基于觸摸屏和PLC的金相切割機控制系統(tǒng)
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3．1 主控制系統(tǒng)
PLC是整個控制系統(tǒng)的核心。PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種數(shù)字運算操作電子裝置，是帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行指令，進行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式輸入／輸出，控制各種類型的機械和生產(chǎn)過程。它具有體積小，功能強，編程方便，可靠性高，耐惡劣環(huán)境能力強等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。該系統(tǒng)采用OM-RON公司的CP1 H X40DT-D程序一體化PLC。可實現(xiàn)高速計數(shù)器4軸、脈沖輸出4軸；通過擴展CPM1A系列的擴展I／O單元。CP1H整體可以達到最大320點的輸入／輸出；通過安裝選件板，可進行RS 232C通信或RS 422A／485通信。
3．2 變頻器調(diào)速系統(tǒng)
在進行電機調(diào)速時，電機磁通量是需要考慮的一個重要因素，如果磁通量太弱，電機會出現(xiàn)欠磁通，勢必會給電機輸出轉(zhuǎn)矩帶來很大影響。因為：
Tm=KTφmI2COSψ2 (1)
式中：Tm是電磁轉(zhuǎn)矩；KT為比例系數(shù)；φm是主磁通量；I2是轉(zhuǎn)子電流；cosψ2是轉(zhuǎn)子回路的功率因數(shù)。
由式(1)可知，電機磁通量的降低直接影響電磁轉(zhuǎn)矩的減小。因此，在改變電機頻率時，應(yīng)該對電機電壓進行協(xié)調(diào)控制，以維持電機磁通的恒定。根據(jù)切割機的主電機參數(shù)，該系統(tǒng)選用Siemens公司的MM420變頻器，通過設(shè)定變頻器輸出功率的變化來控制主電機轉(zhuǎn)速的變化，兩者之間近似呈線性關(guān)系，從而實現(xiàn)了無級調(diào)速的目的。PLC為漏型晶體管輸出，與變頻器的通訊采用基于USS協(xié)議的串行口RS 485通信方式。這里，為了確保系統(tǒng)安全運行，必須將變頻器接地端可靠接地。
3．3 步進電機驅(qū)動系統(tǒng)
步進電機是可以將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的電磁機械裝置。給電機加一個脈沖信號，電機按照設(shè)定方向轉(zhuǎn)動一個步距角。電機轉(zhuǎn)速與輸入脈沖頻率保持同步。該系統(tǒng)中通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，達到定位精確的目的；通過控制脈沖頻率控制電機轉(zhuǎn)動速度，從而達到調(diào)速的目的。x，y，z三向步進電機分別由3個MS-2H090M型步進電機驅(qū)動器來驅(qū)動，每向步進電機驅(qū)動器包括使能輸入端EN，步進脈沖輸入端CP和方向電平信號輸入端DIR。本文引用地址：http://www.czjhyjcfj.com/article/163615.htm
4 軟件系統(tǒng)設(shè)計
4．1 主控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計
軟件程序主要完成系統(tǒng)初始化，設(shè)定切割參數(shù)，啟動切割機控制系統(tǒng)，并將切割參量送往觸摸屏上實時顯示。控制系統(tǒng)主程序流程如圖2所示。
系統(tǒng)初始化主要完成軟件初值、內(nèi)存、I／O口以及硬件電路狀態(tài)的初始化，使PLC及其連接的外圍電路處于準備工作狀態(tài)。主要包括PLC內(nèi)部RAM單元的初始化，觸摸屏上電的初始化，I／O端口方式的初始化等。
在啟動切割之前，需要對相應(yīng)的切割工藝參數(shù)進行正確設(shè)置。其中，自動操作包括三種模式(勻速切割、進三退一切割、逐層切割)，每種模式根據(jù)具體需要還可以設(shè)置相應(yīng)的高級設(shè)置選項和加密操作選項，在方便操作的同時增強了安全性。
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