一种伺服调速PLC控制的定尺飞锯机控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种伺服调速可编程控制器PLC控制的定尺飞锯机控制系统，包括可编程控制器PLC、钢管编码器、高速计数模块、操作屏和伺服驱动器，可编程控制器PLC采用双DP接口的CPU315-2DP，其DP1接口与伺服驱动器相连、DP2接口与操作屏及焊管生产线其他设备连接；钢管编码器与高速计数模块连接，高速计数模块安装在可编程控制器PLC的主机架上。本实用新型专利技术的机组部分和飞锯部分共用一个可编程控制器PLC，使机组控制与飞锯控制形成无缝连接，接口信号更加灵活可靠，飞锯的功能扩展变的简单。同时也降低了成本。可编程控制器PLC等模块都为西门子常用类型，编程采用梯形图语言，利于用户的维修和备件。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种焊管生产线使用的飞锯机，特别是一种伺服调速可编程控制 器PLC控制的定尺飞锯机控制系统。
技术介绍
目前，焊管生产线使用的飞锯机通常采用专用飞锯控制器或可编程控制器PLC及 相应驱动器来完成飞锯的计算和控制。这种控制系统对于整套机组制造商及最终用户有以 下不足1、这种控制器由少数制造商专门生产，一旦发生硬件损坏，需向特定制造商购买 更换控制器，订货周期长并且不可预见。2、这种控制器有固化的飞锯程序及有限的联络功能，对于整套焊管生产线制造商 的调试及最终用户的维护、功能扩展带来不便。3、焊管生产线中机组部分的控制需要一个可编程控制器PLC，而飞锯控制又需要一 个单独的控制器或可编程控制器PLC，这对于整套生产线制造商在一定程度上造成了浪费。
技术实现思路
为解决现有技术的上述问题，本技术的目的是针对现有飞锯机对于焊管设备 制造商存在的问题，提供一种结构简单、通用性强和低成本的伺服调速可编程控制器PLC 控制的定尺飞锯机控制系统。—种伺服调速可编程控制器PLC控制的定尺飞锯机控制系统，包括可编程控制器 PLC、钢管编码器、高速计数模块、操作屏和伺服驱动器，所述的可编程控制器PLC采用双DP 接口的CPU315-2DP，其DPl接口与伺服驱动器相连、DP2接口与操作屏及焊管生产线其他设 备连接；所述的钢管编码器与高速计数模块连接，所述的高速计数模块安装在可编程控制 器PLC的主机架上。本技术所述的伺服驱动器采用西门子SINAMICS系列的S120伺服驱动器，高 速计数模块采用FM350-2高速计数模块。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果1、由于本技术的机组部分和飞锯部分共用一个可编程控制器PLC，使机组控 制与飞锯控制形成无缝连接，接口信号更加灵活可靠，飞锯的功能扩展变的简单。同时也降 低了成本。可编程控制器PLC、伺服驱动器及高速计数模块都为西门子常用类型，编程采用 梯形图语言，利于用户的维修和备件。2、由于本技术所用的部件和元器件和编程语言都是现阶段最常用的，所以通 用性和兼容性好。附图说明图1是本技术的系统结构图。图2是本技术的程序流程图。图3是本技术的功能结构图。图中1、可编程控制器PLC ；2、计数模块；3、伺服驱动器，4、操作屏；5、定尺小车； 6、伺服电机；7、钢管编码器。具体实施方式以下结合附图对本技术进行进一步地描述。如图1-3所示，一种伺服调速 可编程控制器PLCl控制的定尺飞锯机控制系统，包括可编程控制器PLC1、钢管编码器7、 高速计数模块2、操作屏4和伺服驱动器3，所述的可编程控制器PLCl采用双DP接口的 CPU315-2DP，其DPl接口与伺服驱动器3相连、DP2接口与操作屏4及焊管生产线其他设备 连接；所述的钢管编码器7与高速计数模块2连接，所述的高速计数模块2安装在可编程控 制器PLCl的主机架上。所述的伺服驱动器3采用西门子SINAMICS系列的S120伺服驱动 器3，高速计数模块2采用FM350-2高速计数模块2。本技术的工作原理如下可编程控制器PLCl的DPl接口与伺服驱动器3相 连，伺服驱动器3通过伺服动力电缆控制伺服电机6的运转、通过伺服编码器反馈电缆读取 定尺小车5的位置及速度信息并控制定尺小车5的速度；可编程控制器PLCl的DP2接口用 于连接操作屏4及焊管生产线其他设备。钢管编码器接到高速计数模块上，读取定尺小车 5的位置及速度信息并控制定尺小车5的速度；DP2接口用于连接操作屏4及焊管生产线其 他设备。钢管编码器7接到高速计数模块2上，用于检测钢管的长度及线速度。高速计数 模块2放在可编程控制器PLCl主机架上，以便最快读取编码器数值。下面通过实施例说明本技术的具体工作过程如下首先组建一个可以编程控 制器PLCl为主站，伺服驱动器3为从站的profibus网络，通讯速率为12Mbps。报文选用位 置控制标准报文，可以通过状态字读出定尺小车5的实际位置s及实际线速度vb，同时可以 通过控制字来控制定尺小车5的线速度ν及加、减加速度倍率。伺服驱动器3中设定定尺 小车5的加速度为a。钢管编码器7接到高速计数模块2的两个通道上，一个通道设定为计 数模式，用来测量钢管的出管长度C。另一个通道设定为测量模式，用来测量钢管的线速度 v0O钢管测长辊的周长为400mm，钢管编码器7为1000线，通过计数模块2四倍频处理则使 此测量系统的分辨率为0. 1mm。为了达到单位统一，设定长度L及定尺小车5实际位置s的 单位也为0. 1mm。操作屏4输入设定长度L，则差值b定义为设定长度a与出管长度c值差，即b = C-L0通过可编程控制器PLCl的实时监测计算，2当时， Ia可编程控制器PLCl对伺服驱动器3发出启动命令，并给定速度v = K^Jb-s+v0式中，K为比例系数，根据现场调试情况调整，一般为2 6。当b > s即定尺小车5位置落后于锯切位置时，v>v0即定尺小车5速度大于钢 管速度；同样当b < s即定尺小车5位置超前于锯切位置时，ν < V0即定尺小车5速度小于钢管速度。两种情况都使b-s的差值减小，最终当可编程控制器PLCl计算比较，当I b-s I <Ld且I V-Vtl I < Vd时，其中Ld为允许最大长度误差，Vd为允许最大速 度误差，满足了飞锯切割对位置速度的双重要求。夹钳夹紧后进行锯切，同时把定尺小车5 当前位置s写入计数器中，即让c = S。锯切完成后把夹钳打开，以备下次循环。如图3所示，本技术是由可编程控制器PLC1、伺服驱动器3及反馈系统和钢管 测量系统构成一个前馈闭环控制系统。如图2所示，通过操作屏4设定好定尺长度，按下自动运行按钮，锯切主轴电机启 动，可编程控制器PLCl读取计数模块2的出管长度数值并判断是否满足定尺小车5启动条 件。当条件满足时，可编程控制器PLCl通过profibus向伺服驱动器3发出启动指令并根 据定尺小车5位置实时调整给定速度，当判断满足切割的位置、速度条件时，夹钳夹紧后锯 切。锯切的同时把当前小车位置s写入计数器中。待小车走到一定位置后快速返回并减小 定尺小车5的加速度倍率，以减小机械冲击。返回原点后进入下一个循环。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种伺服调速可编程控制器ＰＬＣ（１）控制的定尺飞锯机控制系统，包括可编程控制器ＰＬＣ（１）、钢管编码器（７）、高速计数模块（２）、操作屏（４）和伺服驱动器（３），其特征在于：所述的可编程控制器ＰＬＣ（１）采用双ＤＰ接口的ＣＰＵ３１５－２ＤＰ，其ＤＰ１接口与伺服驱动器（３）相连、ＤＰ２接口与操作屏（４）及焊管生产线其他设备连接；所述的钢管编码器（７）与高速计数模块（２）连接，所述的高速计数模块（２）安装在可编程控制器ＰＬＣ（１）的主机架上。

【技术特征摘要】
1.一种伺服调速可编程控制器PLC(I)控制的定尺飞锯机控制系统，包括可编程控制 器PLC(I)、钢管编码器(7)、高速计数模块O)、操作屏(4)和伺服驱动器(3)，其特征在于 所述的可编程控制器PLC(I)采用双DP接口的CPU315-2DP，其DPl接口与伺服驱动器(3) 相连、DP2接口与操作屏(4)及焊管生产线其他设备连接；所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国鸿，马丽，于长波，
申请(专利权)人：大连三高重工设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：91