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繞線機(jī)的控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是一個(gè)控制系統(tǒng)能否正常、高效、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ),決定了繞線機(jī)的后續(xù)軟件設(shè)計(jì)。

1、 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程

采用PLC作為主控制器的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程如圖3-1所示。

2、控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

龍?chǎng)坞娮拥淖儔浩鹘M合式繞線機(jī)采用PLC作為主控制器,采集來(lái)自生產(chǎn)設(shè)備的各種輸入信號(hào)并進(jìn)行分析處理,利用觸摸屏設(shè)置相應(yīng)生產(chǎn)工藝參數(shù)、監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程,并且觸摸屏上能夠顯示報(bào)警信息,便于操作工人及時(shí)處理報(bào)警事件。收卷主機(jī)的軸上裝有高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器,用于檢測(cè)主軸的旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)速,檢測(cè)信號(hào)輸入到PLC中,用于控制排線伺服的移動(dòng)和主軸的啟停。對(duì)于繞線部分,將繞線主軸與排線伺服機(jī)構(gòu)在機(jī)械上進(jìn)行解耦,對(duì)兩者分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng),并組成一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng),即排線伺服部分作為從動(dòng)機(jī)構(gòu),跟隨繞線主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)相應(yīng)的距離。對(duì)于繞箔部分,張力由磁粉制動(dòng)器產(chǎn)生,并考慮到開卷處箔料半徑的變化因素,組成張力開環(huán)控制系統(tǒng),基本保證了張力的恒定;糾偏方面,采用光電模擬量糾偏傳感器檢測(cè)箱料的位置信號(hào)并輸入到PLC中,PLC控制糾偏伺服機(jī)構(gòu)完成對(duì)箱料的糾偏,控制系統(tǒng)總體方案如圖3-2所示。

3、控制系統(tǒng)主控設(shè)備簡(jiǎn)介

3.1主控制器FX3U

PLC的主要性能指標(biāo)有程序存儲(chǔ)容量、輸入輸出點(diǎn)數(shù)、輸入輸出信號(hào)類型、高速計(jì)數(shù)功能、脈沖輸出功能、運(yùn)算指令、可擴(kuò)展能力等。日本三菱公司的PLC控制性能穩(wěn)定可靠,性價(jià)比較高。三菱PLC FX3U的性能分析如下:

(1)電源規(guī)格:AC100V~240V,       50/60HZ 或 DC24V;

(2)輸入輸出點(diǎn)數(shù):本地點(diǎn)數(shù)最大為256點(diǎn);

(3)指令執(zhí)行時(shí)間:基木指令0.065μs,應(yīng)用指令0.642μs;

(4)高速計(jì)數(shù):6點(diǎn)最高100KHz單相計(jì)數(shù)和2點(diǎn)最高50KHZ雙相計(jì)數(shù);

(5)高速脈沖輸出功能:3軸最高100KHz的高速輸出;

(6)程序存儲(chǔ)容量:64000步;

(7)支持浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的運(yùn)算,支持PID指令;

(8)擴(kuò)展能力:可以擴(kuò)展FX0N、FX2N和FX3U的擴(kuò)展件。

選擇PLC類型時(shí)還應(yīng)注意其輸出信號(hào)的形式,PLC的輸出形式一共有三種:

繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出。繼電器輸出型一般用于輸出動(dòng)作不頻繁的場(chǎng)合,既可以驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載,也可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載;晶體管輸出型為直流開關(guān)量輸出,響應(yīng)速度快;晶閘管輸出型一般用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載。