1控制任務(wù)

試驗診斷平臺的控制系統(tǒng)設(shè)計要求如下:

（1）根據(jù)現(xiàn)場裝調(diào)人員指示,操作人員發(fā)出伺服電動缸動作指令,4個伺服電動缸在總行程范圍內(nèi)單獨動作,在行程極限位置可靠停止:

（2）控制箱應(yīng)具備每個電動缸的行程顯示、動作指示功能,且要求操作簡單,便于搬動。

2控制對象分析

試驗診斷平臺如圖1所示。

上位機操作系統(tǒng)所要控制的是樂星邁克彼恩L7S系列的標準I/O型伺服驅(qū)動器,該驅(qū)動器可根據(jù)與上位控制器的連接方式,以力矩、速度、位置模式進行運行,并可根據(jù)參數(shù)及I/O輸入接點信號,切換運行模式。在完成位置控制功能的條件下,其模式選擇對上位控制器的功能要求有較大區(qū)別。其中,力矩模式對上位控制器要求最高,需完成位置環(huán)與速度環(huán)控制。而位置模式對上位控制器要求最低,但同樣不會影響定位精度,其精度取決于伺服電機編碼器反饋精度及電動缸機械精度。因此,考慮簡化上位機功能,使用伺服驅(qū)動器與電動缸APM交流伺服電機構(gòu)成快速、準確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。

3控制系統(tǒng)方案設(shè)計

根據(jù)對控制任務(wù)以及被控對象的分析,控制系統(tǒng)應(yīng)提供一個友好的人機界面,能完成對4個伺服電動缸的半閉環(huán)位置控制,操作模式具有JOG連續(xù)運轉(zhuǎn),JOG步進點動與電子手輪方式,伺服電機啟動/停止可S形加減速,電機使能與剎車控制等功能。

由于使用的是交流伺服位置控制系統(tǒng)驅(qū)動,根據(jù)L7S系列標準I/O型伺服驅(qū)動器端子輸入位置運轉(zhuǎn)模式接線,上位控制系統(tǒng)需帶PTO脈沖串輸出）的可編程開發(fā)運動控制器、運動控制卡或PLC以及能與控制器或控制卡通信連接操作的上位人機界面HMI觸摸屏。

3.1基于四軸運動控制型PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)

整個控制系統(tǒng)包括電源、信捷TH765系列HMI觸摸操作顯示屏、信捷xDM-32T-C四軸運動控制型PLC、電子手輪、L7S系列標準I/O型伺服驅(qū)動器等。HMI觸摸操作顯示屏、運動控制型PLC及L7S伺服驅(qū)動器通過串行通信網(wǎng)絡(luò)MODBUS-RTU協(xié)議構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.2人機界面設(shè)計

信捷TH765系列HMI觸摸操作顯示屏通過Touchwin編輯軟件可快速組態(tài)人機界面,實現(xiàn)多個界面,如圖3所示,包括操作與位置顯示界面、伺服驅(qū)動器狀態(tài)界面、報警與歷史記錄界面等。

4應(yīng)用

采用AP斜面操作臺集成控制系統(tǒng),操作平臺如圖4所示,主要分為HMI觸摸操作顯示屏和電子手輪兩部分。電子手輪左側(cè)為軸選擇旋鈕,分為五檔一oFF、x1、Y1、x2、Y2:電子手輪右側(cè)為倍率選擇旋鈕,分為三檔一x1、x10、x100。置于oFF檔時,手搖金屬碼盤無效:置于相應(yīng)軸時,電子手輪手搖金屬碼盤可順時針和逆時針操作,對應(yīng)軸前進和后退。

圖4操作平臺

5結(jié)語

本文所介紹的國產(chǎn)信捷xDM系列運動控制型PLC,集運動控制功能與普通PLC功能于一體,最多可支持10軸脈沖輸出,可實現(xiàn)兩軸聯(lián)動,既支持普通運動控制指令,如圓弧、直線插補等,又支持平面轉(zhuǎn)換指令,可進行X-y、y-Z、X-Z等的兩軸聯(lián)動轉(zhuǎn)換,簡單易行,可靠性高,對實現(xiàn)多軸運動控制具有一定參考價值。