基于PLC和觸摸屏控制的臺達(dá)伺服系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計

王海東

摘 要： 本文闡述在光伏玻璃生產(chǎn)線上，基于CP1H PLC和WEINVIEW觸摸屏控制的臺達(dá)伺服驅(qū)動倒角系統(tǒng)的程序設(shè)計及實現(xiàn)方法，并對其硬件組成、軟件組態(tài)、程序結(jié)構(gòu)及CP1H PLC在過程控制和運動控制中的應(yīng)用實踐進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞： CP1H PLC；觸摸屏；臺達(dá)伺服

在安彩高科光伏玻璃磨邊生產(chǎn)線上，倒角裝置是獨立于磨邊機的控制系統(tǒng)。其緊接短邊、長邊研磨工序后，主要完成玻璃的四角研磨。倒角機靠伺服電機軸端齒輪和絲桿齒條傳動完成玻璃前進(jìn)方向的跟隨動作，借助氣缸適時動作推動勻速旋轉(zhuǎn)的磨頭電機完成倒角動作。

1、控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)硬件配置主要包括：CP1H-XA40DT-D PLC，WEINVIEW觸摸屏--MT6070IH，臺達(dá)ASD-A-0721-B伺服驅(qū)動器，ECMA-C30807PS伺服電機。CP1H PLC通過RS232接口實現(xiàn)和觸摸屏的串行通訊，并通過高速計數(shù)/脈沖輸出指令實現(xiàn)對伺服驅(qū)動器的定位和過程控制。倒角機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：

2、組態(tài)設(shè)計

2.1、組態(tài)軟件

倒角機采用WEINVIEW觸摸屏，輸入電源電壓24VDC，設(shè)置三組異步式串行通訊端口：COM1（RS232/RS-485 2W/4W）， COM2（RS-232）， COM3（RS232/RS-485 2W），可同時連接3個不同協(xié)議的設(shè)備通訊，支持編程組態(tài)軟件EB8000 V2.0.0及更高版本。裝有組態(tài)軟件的PC機與其COM端連接，可實現(xiàn)組態(tài)畫面的上傳和下載，PLC通過COM接口與其連接，可實現(xiàn)PLC和觸摸屏的串行通訊。

2.2、通訊設(shè)置

WEINVIEW觸摸屏使用EB8000軟件進(jìn)行畫面組態(tài)，其設(shè)計步驟包括：畫面編輯、編譯、模擬與下載。編輯畫面保存為MTP工程文件，使用EB8000的編譯功能，將MTP文件編譯成可下載到觸摸屏的XOB文件。模擬分為離線和在線模擬，在線模擬前需正確設(shè)定PLC的通訊參數(shù)，選擇EB8000軟件的“編輯”菜單，選擇“系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置”，在“設(shè)備列表”里分別設(shè)定“本機HMI”和“本機PLC”主機類型，預(yù)設(shè)站點號，通訊接口類型，并在通訊參數(shù)里進(jìn)行COM口、波特率、PLC地址、數(shù)據(jù)位、通訊延時等設(shè)置。在HMI屬性里設(shè)置“HMI型號”、“站號”、“通訊端口號”等各項參數(shù)設(shè)置，通過正確設(shè)置各項參數(shù)，建立PLC和觸摸屏的端口匹配和連接方式。

2.3、組態(tài)畫面

通過EB8000功能選單上的窗口—開啟窗口—新增，建立需要的窗口類型，通過選取功能選單上的“元件”在相應(yīng)畫面中建立需要的開關(guān)、數(shù)值、字元、指示燈等各種元件。并在其屬性里設(shè)置讀取PLC名稱、類型、地址等對應(yīng)關(guān)系。

如上圖“倒前角時間”對應(yīng)數(shù)值元件：其屬性設(shè)置讀取PLC類型為“OMRON CJ1/CS1”，地址D3100. 其他如倒后角時間讀取PLC地址D3650，倒前角速度讀取PLC地址D3210等。

3、程序結(jié)構(gòu)

3.1 I/O設(shè)置

在CP1H PLC的I/0端進(jìn)行脈沖輸出端口設(shè)定， 100.00，100.01為脈沖輸出0端口，100.02，100.03為脈沖輸出1端口，并與臺達(dá)伺服驅(qū)動器SIGN，PUSLE端口建立連接。

3.2 程序設(shè)計

PLC主程序分為5段：程序啟動，倒角自動，伺服手動，回原點急停，倒角計算。啟動程序段：設(shè)定伺服電源Q：101.07、使能Q：101.01、倒角磨頭Q：101.05等輸出的啟動條件，通過伺服報警端口信號I：0.06、I0.07設(shè)定伺服故障輸出；自動程序段：分別按倒前角，前角回零，倒后角，回原點、倒角氣缸動作進(jìn)行程序設(shè)計，因倒角時必須快速追片再與磨邊傳動同步倒角，伺服輸出頻率應(yīng)先快后慢，需要用到頻率加減速控制ACC指令以及PLS2定位指令。如PLS2 ，#0 ，#11，D3150，#0代表以絕對脈沖從脈沖輸出0端口按CW/CCW方式脈沖輸出方式CW方向運行，并以0啟動頻率開始運行（D1504）個脈沖，按（D3150）加速比率加速到目標(biāo)頻率（D3153），之后從減速點開始以（D3151）減速比率減速到啟動頻率停止脈沖輸出。伺服手動程序段：因手動速度恒定，主要用到SPED頻率設(shè)定指令，如SPED，#1，#1，，D1500代表北倒角機從脈沖輸出1端口通過CW/CCW脈沖輸出方式按CCW方向連續(xù)模式以D1500頻率運行，通過W10.11下降沿決定停止位置。以1.08-1.11前后限位開關(guān)狀態(tài)決定CW/CCW極限位。在回原點程序段：主要用到原點ORG指令和動作模式控制INI指令，ORG指令使用前需要在軟件“系統(tǒng)設(shè)定“進(jìn)行各項參數(shù)設(shè)置，用INI指令來對指定端口進(jìn)行脈沖的輸出、中斷、停止命令。如INI，#0，#3，D1510代表脈沖輸出0端口脈沖停止。倒角計算段：主要通過各種運算指令和遞增遞減指令進(jìn)行伺服輸出的速度換算。

參考文獻(xiàn)

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