施耐德電氣針對針對該塑料門窗焊接機(jī)提供的控制系統(tǒng)，核心為M238PLC，其通過集成的CANopen通訊端口連接7個Lexium23A伺服驅(qū)動器和2個OTB遠(yuǎn)程IO站。其中7個Lexium23A伺服電機(jī)分別控制機(jī)架和6個焊接機(jī)頭，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動、回原點(diǎn)、絕對定位控制等功能。
客戶介紹
該客戶系專業(yè)從事塑料門窗加工設(shè)備的研發(fā)、制造和銷售的中國頂級品牌企業(yè)，在國內(nèi)率先研發(fā)出塑料門窗焊接清理自動線、鋁塑型材鋸銑加工中心等高精尖設(shè)備，填補(bǔ)了行業(yè)空白，產(chǎn)品出口80多個國家和地區(qū)。
關(guān)鍵詞：
M238、遠(yuǎn)程IO、LXM23A、絕對定位控制
工藝簡介
塑料門窗數(shù)控八角焊接機(jī)SHP8W-CNC-3000是生產(chǎn)塑料門窗的主要設(shè)備，可完成 等型式的焊接工序，可對門窗從單點(diǎn)到八點(diǎn)任意參數(shù)設(shè)定進(jìn)行焊接。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該設(shè)備由定位機(jī)構(gòu)、熱控、電控及氣控系統(tǒng)組成，可實(shí)現(xiàn)型材的精確定位和自動化生產(chǎn)。
電控系統(tǒng)采用施耐德電氣PLC為核心的整體解決方案，伺服電機(jī)及上位人機(jī)界面均采用通訊控制，安裝方便，抗干擾能力強(qiáng)。
工作原理
本機(jī)采用塑料型材加熱熔融的原理制作塑料門窗。其主要焊接工序為：型材定位、壓緊、熔融、對焊。
設(shè)備傳動系統(tǒng)采用氣壓傳動和伺服電機(jī)傳動，數(shù)字溫控表調(diào)節(jié)焊接溫度，通過上位組態(tài)軟件設(shè)定各加工步參數(shù)。
工藝流程
1、設(shè)備上電后，首先各機(jī)頭回原點(diǎn)，通過“機(jī)頭回零”按鈕，6個機(jī)頭電機(jī)和1個機(jī)架電機(jī)回到原點(diǎn)。
2、通過人機(jī)界面設(shè)定加工型材的類型及加工數(shù)據(jù)，或者選擇以前保存好的配方數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“加工數(shù)據(jù)下載”按鈕，把所有加工數(shù)據(jù)下載到PLC中。
3、按動“定位運(yùn)行”按鈕，在傳動系統(tǒng)帶動下，機(jī)架及各機(jī)頭水平移動——定位塊上——壓鉗座進(jìn)。
4、按照門窗的組裝類型，放入后型材，按動“后壓鉗”按鈕，后壓鉗壓緊后型材；放入前型材，按動“前壓鉗”按鈕，前壓鉗壓緊前型材。
5、再次按動“定位運(yùn)行”按鈕，壓鉗座退——定位塊下——焊塊下——壓鉗座進(jìn)——加熱熔融——壓鉗座退——取下型材。
控制系統(tǒng)要求
IO點(diǎn)：
總共DI54點(diǎn)和DO66點(diǎn)，其中主站48點(diǎn)，兩個遠(yuǎn)程IO站分別為36點(diǎn)。
伺服電機(jī)：
7個伺服電機(jī)，分別控制1個機(jī)架和6個焊接機(jī)頭。
上位組態(tài)軟件：
上位工控機(jī)的組態(tài)軟件為VB編程，需要與PLC實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)交換。
施耐德電氣方案
該控制系統(tǒng)的核心為M238PLC，其通過集成的CANopen通訊端口連接7個Lexium23A伺服驅(qū)動器和2個OTB遠(yuǎn)程IO站。其中7個Lexium23A伺服電機(jī)分別控制機(jī)架和6個焊接機(jī)頭，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動、回原點(diǎn)、絕對定位控制等功能。由于M238PLC控制3臺以上的Lexium23A，在CANopen模式(P1-01：000B)下聯(lián)動運(yùn)行時出現(xiàn)通訊中斷現(xiàn)象，而在Pr模式(P1-01：0001)下卻可以正常聯(lián)動運(yùn)行，故此案例中，7臺Lexium23A設(shè)定為Pr模式掛在M238PLC的CANopen總線上，由PLC通過CANopen總線的PDO或SDO數(shù)據(jù)交換方式，修改及調(diào)用伺服驅(qū)動器內(nèi)的各內(nèi)部運(yùn)動任務(wù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制需求。
上位組態(tài)軟件通過工控機(jī)的串口與PLC集成的串口經(jīng)Modbus通訊協(xié)議交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備各工藝環(huán)節(jié)的監(jiān)控。
總結(jié)
施耐德電氣整體解決方案的典型特征為各通訊協(xié)議的高度集成，核心為集成CANopen通訊端口和2個串口的高性能小型PLC TM238LFDC24DT，伺服為集成CANopen菊花鏈通訊端口的Lexium23A系列。而該客戶原有的方案為PLC+脈沖軸控模塊+伺服，其伺服通過脈沖的方式由PLC和軸控模塊控制。
施耐德電氣方案相比原有方案具有以下優(yōu)勢：
提高了系統(tǒng)集成性。利用PLC集成的CANopen端口，省卻了擴(kuò)展的軸控模塊。
簡化了電氣安裝。一根CANopen總線電纜連接7個伺服和2個遠(yuǎn)程IO站。一是減少了大量的伺服脈沖和控制信號線；二是2個遠(yuǎn)程IO站相比原方案的集中控制，減少了很多信號線。
提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。由于原方案的7臺伺服都采用脈沖信號控制，設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定現(xiàn)象，施耐德電氣方案改善了此弊端。
提高了設(shè)備生產(chǎn)效率。采用AB的控制系統(tǒng)時生產(chǎn)速度16m/min，采用施耐德電氣方案后，生產(chǎn)速度為18m/min，生產(chǎn)速度提高12.5%。設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性相比以前提高15%。
（轉(zhuǎn)載）
