就是指你发送给它的命令,当然这些命令要通过电信号获得。PLC的每一个输入端子对应一个电平信号,如图5所示。
这是一个松下FPΣ-C32TH输入的例子。图5中的SA1-SA8代表开关按钮,KA1-KA2代表中间继电器触点,SQ1代表传感器。电路设计很重要的一部分就是输入点的确定,这主要取决于为完成功能而采用的执行元件及传感器的使用情况,同时还要考虑到用户的操作习惯及便利来增删按钮。
4.1.2 输出点数
输出是指PLC接受命令后所要执行的动作。通常情况下,每一个输出点代表一个执行元件,如电磁阀、中间继电器线包、指示灯等。当选择晶体管输出型时,Y0,Y3两点还可以输出高频率的脉冲波形,以此来控制伺服驱动系统。
将输入输出点数相加,就是所需的PLC的点数。当然,PLC的点数不是连续的。松下FPΣ一般分8点、16点、24点、32点、64点等,在选择时,要在你实际点数的基础上,向上靠一级就可达到要求。我们绕线机选用32点型PLC。
4.2 是否需要增加其它功能
输入输出点数确定以后,还要考虑是否需要增加其它的功能。如温度控制、模拟量输入、远程链接、伺服电机驱动等。而绕线机是控制伺服驱动电机,所以需要晶体管输出型PLC。
4.3 性价比原则
上述两点确定之后,接下来要做的就是确定PLC的类型。用不同的PLC搭配组合可以实现同样的功能,当然就要考虑性价比的原则,谁的性价比高就选用哪一种。
根据以上原则,我们最终决定选择的PLC型号如下:
型    号:FP∑- C32TH(晶体管输出型)
主要特点:
●高速计数功能:单相最高50KHz, 双相最高30KHz;
●脉冲输出功能:单路最高100KHz, 双路最高60KHz;
4.4 与周边设备的匹配
现在通用的人机界面都是触摸屏,主流产品一般都能与常用的PLC匹配使用,我们不需对此过分担心。我们选择eView公司的触摸屏(MT506S(L),5.7寸)。使系统操作方便,显示直观。
5 结束语
可编程控制器作为现代控制装置中的主流产品,在可预见的将来,必将在绕线机控制系统上得到更为广泛的应用。

参考文献
[1]周茂祥主编,低压电器设计手册[M].北京:机械工业出版社,1992
[2]廖常初主编,可编程序控制器应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,1998

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