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PLC高速计数器对进口切纸机的改造

   针对这些必需的输入点数,选用了fx1s-30mr的plc,因为选用了切纸机人机界面,其它一些手动动作,如前进、后退、换刀等都通过人机界面实现,不需占用plc输入点,从而为选用低价位的fx1s系列plc成为可能,因为fx1s系列plc输入点最多只有16点。另外此系列plc的高速计数器具有处理频率高达60千赫的脉冲的能力,足可以满足切纸机对精度的要求。

    3.2编码器的选取

    编码器的选取要符合两个方面,一是plc接收的最高脉冲频率,二是进给的精度。我们选用的是编码器分辨率是500p/r(每转每相输出500个脉冲)的。通过验正可以知道此分辨率可以满足上面两个条件。验证所需的参数:电机最高转速是1500转/分(25转/秒)、进给丝杆的导程是10mm/转。验证如下:

    本系统脉冲最高频率=25转/秒×500个/转×2(a/b两相)=25khz

    理论进给分辨率=10mm/500=0.02mm

    同时由上面的数据知道进给系统每走1mm编码器发出50(此数据很重要,在plc程序的数据处理中要用到)个脉冲信号。由于此工程中对编码器的a/b相脉冲进行了分别计数,使用了两个高速计数器,且在程序中应用了高速定位指令,则此plc可处理的最高脉冲频率为30千赫,因此满足了第一个条件;我们的切纸机的载切精度要求是0.2mm,可知理论精度完全满足此要求。

    3.3切纸机变频器和hmi的选取

    这两个部件我们都选用了三菱公司的产品,分别是fr-e540-0.75k-ch和f920got-bbd-k-c。f920got是带按键型的hmi,它的使用和编程非常简单方便。它具有以下特点:(1)可以方便的实现和plc的数据交换;(2)通过本身自带的6个功能按键开关,可以控制plc内部的软继电器,从而可以减少plc输入点的使用;(3)具有两个通讯口,一个rs232c(用于和个人电脑通讯)和一个rs422(用于和plc通讯),利用电脑和f920got相连后不仅可以对hmi进行程序的读取和上传,还可以直接对plc的程序进行上传下载、调整和监控。

    4 切纸机plc和hmi程序的设计

    此工程中程序的难点主要在于数据的处理上。在切纸机工作过程中除手动让进给定位机构前进后退外,还要实现等分裁切功能和指定具体位置定位功能,并且hmi上还要即时显示定位机构的当前位置。我们为了简化程序中的计算,采用了两个高速计数器c235和c236。c236通过计算前进后退的脉冲数,再进行换算后用于显示进给机构的当前位置;c235用于进行精确定位。定位过程是这样的,每次进给机构需要定位工作时,通过计算把需要的脉冲数送到c235,不论进给机构前进还是后退c235进行减计数,同时对c235中的数值进行比较,根据比较结果驱动相应的输出点对变频器进行输出频率的控制,实现接近设定值时进给速度变慢,从而达到精确定位。因为任何系统都有惯性和时间上的迟滞,所以变频器停止输出的时间并不是c235中的计数值减小到0时,而是让c235和一个数据寄存器d130比较,当c235中的值减小到d130中的设定值时plc控制变频器停止输出。d130的值可通过人机界面进行修改和设定,在调试时通过修改这个值,以达到定位准确的目的。

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