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三菱PLC www.gzydzdh.com 类型文档
摘要：为了检测整经辊沟槽的磨损程度自行设计了一套检测系统。系统由伺服电机、PLC、相机等组成。由伺服电机带动相机移动由PLC进行速度控制及精确定位。相机拍摄的沟槽照片用以确认沟槽的磨损程度。该套系统使用效果良好、成本低。
整经辊/压力辊在整个轮胎制造工艺过程中只是其中一种半制品制作设备上的一小部分可是却扮演了十分重要的角色。整经辊是四辊压延设备中用来对钢丝帘线排布进行定位的一根滚筒表面有倒梯形状的沟槽用来引导钢丝的排列所有沟槽的正确引导才能使钢丝帘线的排布正确无误。但是，由于设备的长期运行钢丝对滚筒表面沟槽的磨损非常严重而沟槽磨损后导致的钢丝间距不正确又将直接影响钢丝帘布的质量最终影响轮胎的成品质量。
可见，定期对正在使用的整经辊上的沟槽进行检测是非常必要的。但是由于沟槽形状的特殊性以及它的多量性不可能由人工测量来完成对它的检测这就需要我们引入一套视觉识别系统通过照相机对沟槽的拍照然后将数据送入PC中由预先设计好的软件对沟槽的各个部位进行尺寸的测量最后将得到的沟槽形状的量化数值与标准的参数值进行比对得出该辊是否还可以继续使用或是需要更换。
但是，由于照相机拍摄的局限性在同一个时间同一个位置只能摄入7~8组沟槽而根据规格的不同一根整经辊上有400~600多组沟槽这就需要移动相机将沟槽在同一线上的断面形状都拍摄下来进行数据处理：同时又要保证相机移动定位的准确性以及稳定性因此决定使用伺服电机来对相机进行驱动。
1 电气控制系统的设计设备本身并不需要一套复杂的电气控制系统控制相机进行拍照以及进行数据处理的PC仅通过3个I/O点与PLC进行通讯控制提供操作人员手动操作的部分也仅需要启动、停止、JOG+、JOG-、报警灯提示等一些I/O点决定使用三菱FX1N系列的PLC型号为FX1N-24MT 该PLC共 提 供24个I/O点14个输入点10个输出点包括两组100 kHz脉冲输出信号的输出点通过对脉冲的控制可以直接地完成对两根伺服轴的简单运动控制不需要添加其他的运动控制模块。另外因为相机本身的重量很轻而且通过滑块固定在导轨上由丝杠螺母带动左右平移综合相机移动的速度要求选择MR-J2S系列的伺服驱动器和伺服电机。
1.1 FX1N系列PLC简介FX1N系列是功能很强大的小型PLC。特别是所具有的定位和脉冲输出功能使得在不增加其他运动控制模块的情况下可以直接对伺服系统进行控制。通过扩展板或显示模块又能够很方便地升级该系统实现串行通信、增加模拟电位计等功能。
1.2 MR-J2S伺服系统简介三 菱 通 用 交 流 伺 服MELSERVO-J2-Super系列控制模式有位置控制、速度控制和转矩控制三种模式。还有位置/速度控制、速度/转矩控制、转矩/位置控制这些切换控制方式可供选择。同时还有RS
1.3 硬件电路的设计
（1）电源部分的设计电源由四部分组成分别是PLC的工作电源、伺服系统的工作电源、PC的工作电源、相机的工作电源。三菱的FX1N型PLC工作电源为交流220 V考虑到PLC工作的重要性使用隔离变压器将工厂引入的动力电源三相交流380 V转换成交流220 V。伺服系统的电源直接使用工厂的三相电源。照相机的电源为直流24 V使用开关电源对其供电。
（2）PLC外部线路的设计输入点的分配。提供给操作人员操作的按钮或旋钮开关有停止按钮、启动按钮、JOG+/JOG-三位自复位旋钮。另外还有伺服回零参考点信号、相机拍摄完毕及沟槽尺寸合格信号等。
输出点的分配。一组脉冲信号控制伺服驱动器以及正、反转信号。另外还有伺服移动到位信号即相机可拍照信号。
因为FX1N-24MT型PLC的输出点方式为晶体管方式在连接外部单元时要注意。
（3）伺服系统的外部线路设计PLC输出点各信号包括脉冲信号、正/反转信号等。外部开关信号包括正转极限位、反转极限位、伺服使能信号以及外部紧急停止等。伺服驱动器与伺服电机之间使用三菱的标准动力电缆和编码器反馈电缆连接。
由于三菱不提供伺服驱动器与PLC之间的通信线只提供插头所以该部分线缆由自己制作完成。
电气控制箱采用外加工的形式在设计电气控制箱的内部布局时要充分考虑到伺服驱动器的散热空间等问题。
1.4 PLC程序的设计
使用三菱GX Developer7.0软件开发程序。程序流程如图1所示。
图1 控制程序流程图
控制过程如下：当相机行走到第一个位置时给PC一个信号PC控制相机进行拍照对得到的沟槽数据进行处理结束后给PLC一个信号是继续行走到下一个位置还是发出报警通知操作人员有损坏的沟槽。在整个过程 中电机实际完成的是一个“走-停-走-停”的动作在PLC中也就是一个位置和速度的控制。
在FX1N系列PLC中通过FNC150~FNC 159的定位指令来完成对伺服轴的位置和速度的控制。其中FNC158 DRVI 指令为相对位置控制FNC159 DRVA 指令为绝对位置控制。在PLC中执行定位运行时的脉冲输出信号采用“脉冲列+符号”的方式进行控制即Y000作脉冲输出+Y001输出继电器决定方向其中决定符号的输出继电器可以是任意的一组输出继电器本设计中使用Y001输出继电器。当 然Y001也可以作为脉冲列输出可以根据需要自行定义。这里需要注意的是在伺服驱动器侧参数中的脉冲列输入方式也必须设置为脉冲列+符号。
主要定位程序段如图2。
拍照完毕X004经PC对沟槽数据进行处理结果合格X007该组信号由PC给出输入到PLC程序对伺服电机进行下一个检测位置定位。伺服电机到位后给PC一个到位信号让PC开始控制相机拍照及进行沟槽检验处理。
2 结束语
本系统通过利用三菱FX1N系列的PLC完成了对一台伺服电机的控制达到了检测相机所需要的高速、精确定位并且该套PLC与伺服的价格便宜
相关关键词：三菱PLC,三菱FX1N系列PLC,三菱FX系列PLC,三菱A系列PLC
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