阳江西门子S7-300代理商

1  引言

    卷绕式镀膜机是真空应用设备中一类应用很广泛的设备，用该设备可在薄膜上镀制铝，也可镀制锌铝等。在此镀膜机的运行中薄膜以给定的速度从放卷辊放出，经中间辊处理，由收辊收取。在此过程中要求对薄膜上的张力进行控制，张力控制的好坏直接影响到成膜的质量，张力控制同膜的跑偏量、暴筋、起皱等现象的发生均有关系，张力控制的不稳定甚至会使膜断裂或缠绕到其他辊子上，因此张力控制在该设备中是一个关键问题[4][7]。由于收、放卷辊的卷径在传动过程中是变化的，随着卷材收卷卷径越来越大，而放卷卷径越来越小，因此张力控制具有一定的难度。本文作者介绍一种基于PLC和CC-bbbb现场总线的张力控制系统。

2  张力控制系统构成

    我们在设计中采用了以遵循现场总线CC-bbbb通讯协议的三菱A系列PLC作为控制主机，而放膜和收膜系统采用三菱FX2N系列的PLC作为从站挂在高速总线CC-bbbb上，充分发挥PLC在处理开关量方面的优势和PLC对于顺序控制的独特优势。真空镀膜机在工作中有许多诸如张力、速度、真空度等大量数据需要监控，良好的人机界面能给操作人员提供极大便利，故我们在系统设计中选用三菱触摸屏A975GOT-TBA-B，触摸屏和PLC之间的接口选用RS-485接口，另外真空系统自动控制中需要的真空仪表数据，而用户指定的真空表系列中没有与CC-bbbb兼容的真空表，只能提供RS-485接口，故而真空表与PLC之间采用RS-485接口，该系统的现场总线网络简图如图1所示[1][2][3]，图2为放膜系统控制简图。

图1  真空镀膜机CC-bbbb网络简图

图2  放膜系统控制简图

在图2中，PLC主站是三菱A系列PLC，其响应速度快，信息处理量大。
在放膜系统和收膜系统上采用三菱FX2N-32CCL的CC-bbbb接口模块作为从站并经FX2N-CNV-BC型FX2N适配器与放膜张力控制器LE-40MTB-E和卷径演算器LE-40MD相连[6][8]，图3为其收膜系统控制简图。

图3  收膜系统控制简图

远程I/O站ST.7和ST.8是真空系统的远程输入模块AJ65BTB1-16D用于采集真空设备各阀门及各种真空泵状态信息。
远程I/O站ST.9和ST.10是真空系统的远程输出模块AJ65BTB1-16T用于输出控制真空系统的各个阀门和真空泵。
远程I/O站ST.11、ST.12、ST.13是显示控制箱的远程输入模块AJ65BTB1-16D用于采集移动小车、蒸发舟7个晶闸管调整器、7个蒸发舟上电情况、送丝电机等状态信息。
远程I/O站ST.14和ST.15是显示控制箱的远程输出模块AJ65BTB1-16T用于输出蒸发系统各个部件的控制信号

一：背景 

二十一世纪的中国经济，正以惊人的发展速度使世人瞩目，应现代化建设之需要 ，使马达的需求量大增，从而引来了国内外商家的大量投资，随之而带动了马达设备销售及制造业的兴起，转子外圆自动粗车机就是加工马达转子的专用设备，应深圳精马自动化设备有限公司的要求，设计整合了转子外圆自动粗车机，转子外圆自动粗车机适用于电风扇马达、空调马达、洗衣机马达等感应马达之铸铝转子的粗车。以下详细介绍了转子外圆自动粗车机特性，加工工艺及需要注意的问题等。 

二：电气特性 

该转子外圆自动粗車机电控系统采用台达DOP-A57GSTD具有人性化的人机对话操作界面和DVP-32ES00R2可编程控制器做为控制中心，采用油压系统控制，整套设备包含有油压马达1台，主轴传动马达1台，行程控制阀1个（双电控），主刀控制阀1个（单电控），顶针电磁阀1个（双电控），卸料电磁阀1个（单电控），上料电磁阀1个（双电控）。 

设备规格如下： 
转子外径：Φ30～80mm 
转子积厚：10～60mm 
轴心孔径：Φ8 mm 
车削量：0.1～0.8mm 
刀具：焊接刀 
油压马达：2HP 30L 
主轴传动马达：3HP 
使用电源：三相AC380V/（50/60）HZ 
外形尺寸：1000X700X1280mm

三：设备加工工艺 

该转子外圆自动粗车机分为手动、半自动、全自动三种工作模式按照不同的工艺流程进行转子的加工。 
1．手动操作工艺流程 

手动操作主要应用于调试模具，正常生产时无需此手动操作。手动操作可以完成上料、行程、顶针、主刀、卸料的各自动作，此手动操作在人机界面系统菜单画面如图1所示，在画面上选择相应手动控制换画面按钮组件进入手动控制画面如下图2,在手动控制画面上选择不同功能按钮组件来完成手动动作，按钮组件选择的类型是保持型按钮来完成程序的设计。 

此手动流程在编写PLC程序时需要注意主刀和顶针在退回过程中的先后顺序及互锁以免发生干涉损坏切削刀具，应该依照下面正确的顺序来执行：刀先退回，行程、顶针再退回，其他动作之间则无需加任何互锁。

2．半自动工艺流程 

半自动工艺就是手动上料单件生产，该工艺流程主要应用于加工生产首件产品，设备加工完成首件产品后不再返回初始步骤进行下一个工件的加工。具体工艺流程如下：

3．全自动工艺流程： 

全自动工艺就是在正常生产过程中无需人工上料由该粗車机自动由上料到卸料全过程完成马达转子连续加工车削的工艺，具体工艺流程如下：

以上半自动、全自动流程图中原点的状态为顶针退回位、行程退回位、主刀回位、卸料退回位。

半自动、全自动工艺的执行首先在人机对话操作界面上如上图 3上选择相应的模式按钮功能组件，之后切换到运行画面如下图4进行设备的启动运行或者按下设备机身的外部启动按钮。

四：PLC程序编制及人机巨集指令应用 

在程序编制过程中，需要注意的是半自动、全自动工艺执行的过程中，如果设备发生故障需要按下紧急停止按钮，在按下急停按鈕后，卸料机构不动其他机构全部恢复原始零位，但需要注意在退回过程中刀先退回，行程、顶针再退回，否则会出现动作干涉损坏切削刀具。 

无论以上任何一种工艺，当工艺之间进行模式转换时，刀、行程、顶针、卸料全部要自动退回原始退状态。 

在模式转换过程中，由于是采用人机界面来编制的转换开关组件，利用按钮on巨集指令来完成各个转换开关组件之间的互锁。如下图5～7： 

图5 当中的巨集指令是选择了手动控制模式，将自动、半自动模式选择按钮复位； 
图6 当中的巨集指令是选择了自动运行模式，将手动、半自动模式选择按钮复位； 
图7 画面七当中的巨集指令是选择了半自动运行模式，将手动、自动模式选择按钮复位；

可编程控制器半自动、全自动的程序利用步进梯形图指令来完成，这样减少了顺序梯形图的互锁，实现和调试起来比较容易。 

在系统运行过程中，当传感器异常、电机过流岀现工位不到位或原点复归不到位的情况，会自动在人机操作界面上提示报警并停机，操作机修工按照相应提示到指定工位做故障检查，排除故障，恢复设备正常运行。 

五：安装调试 

转子外圆自动粗車机在系统设计过程中已充分考虑到了设备的安全性和可靠性，设备有良好的接地。安装完成之后，在现场机械电气配合进行联机调试，效果比较理想，每分钟连续加工产品数量达12个，车削外圆之跳动面及锥度能保持在0.05mm以内，单次进刀量大可以达到0.8mm，完全达到工艺的要求。