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  • Pro-face GP在印刷行业的应用
  • 智冠电子[北京]有限公司
  • 现在GP在各个行业的运用越来越广泛,以下就是一个GP在印刷行业中的一个运用。这是一台烫金设备。   设计要求:为配合走纸机烫金,共有5轴精确定位系统,其中3轴纵轴,2轴横轴,要求精确定位,每走950mm要求误差不超过5mm;4轴要求恒转矩运行
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现在GP在各个行业的运用越来越广泛,以下就是一个GP在印刷行业中的一个运用。这是一台烫金设备。
  设计要求:为配合走纸机烫金,共有5轴精确定位系统,其中3轴纵轴,2轴横轴,要求精确定位,每走950mm要求误差不超过5mm;4轴要求恒转矩运行;12路温度控制,要求温度精确控制在1℃以内。
  我们在设计本系统中力求做到最先进,最快速,力求做到最好。在经过研究,考虑过各种方案,我们决定采取以下方案:
  



  
  1. GP
  采用Pro-face触摸屏,GP2500-TC42-24V,主要性能:10.4英寸TFT彩色显示,640*480,256色,4MB FEPROM,256KB SRAM, 以太网, 扩张SIO, CF卡。
  
  2. PLC
  横河:
  CPU: F3SP28-3S
  编程方法:采用IEC1131-3语言中4种方式(梯形图、指令清单、功能模块图、顺序功能流程图)
  控制方法:顺序控制。
  程序容量:标准20K步(标准)或32K步。
  基本指令:顺序指令处理速度为0.12微秒。
  高级指令:传输指令处理速度为0.045 to 01.8us。
  程序存储方式:RAM或EPROM。
  智能高效的指令:浮点运算功能、通信用字符串功能、PID控制指令等。
  
  电源单元:F3PU20-0N
  输入额定电压:交流 100-240伏。
  适用于9—16槽基板.
  
  输入单元:32点24V直流输入型F3XD32-3F (一块)。
  
  连接型---扩展连接和连接器必须分别采购。
  
  
  输出单元:16点2A ,100—240VAC \ 24VDC继电器输出型F3YC16-
  0N。
  位控单元:8轴控制F3Y18-0N 8轴 499.75Kpps适用于脉冲电机,
  3.998Mpps适用于伺服电机。
  
  连接型----扩展连接和连接器必须分别采购。
  
  温度控制单元
  
  输入: F3CT04-1N(4通道热电偶输入,0.5秒扫描周期,4-20mA
  连续PID控制)
  热电偶方式:K型-200至+1000摄氏度(0.1摄氏度)。
  
  输出:
  输出信号范围:电压——+/-10伏(K-2048至2047)
  
  分辨率:1/4096
  转换速度:500微秒/通道(转换周期:1次/2毫秒)。
  总精确度:+/-1.0%F.S.(0至今5摄氏度)。
  绝缘方式:模拟量输入端和FP2内部电路之间采用光偶绝缘方式。模拟输入端和模拟输出端之间采用直流/直流转换器绝缘。
  模拟输出:使用共享存储器设定保持/不保
  
  3.伺服驱动系统
  我们采用性价比较好的松下交流伺服A系统(电机MDMA202、驱动器MDDA203)为2.0KW的中惯量驱动系统,考虑到加工的精度问题,我们可放宽到2.5KW。
  以下为松下的技术特点(仅供参考):
  
  A系列特征:
  1.采用松下公司独特算法,使速度频率响应提高2倍,达到500HZ;
  定位超调整定时间缩短为以往产品的1/4。
  2.具有共振抑制和控制功能:可函盖机械的刚性不足,从而实现高
  速定位。
  3.具有全闭环控制功能:通过外接高精度的光栅尺,构成全闭环控
  制,进一步提高系统精度。
  4.具有一系列方便使用的功能:
   (1)内藏频率解析功能(FFT),从而可检测出机械的共振点,便
   于系统调整。
   (2)有两种自动增益调整方式:常规自动增益调整和实时自动增
   益调整。
  个轴。
  5.电机防护等级达IP65,环境适应性强。
  6.电机可配用多种编码器,适应各种用户需要:
   (1)普通型:2500p/r增量式编码器。
   (2)高精度型:17位型(217)增量式编码器
   (3)特殊型217位型(217)绝对式编码器。
  
  伺服驱动器保护功能列表:
  控制电源欠压保护:瞬时停电或电源容量不足引起的电压低下。
  过压保护:由于再生引起的转化器电压超过400VDC。
  过流保护:变换器的输出电流过大。
  过热保护:驱动器内部的功率元件异常发热。
  过载保护:驱动起的电流长时间超过额定电流。
  再生过载保护:在生能量超过了再生放电电阻的容量。
  过速保护:电机速度超出参数设置的上限。
  位置偏差过大保护:位置偏差脉冲数超出参数设置值。
  偏差计数器溢出保护:位置偏差脉冲量设置超过2的27次方
  (134217728)。
  绝对位置系统失电:编码器电源故障。
  
  温度控制部分方案
  
  客户要求: 可测量温度范围0----200度, 精度要达 +/-1 度
  电阻Pt.100/热电偶+PLC温度模块(模拟量输出+固态继电器):
  采用pid调节控制方式,精度可达+/-0.5。
  
  整个方案就是这样定形之后,开始编写程序,使用触摸屏。
  
  一、触摸屏画面:(仅供参考)
  第一幅画面 开机画面,上面是一幅图片,下面4个按钮进行换面切换,切换到不同画面,进行不同的操作。
  



  
  第一部分
  第二幅运行设定画面:
  



  上面轴1-5是手动动作,按住不动,该轴以比较小的速度进行微调。“自动运行无效”按钮按下去变成:“自动运行有效” ,此时,当走纸机给个烫金信号是,各个轴将按步长设定各走各自的步长。如果是“自动运行无效” ,无论有没有信号,各个轴部不动作。
  第三幅画面:步长设定画面。
  设定各个轴个的走法和步长。
  



  第四幅画面:电化铝设定:
  设定电化铝总长,剩余多少报警,显示已走的长度。
  还有个“电化铝长度计算无效/有效”按钮。
  第五幅:自动速度设定:
  根据不同的步长,设定不同的速度:
  



  第六幅:手动速度设定:
   在第二幅画面中,手动调整1-5轴的速度就是通过这个画面来进行设定的。
  



  第七幅画面:伺服电机的加减速时间设定
  
  第二部分
  第八幅:加热画面:
  



  上面试12区的各个区的温度,前面是加热指示灯。
  下面4个按钮切换到各个不同画面:
  夜加热:设定时间,时间到了就开始预热。
  电加热区设定画面:设定那一区的控制温度画面。
  电加热区域及开关:设定温度加热开关。
  第九幅:夜加热:
  



  第十幅:电加热区设定
  第十一幅 :电加热区域及开关
  



  
  第三部分:报警
  第十二幅,报警画面。
  提示报警和提示电化铝用完报警。旁边的是伺服报警清除。
  



  
  二、PLC程序设计:
  横河的PLC主要特点是:速度快。温度控制简单方便。
    
  第一部分:温度控制:
  横河有一块模块专门用来控制温度的:F3CU04-1N,4路温度输入,8路模拟量(开关量,可自由切换)输出。通过横河的toolbox软件只要将输入的方式,控制方式,输出方式写到模块里面(自带cpu),做一次自整定之后,然后通过plc对模块的地址进行读写,就可以很简单读温度,设定控制温度,加热/不加热。通过实践;该模块可以将温度控制在+/-0.5℃。
  
  第二部分:伺服控制:
  通过八轴的温控模块:F3YP18-0N,最高频率:3.998Mpps。由于模块的精度和伺服的精度都比较高,所以通过对模块的操作,设定,能够比较精确的控制伺服电机的运行与停止,能够达到客户的要求。
  
  经过调试,整个系统以符合客户的要求。虽然在这个例子中只用到GP的很小一部分功能,其它的大部分功能是在plc里实现的。但是可见触摸屏在这个领域能能够得到更好的运用。
(工控在线www.online-ipc.com)
 

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