1 引言 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
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切纸机械是印刷和包装行业最常用的设备之一。切纸机完成的最基本动作是把待裁切的材料送到指定位置，然后进行裁切。其控制的核心是一个单轴定位控制。我公司引进欧洲一家公司的两台切纸设备，其推进定位系统的实现是利用单片机控制的。控制过程是这样的，当接收编码器的脉冲信号达到设定值后，单片机系统输出信号，断开进给电机的接触器，同时电磁离合制动器的离合分离，刹车起作用以消除推进系统的惯性，从而实现精确定位。由于设备的单片机控制系统老化，造成定位不准，切纸动作紊乱，不能正常生产。但此控制系统是早期产品，没有合适配件可替换，只能采取改造这一途径。目前国内进行切纸设备进给定位系统改造主要有两种方式，一是利用单片机结合变频器实现，一是利用单片机结合伺服系统实现，不过此两种改造方案成本都在两万元以上。并且单片机系统是由专业开发公司设计，技术保守，一旦出现故障只能交还原公司维修或更换，维修周期长且成本高，不利于改造后设备的维护和使用。我们结合自己设备的特点提出了新的改造方案，就是用PLC的高速计数器功能结合变频器的多段速功能实现定位控制，并利用HMI（人机界面Human Machine Interface）进行裁切参数设定和完成一些手动动作。 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
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2 改造的可行性分析 plcjs.技.术_网
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现在的大多PLC都具有高速计数器功能，不需增加特殊功能单元就可以处理频率高达几十或上百KHz的脉冲信号，而切纸机对进给系统的精度和响应速度要求不是很高。可以通过对切纸机进给系统相关参数的计算，合理的选用编码器，让脉冲频率即能在PLC处理的范围内又可以满足进给的精度要求。在进给过程中，让PLC对所接收的脉冲数与设定数值进行比较，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，从而减小系统惯性，达到精确定位的目的。另外当今变频器技术取得了长足的发展，使电机在低速时的转矩大幅度提升，从而也保证了进给定位时低速推进的可行性。 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
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3 主要控制部件的选取 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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3.1 PLC的选取 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
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设备需要的输入输出信号如下： plcjs.技.术_网
x0脉冲输入 W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
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x1脉冲输入 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
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x2前限位 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
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x3后限位 y3 前进! WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
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x4前减速位 y4 后退 plcjs.技.术_网
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x5电机运转信号 y5 高速 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
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x6刀上位 y6 中速 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
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x7滑刀保护 y7 低速 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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x10压纸器上位 y10 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
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x11光电保护 y11 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
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x12小车后位 y12 进给离合 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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x13双手下刀按钮 y13 压板下 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
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x14停止按钮 y14 刀离合 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
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x15连杆保护 y15 电机禁启动 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
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x16刀回复到位 plcjs.技.术_网
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针对这些必需的输入点数，选用了FX1s－30MR的PLC，因为选用了人机界面，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。 WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
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3.2 编码器的选取 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
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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： WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
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本系统脉冲最高频率＝25转/秒×500个/转×2（A/B两相）＝25KHz WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
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理论进给分辨率＝10mm/500=0.02mm plcjs.技.术_网
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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。 plcjs.技.术_网
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3.3 变频器和HMI的选取 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
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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。 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
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4 F920GOT-BBD-K-C的特点: WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
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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。