CN102073299A

CN102073299A - 一种伺服调速plc控制的定尺飞锯机控制***

Info

Publication number: CN102073299A
Application number: CN 201010567491
Authority: CN
Inventors: 高国宏; 马丽; 于长波
Original assignee: DALIAN SANGAO HEAVY INDUSTRY EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: DALIAN SANGAO HEAVY INDUSTRY EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2011-05-25

Abstract

本发明公开了一种伺服调速可编程控制器PLC控制的定尺飞锯机控制***，包括可编程控制器PLC、钢管编码器、高速计数模块、操作屏和伺服驱动器，可编程控制器PLC采用双DP接口的CPU315-2DP，其DP1接口与伺服驱动器相连、DP2接口与操作屏及焊管生产线其他设备连接；钢管编码器与高速计数模块连接，高速计数模块安装在可编程控制器PLC的主机架上。本发明的机组部分和飞锯部分共用一个可编程控制器PLC，使机组控制与飞锯控制形成无缝连接，接口信号更加灵活可靠，飞锯的功能扩展变的简单。同时也降低了成本。可编程控制器PLC等模块都为西门子常用类型，编程采用梯形图语言，利于用户的维修和备件。

Description

一种伺服调速PLC控制的定尺飞锯机控制***

技术领域

本发明涉及一种焊管生产线使用的飞锯机，特别是一种伺服调速可编程控制器PLC控制的定尺飞锯机控制***。

背景技术

目前，焊管生产线使用的飞锯机通常采用专用飞锯控制器或可编程控制器PLC及相应驱动器来完成飞锯的计算和控制。这种控制***对于整套机组制造商及最终用户有以下不足：

1、这种控制器由少数制造商专门生产，一旦发生硬件损坏，需向特定制造商购买更换控制器，订货周期长并且不可预见。

2、这种控制器有固化的飞锯程序及有限的联络功能，对于整套焊管生产线制造商的调试及最终用户的维护、功能扩展带来不便。

3、焊管生产线中机组部分的控制需要一个可编程控制器PLC，而飞锯控制又需要一个单独的控制器或可编程控制器PLC，这对于整套生产线制造商在一定程度上造成了浪费。

发明内容

为解决现有技术的上述问题，本发明的目的是针对现有飞锯机对于焊管设备制造商存在的问题，提供一种结构简单、通用性强和低成本的伺服调速可编程控制器PLC控制的定尺飞锯机控制***。

一种伺服调速可编程控制器PLC控制的定尺飞锯机控制***，包括可编程控制器PLC、钢管编码器、高速计数模块、操作屏和伺服驱动器，所述的可编程控制器PLC采用双DP接口的CPU315-2DP，其DP1接口与伺服驱动器相连、DP2接口与操作屏及焊管生产线其他设备连接；所述的钢管编码器与高速计数模块连接，所述的高速计数模块安装在可编程控制器PLC的主机架上。

本发明所述的伺服驱动器采用西门子SINAMICS系列的S120伺服驱动器，高速计数模块采用FM350-2高速计数模块。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明的机组部分和飞锯部分共用一个可编程控制器PLC，使机组控制与飞锯控制形成无缝连接，接口信号更加灵活可靠，飞锯的功能扩展变的简单。同时也降低了成本。可编程控制器PLC、伺服驱动器及高速计数模块都为西门子常用类型，编程采用梯形图语言，利于用户的维修和备件。

2、由于本发明所用的部件和元器件和编程语言都是现阶段最常用的，所以通用性和兼容性好。

附图说明

图1是本发明的***结构图。

图2是本发明的程序流程图。

图3是本发明的功能结构图。

图中：1、可编程控制器PLC；2、计数模块；3、伺服驱动器，4、操作屏；5、定尺小车；6、伺服电机；7、钢管编码器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-3所示，一种伺服调速可编程控制器PLC1控制的定尺飞锯机控制***，包括可编程控制器PLC1、钢管编码器7、高速计数模块2、操作屏4和伺服驱动器3，所述的可编程控制器PLC1采用双DP接口的CPU315-2DP，其DP1接口与伺服驱动器3相连、DP2接口与操作屏4及焊管生产线其他设备连接；所述的钢管编码器7与高速计数模块2连接，所述的高速计数模块2安装在可编程控制器PLC1的主机架上。所述的伺服驱动器3采用西门子SINAMICS系列的S120伺服驱动器3，高速计数模块2采用FM350-2高速计数模块2。

本发明的工作原理如下：可编程控制器PLC1的DP1接口与伺服驱动器3相连，伺服驱动器3通过伺服动力电缆控制伺服电机6的运转、通过伺服编码器反馈电缆读取定尺小车5的位置及速度信息并控制定尺小车5的速度；可编程控制器PLC1的DP2接口用于连接操作屏4及焊管生产线其他设备。钢管编码器接到高速计数模块上，读取定尺小车5的位置及速度信息并控制定尺小车5的速度；DP2接口用于连接操作屏4及焊管生产线其他设备。钢管编码器7接到高速计数模块2上，用于检测钢管的长度及线速度。高速计数模块2放在可编程控制器PLC1主机架上，以便最快读取编码器数值。

下面通过实施例说明本发明的具体工作过程如下：首先组建一个以可编程控制器PLC1为主站，伺服驱动器3为从站的profibus网络，通讯速率为12Mbps。报文选用位置控制标准报文，可以通过状态字读出定尺小车5的实际位置s及实际线速度v_b，同时可以通过控制字来控制定尺小车5的线速度v及加、减加速度倍率。伺服驱动器3中设定定尺小车5的加速度为a。钢管编码器7接到高速计数模块2的两个通道上，一个通道设定为计数模式，用来测量钢管的出管长度c。另一个通道设定为测量模式，用来测量钢管的线速度v₀。钢管测长辊的周长为400mm，钢管编码器7为1000线，通过计数模块2四倍频处理则使此测量***的分辨率为0.1mm。为了达到单位统一，设定长度L及定尺小车5实际位置s的单位也为0.1mm。

操作屏4输入设定长度L，则差值b定义为设定长度a与出管长度c值差，即：

b＝c-L。

通过可编程控制器PLC1的实时监测计算，

当

b > \frac{{v_{0}}^{2}}{2 a}

时，

可编程控制器PLC1对伺服驱动器3发出启动命令，并给定速度

v = K^{3} \sqrt{b - s} + v_{0}

式中，K为比例系数，根据现场调试情况调整，一般为2～6。

当b＞s即定尺小车5位置落后于锯切位置时，v＞v₀即定尺小车5速度大于钢管速度；同样当b＜s即定尺小车5位置超前于锯切位置时，v＜v₀即定尺小车5速度小于钢管速度。两种情况都使b-s的差值减小，最终当可编程控制器PLC1计算比较，

当|b-s|＜L_d且|v-v₀|＜v_d时，其中L_d为允许最大长度误差，v_d为允许最大速度误差，满足了飞锯切割对位置速度的双重要求。夹钳夹紧后进行锯切，同时把定尺小车5当前位置s写入计数器中，即让c＝s。锯切完成后把夹钳打开，以备下次循环。

如图3所示，本发明是由可编程控制器PLC1、伺服驱动器3及反馈***和钢管测量***构成一个前馈闭环控制***。

如图2所示，通过操作屏4设定好定尺长度，按下自动运行按钮，锯切主轴电机启动，可编程控制器PLC1读取计数模块2的出管长度数值并判断是否满足定尺小车5启动条件。当条件满足时，可编程控制器PLC1通过profibus向伺服驱动器3发出启动指令并根据定尺小车5位置实时调整给定速度，当判断满足切割的位置、速度条件时，夹钳夹紧后锯切。锯切的同时把当前小车位置s写入计数器中。待小车走到一定位置后快速返回并减小定尺小车5的加速度倍率，以减小机械冲击。返回原点后进入下一个循环。

Claims

1.一种伺服调速可编程控制器PLC(1)控制的定尺飞锯机控制***，包括可编程控制器PLC(1)、钢管编码器(7)、高速计数模块(2)、操作屏(4)和伺服驱动器(3)，其特征在于：所述的可编程控制器PLC(1)采用双DP接口的CPU315-2DP，其DP1接口与伺服驱动器(3)相连、DP2接口与操作屏(4)及焊管生产线其他设备连接；所述的钢管编码器(7)与高速计数模块(2)连接，所述的高速计数模块(2)安装在可编程控制器PLC(1)的主机架上。

2.根据权利要求1所述的一种伺服调速可编程控制器PLC(1)控制的定尺飞锯机控制***，其特征在于：所述的伺服驱动器(3)采用西门子SINAMICS系列的S120伺服驱动器(3)，高速计数模块(2)采用FM350-2高速计数模块(2)。