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永宏PLC應用于玻璃磨邊機

時間：2015-04-20 16:30:53來源：楊聰瑜

導語：?本文主要內容為介紹永宏PLC及伺服在玻璃磨邊機的應用。首先調查了關于玻璃機械行業(yè)的現(xiàn)況，然后通過客戶所給予的控制要求對電氣部分進行選型；再者針對加工工藝來確定程序的流程框圖，完成程序的編寫與調試。同時還分享了調試過程所遇到問題及解決方法。

摘要：本文主要內容為介紹永宏PLC及伺服在玻璃磨邊機的應用。首先調查了關于玻璃機械行業(yè)的現(xiàn)況，然后通過客戶所給予的控制要求對電氣部分進行選型；再者針對加工工藝來確定程序的流程框圖，完成程序的編寫與調試。同時還分享了調試過程所遇到問題及解決方法。

關鍵詞：永宏PLC；伺服；玻璃磨邊機

一、項目簡介

1.1 行業(yè)介紹

中國的玻璃機械產業(yè)發(fā)展始于上個世紀90年代初，主要由外資（臺資）企業(yè)的遷移開始在國內生根發(fā)芽，隨著世界加工廠的地域轉移以及中國相關產業(yè)的飛速發(fā)展，玻璃機械加工產業(yè)開始在中國迅速發(fā)展。到20世紀初，出現(xiàn)了跟隨玻璃加工企業(yè)的產生而產生的趨勢。出現(xiàn)了佛山，深圳，廣州，上海，杭州，蘇州，張家港等比較集中的產業(yè)區(qū)。從玻璃機械發(fā)展來看，重心一直都是在南部及沿海地區(qū)，對于北方做玻璃機械的企業(yè)并不是很多，在這樣一個現(xiàn)狀下如果北方出現(xiàn)新型的玻璃機械，那將是一個很好的市場開拓。

圖1-1 玻璃磨邊機

1.2 客戶需求

（1）、1#機寬度自動調整、2#機寬度在1#機加工過程中檢測寬度后，自動調寬；

（2）、2#機自動調寬的精度在1mm以內；

（3）、傳送帶運行速度動態(tài)可變、具備手動測試功能；

（4）、可進行調寬與不調寬模式切換（即該批次規(guī)格一樣，直走就可以）；

（5）、可自動調寬和手動輸入調寬模式切換使用。

1.3 解決方案

玻璃磨邊機主要就是對剛切割完的直角玻璃進行倒角的磨削；該項目主要用于加工方形的玻璃的生產。設備采用2套磨邊設備進行加工，1號機通過兩個光電配合檢測自動調寬；2號機則通過1號機處光電的上升沿到下降沿計數(shù)編碼器的數(shù)值，然后通過聯(lián)機將1號的數(shù)值傳送到2號機進行程序處理轉換成伺服需要走的距離實現(xiàn)全程自動調寬的功能。工作過程中中間玻璃通過一個轉片臺將玻璃進行90度的旋轉，以讓2號機對另外兩邊進行加工。

1-2 設備結構圖

設備的控制方式是由觸摸屏做主站，聯(lián)機兩臺PLC做從站進行控制；再者PLC做主站，外圍的伺服和變頻器做從站的通訊控制方式。應用該方式主要是因為客戶之前的設備使用的其它產品的品牌主要以該方式控制，其廠家技術也比較熟悉該方式，但是用之前品牌做的時候設備通訊不穩(wěn)定；改用我們產品后繼續(xù)使用同樣的方式進行控制。

1.4 方案背景

永宏B1系列的簡易PLC，在自帶一個通訊口和擴展兩個通訊口的能力，在應用到通訊方面有很強的兼容性和穩(wěn)定性；PLC的高速計數(shù)應用的是硬件高速計數(shù)，并且可以達到50K的脈沖輸入頻率檢測，對于性價比參數(shù)評價是相當高的。

二、硬件設計

本系統(tǒng)控制器選用永宏B1-40MR2-D24主機；設備的運動平臺控制選用1套FSD-E2-020-2的伺服驅動器和FSM的伺服電機；觸摸屏選用的是昆侖通態(tài)的7寸觸摸屏—可進行參數(shù)設置、運行狀態(tài)顯示、控制及監(jiān)視等，1臺設備選用2套，具體如結構圖示。

2.1 硬件結構圖

圖2-1

如圖2-1所示，整個系統(tǒng)的電控部分、執(zhí)行部分核心都采用永宏產品，這就為玻璃機械行業(yè)提供了性價比非常好的解決方案；永宏PLC對走通訊本身具有通訊擴展能力強，通訊速度快、穩(wěn)定等特點，執(zhí)行機構伺服定位準、精度高；成套產品都使用永宏的產品使設備的穩(wěn)定性能達到最好。

2.2 工作原理

玻璃自動磨邊機是由PLC通過控制伺服驅動器驅動伺服電機帶動一個磨頭和傳送機構前后調寬，而后進行玻璃四邊的磨削加工設備。設備是一條流水線，有兩臺一樣的運動機構，其中1#機傳送機構的在玻璃壓到上片開關后，由檢測玻璃的兩個光電狀態(tài)，來判斷玻璃的位置；如果玻璃小于當前機構的寬度（兩光電不得點），設備往小運行，相反如果玻璃大于當前寬度（兩光電得電），設備往大運行。運行過程中通過一個光電上下升沿來檢測玻璃另一邊的寬度，然后將寬度值傳到2#機通過內部位置控制進行自動調寬。這樣玻璃從1#機運行到2#機的出去就完成了四邊磨。

2.3 PLC電氣接線圖

圖2-2 PLC輸出控制部分電氣接線圖

圖2-3 PLC輸入控制部分電氣接線圖

三、軟件設計

3.1 PLC控制流程圖

圖3-1 控制流程圖

3.2 程序分析介紹

3.2.1 1#機自動調寬過程：

圖3-2 回原點程序

如圖3-2所示，程序中的M52是判斷光電開關X5、X6的狀態(tài)；如果有開關得電（即M52狀態(tài)為“1”），表示當前位置比上片的玻璃寬度要小，那么調寬機構就應該往大走，如N033網絡輸出M306控制速度模式的多段速1段速使能，機構往正方向運行；待2個開關都為“0”狀態(tài)（即M52下降沿），設備延時停下后切到2段速即反向運行，此時當檢測到第一個光電后減速（切到3段速），待檢測到第二個光電得電延時一個時間后，調寬停止完成調寬動作。第一個往外延時是做一個緩沖作用，第二個延時可調是用于調節(jié)靠輪與傳送帶的間隙。

如果上片開關得電后檢測到M52的狀態(tài)為“0”，則直接使能速度模式2段速反向運行；待檢測到第一個光電就減速到第二個光電延時停止完成調寬動作。

3.2.2 2#機自動調寬過程

2#機的自動調寬采用的控制方式為內部位置控制的絕對值位置控制；采用對當前位置進行校正處理，即記錄當前的位置寬度，并且將伺服的當前位置清除，多功能引腳的清除脈沖誤差量使能（脈沖誤差量清除模式設為重設機械原點）。

圖3-3 寬度輸入與校正位置比較程序

如圖3-3所示，通過當前寬度輸入（手動輸入或自動檢測脈沖值轉換后）與寬度校正時所記錄的校正值進行比較，比較后的狀態(tài)用于計算當前輸入寬度與校正時之間所差的絕對值位置差，將其轉換計算成圈數(shù)和脈沖數(shù)；這邊處理了主要運用3個狀態(tài)主要是因為正反向的齒輪間隙補償不一樣。

圖3-4 寬度輸入與當前位置比較程序

如圖3-4所示為寬度輸入與當前位置比較差值的狀態(tài)，由圖3-3所知為了克服設備所存在的齒輪間隙誤差，程序處理是讓自動調寬過程都是以反方向結束的動作，如果輸入值與當前位置大，程序會在圈數(shù)有個緩沖圈讓機構在到達輸入值的那個點多走一段距離再方向運行到設定值，這樣的處理來客戶齒輪間隙誤差。

3.3 加工模式切換控制程序

加工模式：1、自動調寬模式；設備從玻璃上片到加工出片，全程實現(xiàn)自動磨邊和調寬動作，最后加工成品；

2、手動調寬模式；設備在玻璃上片前要先量好玻璃的尺寸，并且在觸摸屏上操作輸入寬度值，并按執(zhí)行進行手動調寬；然后再上片進行加工成品。

兩種模式如果都是成批量的加工相同尺寸的玻璃，有一個轉換開關控制是否調寬的功能，如果開關打在不調寬的狀態(tài)，直接正常連續(xù)送片即可加工。