時(shí)間:2018-03-19 10:32:35來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
1引言
切紙機(jī)械是印刷和包裝行業(yè)最常用的設(shè)備之一。papercutter造紙工業(yè)中切裁成平板紙的設(shè)備。分為甩刀切紙機(jī)(又分單刀和雙刀兩種)和平刀切紙機(jī)兩類。甩刀切紙機(jī)包括由上刀、下刀組成的縱切機(jī)構(gòu),回轉(zhuǎn)長(zhǎng)刀與固定底刀組成的橫切機(jī)構(gòu)??赏瑫r(shí)分切6~10個(gè)紙卷。平刀切紙機(jī)是平臺(tái)上有可升降的閘刀,將平張紙?jiān)偾幸?guī)定的尺寸。用于將大張紙切成小尺寸紙用。切紙機(jī)械由生活用紙切紙機(jī)和工業(yè)用切紙機(jī)組成,種類繁多,自動(dòng)化程度不一。目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行切紙?jiān)O(shè)備進(jìn)給定位系統(tǒng)改造主要有兩種方式,一是利用單片機(jī)結(jié)合變頻器實(shí)現(xiàn),一是利用單片機(jī)結(jié)合伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),不過此兩種改造方案成本都在兩萬元以上。并且單片機(jī)系統(tǒng)是由專業(yè)開發(fā)公司設(shè)計(jì),技術(shù)保守,一旦出現(xiàn)故障只能交還原公司維修或更換,維修周期長(zhǎng)且成本高,不利于改造后設(shè)備的維護(hù)和使用。HMI是HumanMachineInterface的縮寫,“人機(jī)接口”,也叫人機(jī)界面。人機(jī)界面(又稱用戶界面或使用者界面)是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介,它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。
人機(jī)界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成,硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等,其中處理器的性能決定了HMI產(chǎn)品的性能高低,是HMI的核心單元。根據(jù)HMI的產(chǎn)品等級(jí)不同,處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。HMI軟件一般分為兩部分,即運(yùn)行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運(yùn)行于PC機(jī)Windows操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件(如JB-HMI畫面組態(tài)軟件)。使用者都必須先使用HMI的畫面組態(tài)軟件制作“工程文件”,再通過PC機(jī)和HMI產(chǎn)品的串行通訊口,把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運(yùn)行。
2改造的可行性分析
現(xiàn)在的大多PLC都具有高速計(jì)數(shù)器功能,不需增加特殊功能單元就可以處理頻率高達(dá)幾十或上百KHz的脈沖信號(hào),而切紙機(jī)對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的精度和響應(yīng)速度要求不是很高??梢酝ㄟ^對(duì)切紙機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算,合理的選用編碼器,讓脈沖頻率即能在PLC處理的范圍內(nèi)又可以滿足進(jìn)給的精度要求。在進(jìn)給過程中,讓PLC對(duì)所接收的脈沖數(shù)與設(shè)定數(shù)值進(jìn)行比較,根據(jù)比較結(jié)果驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的輸出點(diǎn)對(duì)變頻器進(jìn)行輸出頻率的控制,實(shí)現(xiàn)接近設(shè)定值時(shí)進(jìn)給速度變慢,從而減小系統(tǒng)慣性,達(dá)到精確定位的目的。
3主要控制部件的選取
3.1PLC的選取
設(shè)備需要的輸入輸出信號(hào)如下:
x0脈沖輸入
x1脈沖輸入
x2前限位
x3后限位y3前進(jìn)!
x4前減速位y4后退
x5電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)y5高速
x6刀上位y6中速
x7滑刀保護(hù)y7低速
x10壓紙器上位y10
x11光電保護(hù)y11
x12小車后位y12進(jìn)給離合
x13雙手下刀按鈕y13壓板下
x14停止按鈕y14刀離合
x15連桿保護(hù)y15電機(jī)禁啟動(dòng)
x16刀回復(fù)到位
針對(duì)這些必需的輸入點(diǎn)數(shù),選用了FX1s-30MR的PLC,因?yàn)檫x用了人機(jī)界面,其它一些手動(dòng)動(dòng)作,如前進(jìn)、后退、換刀等都通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn),不需占用PLC輸入點(diǎn),從而為選用低價(jià)位的FX1s系列PLC成為可能,因?yàn)镕X1s系列PLC輸入點(diǎn)最多只有16點(diǎn)。另外此系列PLC的高速計(jì)數(shù)器具有處理頻率高達(dá)60千赫的脈沖的能力,足可以滿足切紙機(jī)對(duì)精度的要求。
PLC=ProgrammableLogicController,可編程邏輯控制器,一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時(shí),計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController,PLC),它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展,這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍,因此,今天這種裝置稱作可編程控制器,簡(jiǎn)稱PC.但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)的簡(jiǎn)稱混淆,所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC,plc自1966年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司(DEC)研制出現(xiàn),現(xiàn)行美國(guó),日本,德國(guó)的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良,功能強(qiáng)大。
3.2編碼器的選取
編碼器的選取要符合兩個(gè)方面,一是PLC接收的最高脈沖頻率,二是進(jìn)給的精度。我們選用的是編碼器分辨率是500P/R(每轉(zhuǎn)每相輸出500個(gè)脈沖)的。通過驗(yàn)正可以知道此分辨率可以滿足上面兩個(gè)條件。驗(yàn)證如下:
本系統(tǒng)脈沖最高頻率=25轉(zhuǎn)/秒&TImes;500個(gè)/轉(zhuǎn)&TImes;2(A/B兩相)=25KHz
理論進(jìn)給分辨率=10mm/500=0.02mm
同時(shí)由上面的數(shù)據(jù)知道進(jìn)給系統(tǒng)每走1mm編碼器發(fā)出50(此數(shù)據(jù)很重要,在PLC程序的數(shù)據(jù)處理中要用到)個(gè)脈沖信號(hào)。由于此工程中對(duì)編碼器的A/B相脈沖進(jìn)行了分別計(jì)數(shù),使用了兩個(gè)高速計(jì)數(shù)器,且在程序中應(yīng)用了高速定位指令,則此PLC可處理的最高脈沖頻率為30千赫,因此滿足了第一個(gè)條件;我們的切紙機(jī)的載切精度要求是0.2mm,可知理論精度完全滿足此要求。
3.3變頻器和HMI的選取
這兩個(gè)部件我們都選用了三菱公司的產(chǎn)品,分別是FR-E540-0.75K-CH和F920GOT-BBD-K-C.
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