西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8低价销售

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  本文利用PLC系统来控制闪光对焊工艺过程，实现了对焊接质量控制的目的，从而提高了闪光对焊的生产率。 

　　引言

　　闪光对焊作为一种先进的焊接技术，具有无需添加焊接材料、生产率高、成本低、易于操作等优点。随着工业技术的不断发展，焊接的零件截面越来越大，遇到了一些技术问题，如焊接加热难、生产率低、产品合格率低等。为了解决闪光对焊中存在的这些问题，许多焊接工作者对闪光对焊工艺过程进行了一系列的研究，创建了高效率、低能耗的闪光对焊方法，如脉冲闪光对焊法、程序降低电压闪光对焊法。控制闪光对焊工艺过程，使之在保证焊接质量的前提下尽可能提高生产率，是我们一直以来追求的目标。考虑到影响闪光对焊焊接质量的因素，本文利用PLC系统来控制闪光对焊工艺过程，实现了对焊接质量控制的目的，从而提高了闪光对焊的生产率。

　　1 机械机构及过程分析

　　1.1 闪光对焊的机械装置及动作过程

　　如图1所示为闪光对焊的机械装置，其动作过程分析如下：

　　1.1.1 预调

　　闪光对焊焊接工艺前期准备工作，即机械机构的调整、焊接参数的选取等。闪光对焊的主要规范参数有：调伸长度、闪光速度、闪光电流密度、顶锻速度、顶锻压力、夹紧力等。

　　调试完成后，将工件装卡到工作台上。

　　1.1.2 夹紧与定位

　　按下启动按钮，电磁阀PQ1、PQ2、PQ3线圈带电，压缩气体经过三大件流入夹紧气缸1、2上气室，压缩气体推动活塞杆向下运动压紧工件1、2，直到压紧开关闭合为止。

　　同时从气泵流出的气体经三大件进入定位气缸3的上气室,推动定位杆向上运动，为工件对准准确定位。定位结束，电图1 闪光对焊的机械装置磁阀PQ3线圈去电，定位杆弹回。

　　1.1.3 焊接

　　接通焊接开关，保持电磁阀PQ1、PQ2 和PQ4线圈带电，电磁阀PQ5线圈不带电，压力气体经低压三大件，进入推进气缸4右气室，推动活塞杆、动夹具带动工件2向工件1运动，直到工件1、2接触，达到预先设定的位置，推进开关闭合。工件1、2接触的瞬间，即开始通电加热。当闪光加热达到预定温度时，电磁阀PQ5线圈带电，压缩气体经过高压三大件推动推进气缸、动夹具以很大的压力进行快速顶锻。随即切断焊接电流，并保持一段时间，使接头冷却、凝固。焊接时间到，断开焊接开关，焊接过程结束。

　　1.1.4 复位

　　电磁阀PQ4、PQ5线圈去电，推进气缸气路换向，低压气体进入推进气缸4左气室推动推进气缸带动工作台向右运动，推进气缸4复位。电磁阀PQ1、PQ2线圈去电，气路换向，压紧触头弹回，气缸1、2复位。此时，一次闪光对焊焊接过程已完成，所有装置原位等待，准备进入下一焊接循环。

　　1.2 闪光对焊时序分析

　　由于执行机构部件较多且各部件动作存在时序性，故先做出工艺时序图，便于时序分析。闪光对焊焊接过程可概括为：预调—定位—夹紧—推进—焊接—顶锻—保持—复位等几个阶段。如图2所示为闪光对焊工艺过程时序图。

　　2 PLC控制过程的实现

　　2.1 PLC型号的选择

　　PLC，即可编程控制器是以自动控制技术、微计算机技术和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置，目前已广泛应用于机械、冶金、化工、焊接等各个领域。根据闪光对焊焊接工艺要求及价格等诸多因素，在此选用了欧姆龙公司生产的CPM1A系列的PLC，该系列主机按I/O点数分为10点、20点、30点和40点四种。实验中选择了30点的PLC主机，电源类型为DC24，晶体管输出。该种机型设有18个输入点(00000～00011，00100～00105)，12个输出点(01000～01007，01100～01003),其结构紧凑、功能性强，具有很高的性价比，适合于小规模控制。

　　2.2 PLC的I/O分配

　　根据闪光对焊工艺要求，占用了PLC的17个输入点(00003～00009，00100～ 00107， 及00000和00001两个高速计数输入端) ，7个输出点(01000～ 01006)，具体I/O分配如下表所示。

　　2.3 PLC与外围电路的连接

　　用可编程控制器(PLC)代替时间继电器，实际上是以“软”继电器(编程元件)代替“硬”继电器(实际元件)。为实现此要求，首先应对原控制系统中的控制要求和动作过程进行分析，在明确划分控制过程各个状态及其动作特点的基础上，设计PLC的外围电路。

　　如图3所示为根据PLCI/O分配表设计的PLC外围电路图，可以准确方便地控制闪光对焊动作过程，实现自动控制的目的。

　　3 结束语

　　3.1 机械装置通过高压三大件和低压三大件两条气路来控制闪光对焊的推进和顶锻过程， 既保证了工件推进的准确行程，又满足了顶锻阶段的高压要求，为控制闪光对焊焊接循环提供了便利条件。整个过程操作方便，机械化程度高。

　　3.2 控制系统不同于以往的继电器控制，将PLC控制系统应用于闪光对焊的控制过程中，线路简单、使用与维护方便、控制精度高，既实现了焊接过程的机械化、自动化，又保证了操作过程的灵活性和安全性，在焊接工业领域具有广泛的应用前景

  工作小时累计是工程机械设备一个必备的功能。随着科学技术的不断发展，plc(可编程序控制器)在工程机械设备上被广泛应用。三一重工股份有限公司在所有的产品中全部使用了siemens公司的S7-200PLC，使产品的可靠性、控制精度、智能化程度、扩展性都有了很大的提高。S7-200功能强大、资源丰富，用它来实现工作小时累计是可行的,传统的小时计可以省掉。 

　　一、前言

　　工作小时累计是工程机械设备一个必备的功能。一方面它是企业与客户之间履行保修条款的重要的数字证据;另一方面也是用户施工结算的有效工作数据。传统的小时计大都是电磁机械式的，也有用液晶式的。随着科学技术的不断发展，PLC(可编程序控制器)在工程机械设备上被广泛应用。三一重工股份有限公司在所有的产品中全部使用了siemens公司的S7-200PLC，使产品的可靠性、控制精度、智能化程度、扩展性都有了很大的提高。S7-200功能强大、资源丰富，用它来实现工作小时累计是可行的,传统的小时计可以省掉。

　　硬件组成

　　在现有的S7-200PLC电气系统中，不需要增加任何资源。在外部计时条件满足的情况下，CPU开始计时，同时，计时数据通过PPI电缆传到人机界面显示。

　　软件设计

　　计时器：利用系统的特殊寄存器标志位SM0.5作为计时脉冲，接通一次(或断开一次)为1秒，用计数器累计时间，满60向前进位。

　　时间累计：实时的小时计是前一次的累计时间加本次的工作时间。H=h0+h1。

　　时间存储：用存储的方式存储时间数据到EEPROM存储器。

　　存储周期：存储周期长，EEPR

　　OM存储器使用的时间长，但计时精度低;存储周期短，计时精度高，但EEPROM存储器使用的时间短。这是一个矛盾的统一，设计时要根据系统的实际情况确定合适的存储周期，一般设计为3-5分钟。进行一次存储的操作，扫描时间会增加15-20ms。

　　小时计编辑功能。考虑到CPU有可能损坏的原因，更换CPU后小时计的数据会清零，所以，小时计要有编辑的功能才更完善，当更换CPU后，通过界面可以把以前的工作数据输入到系统并存储，在这项操作时，为了使编辑的数据能够成功存储到存储区，必须在数据编辑完后，让CPU再运行一个大于存储周期的时间。当然，为了使工作数据的严谨性，小时计的编辑一定要密码进入。

　　存储地址更换。为了小时计的实时性和准确性，存储周期不能设计得太长，一般设计为3-5分钟。EEPROM存储器操作的安全次数为10万次，那么一个EEPROM存储器安全计时时间为100000×3/60=5000小时，一般机器的工作寿命是大于这个时间。解决这个问题的办法是在计时次数超过100000次时，更换存储地址。为了存储地址更换的方便，小时计的寻址方式采用间接寻址。

　　存储次数存储。为了小时计存储地址更换的需要，存储次数也要与小时计一样进行存储，并到100000次后更换地址。

　　地址更换的次数存储。为了小时计存储地址更换的需要，地址更换的次数也要与小时计一样进行存储，由于次数不多，所以，不要更换地址。

　　程序流程简图

　　误差分析

　　小计时产生误差的原因有两方面，一个是计时误差，另一个是存储误差。

　　计时误差：本小时计的计时器是用系统特殊寄存器标志位SM0.5，它的状态变化周期是500ms，如果程序运行时捕捉不到状态的变化就产生误差。通过长期的监控实验，这个计时误差很小，1小时的误差不到1秒，可以忽略不计。

　　存储误差：机器在关机时，后一次存储还没来得及执行，产生存储误差。这个误差是一个负差，计时时间比实际的工作时间表小。每次关机的大误差是一个存储周期的时间3分钟。

　　总结

　　经过500台机器三年时间的现场施工运行，小时计工作稳定可靠，没有出现任何故障。大的计时时间已达8000小时。

　　小时计计时范围宽，可达10万小时以上，可满足机器终身的计时要求。

　　时间数据存在EEPROM上，更可靠、更安全。

　　小时计数据可以密码进入进行编辑，消除了CPU损坏的后顾之忧。

　　可以节省一个电磁机械式的小时计，节约了一定的生产成本。

　　唯一的缺陷是存在一个存储误差，这个问题是可以通过程序的改进使误差减到小。

设置密码 离线和在线的两个情况。

1、离线状态下，执行，“设置密码”保护程序的任务密，只在保护电脑里的文件，并没有保护到PLC里，离线状态下，按下“设置密码”CPX程序中有加任务保护的程序段就被锁保护起来，看不到程序图。没有任务保护的程序段就不加锁。如下图所示：

如果要对任务加密保护就必须右击该程序名—》属性—》保护—》选定任务读保护，对于没有选定任务读保护的程序，当在离线执行时，“设置密码”该程序就不加锁，选定任务读保护的程序，该程序就加锁。加锁后程序就看不到。同时PLC属性—》保护中的任务密也就成星号。保存后再打开，也看不到具体的任务密。

2、在线状态下，执行，“设置密码”这时保护PLC内部程序的UM密和任务密，UM密是首先被激发的，任务密加载前提条件是PLC里面的任务必须有选定任务读保护，也就是下载过任务读保护的任务，如果下载的是没有选定任务读保护，那么在线状态下，执行，“设置密码”将提示无法加密任务密，必须重新下载有任务保护的程序。

CP1系列PLC大能管理288个任务程序。其中周期执行任务32个（NO.0-31），中断任务256个（NO.0-255），CPU 单元对周期执行任务按其编号由小到大的顺序执行。在 CP1 中，可以将程序按功能、控制对象、工序、开发者等进行划分，分割为称为「任务」的执行单位，可将用户程序结构化。具有以下优点。

1 ．可将程序分割由多人共同开发。

2 ．可将程序作为模块实现标准化。

3 ．提高总体的响应性能。

4 ．修正，调试更加简便。

5 ．程序的内务处理变得容易。

6 ．用户程序的理解变得容易。

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）作为工业自动化的三大支柱（机器人、CAD/CAM、PLC）之一，以其可靠性、灵活性在工业控制领域迅猛发展，得到了越来越广泛的应用。然而，PLC并不是单独工作的，与之相连的有上位机和外联设备，有的还有模拟屏等，整个构成PLC系统。在这个系统中，往往一出故障就很难判断究竟是哪一部分引起的。 

笔者近几年在维护和修理PLC系统中，总结了一些快速查找PLC系统故障原因的经验，现与大家交流如下。 

一个典型的PLC系统包括一个现场PLC站，和通过高速数据线与之相连的上位机以及模拟屏PLC站，上位机用以显示各种图形和数据，模拟屏PLC站用来驱动模拟屏上的发光二极管。整个PLC系统与外联设备相接，就构成了一个自动控制系统。 

通常将PLC当作一个黑盒子，我们可以简单地根据I/O信号来判断故障的位置。判断故障的情况有两种，即模拟屏上闪烁的故障信号和该运行的设备在模拟屏上无显示。 

1、模拟屏上闪烁的故障信号 

根据PLC控制站图纸，先检查该设备在模拟屏PLC柜内的显示状态，如果相符合再检查现场PLC柜的显示状态，同样符合时再继续检查PLC柜的I/O端子、外联设备的I/O端子，并由此推断出是设备故障还是PLC故障。以上过程可以用下面的框图表示（如图1）。 

图1 

判断PLC柜I/O端子、外联设备的I/O端子是否与状态信号相符的方法很简单，只要用万用表的直流电压档测量端子号与公共端的电压值，为24V表示断开，无信号；为0V表示接通，有信号。 

2、该运行的设备在模拟屏上无显示 

此时应判断是PLC没有给运行信号，还是给了运行信号而设备有故障不能运行。 

我们可以从现场的PLC柜的输出模块地址中观察有无信号显示，继而检查PLC站输出继电器有无吸合，再看外联设备的电气柜有无驱动信号。如有，而设备无运行，则是设备有故障，如果设备正常运行，则应从外联设备的输入端往回查，过程正好与种故障检查过程相反。 

以上过程可用下面框图表示（如图2）： 

图2 

如果设备正在运行，则按以下框图检查（如图3）。 

对模拟信号的检测，因仪表采用的是4~20mA输入，所以在模拟信号输入端串联一个万用表，检测模拟信号的电流值，并与PLC的输出值做比较，便可知道数值是否正确。 

图3 

有一种简单的方法可以迅速判断是PLC故障还是电器设备的故障，就是采用短路法：将外联设备状态输入线断开，用一条导线将输入端口和公共线相连，这意味着给PLC一个接通的信号，如果PLC有显示，则PLC正常；反之为PLC故障。 

找到故障点以后应做出相应的处理。一般来说PLC发生故障的可能性较小，大部分故障原因是接线松了，或线接错了，或继电器有故障等，亦有PLC模板烧毁的情况，这时只能将PLC模板换掉。记住一定要断电操作，否则容易把好的模板烧毁，亦可能会牵连到PLC处理器