非标自动化设备：进行板卡的在线修理或更换而不影响控制器的正常运行

发布日期：2024-11-18

非标自动化设备　　电容器元件绕制设备是高压电容器制造的关键设备，工作性能稳定与否，直接决定了电容器的质量和电容器报废率的高低。某厂从20世纪80年代引进美国GE公司的绕制机，鉴于电器控制系统使用时间较长，原厂配件无法购置，致使设备处于长期故障状态。该设备的控制系统由当时GE公司的PLC控制，各种元件及程序由于时间久远，目前无法运用。根据目前计算机技术和PLC控制技术的应用情况，我们应用三菱公司的PLC控制系统来实现电容器元件的工艺绕制。本文提出的PLC控制方法满足绕制工艺的需要2系统控制要求和硬件组成系统工作流程：接好气、电源，按控制柜上的复位按钮，设备处于等待状态按运行按钮，启动伺服系统，主轴转动，同时接触滚轮和夹紧轮动作，接触滚轮压住芯轴，夹紧轮夹紧铝膜，电容器元件开始起头起头后接触滚轮和夹紧轮离开，芯轴速度梯度加速到指定的转速后保持高速，在完成一个电容器元件的绕制后，芯轴速度梯度降速，芯轴转动到设计要求的圈数时，打孔气缸打两排孔，同时铝箔夹紧气缸压紧铝箔，芯轴继续转动以撕断铝箔再绕适当的圈数，芯轴停转，拔出原绕好的元伟芯轴换位离合器动作，芯轴换位，刚卷好的元件的芯轴换到另一面，刚拔出元件的芯轴伸出自动继续完成下一个元件的绕制。如出现故障时紧急停车，故障排除后，取消锁定可继续运行未完成的步骤也可取消运行，锁定后，按复位按钮，卷制机按复位的步骤完成收尾工作，并自动继续下一个元件绕制。芯轴电机的速度要根据以上控制系统的要求，设计了整机控制系求无级调节，并分成三挡，以实现不同元件的绕制要统和具体的软件。控制系统的原理如所示求和设备的调试人工手动绕制的需要电容器元件绕制设备控制系统原理图由图知控制系统由PLC完成对整机的全过程系统、电源控制系统和测量、故障报警和上位机设定系统等部分组成FX2N-80MT⑴负责设备的整机控制和接受上位机发送的工艺参数FX2N-把设定芯轴速度的模拟信号转变为数字信号，PLC经运算后存储在数据寄存器FX2N- 4DA把PLC运算后的数字信号转化为模拟信号，作为伺服系统的速度给定，用以调节芯轴的转速FX2N-1HC为高速计数模块，负责对芯轴转速的脉冲计数，数据实时地传送到PLC，PLC根据不同时期的计数值控制芯轴转速和有关气缸的动作，保证元件工艺符合设计要求伺服系统控制芯轴电机的速度，是带有编码器的闭环速度控制系统，稳定度高，参数设定可由软件设定，并能与计算机通信，打印有关参数通信模块FX2N-232-BD连接PLC和上位机，上位机把元件的工艺参数传送到PLC，PLC根据工艺参数完成对设备的控制，同时元件绕制的实际参数PLC也通过通信模块传送到上位机，上位机可以实时显示工艺参数、历史和有关报表另外还配备了FX- 10DU-E数据设定单元和手持编程器。设定单元对设备运行的参数工艺参数等的修改，手持编程器FX- 20P-E能够修改程序和改变设定参数，这两项操作设备是为了防止上位机故障而确保设备5正常运转设置的JoalElecfrohcPublishingHouse.图、也电容元件绕制软件流程w.ki. 3控制软件系统的控制软件流程图见所示整个系统的软件由以下程序组成初始化程序：对工艺参数及控制要求数据的寄存器置位和相关设定值，通过PLC初始化脉冲和数据传送指令来完成A/D转换程序：把速度给定信号转换成数字信号，PLC内部运算后，存储到指定的存储单元D/A转换程序：把经PLC运算后的速度数字值转化为模拟信号，作为伺服系统的速度给定，以控制芯轴电机的速度。
　　高速计数程序：PLC的计数模块对编码器输出的脉冲进行高速计数，确定芯轴转速本程序采用AB双相正交上升沿计数，具体对铝箔长度计数、控制参数的计数设定等。
　　通信程序：串行口通信程序负责上位机和PLC之间的数据通信，包括数据传送协议设定，工艺参数设定和有关指令等的传送等。
　　手动调试程序：系统在手动调试工作时，对设备各部件单独动作，确保各器件的正确动作，此时各器件之间没有联锁，谨对专业人员开放。
　　手动控制系统程序：负责手动时，人工操作电容器元件的绕制。
　　自动控制系统程序：负责完成整机的全过程自动绕制电容器元件的控制故障检查程序：故障时，PLC保持原状态，以便使当前的工艺参数有效，并通知上位机记录设备和元件的实际状况，同时等待用户下一步动作。
　　伺服控制程序：控制伺服电机的工艺参数，包括方向、最高转速设定、工作方式等。
　　梯度给定程序：上升梯度与下降梯度设定伺服启动速度与停止速度停机程序：按停机按钮时，设备按照有关停机程序自动关停电机阀门、气缸、电磁阀等机构。
　　4结论FX2N型PLC对电容器元件绕制设备的整机控制系统的设计方案符合原厂设备的技术要求，设备经过运行表明：文中提出的设计方法是正确的，设计的硬件电路和控制软件工作可靠，满足电容器生产工艺需要

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