伺服系统在物流行业的应用.doc

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前两年搞的设备改造,现在将伺服部分单独分出来,稍作了一下整理,分享给大家,希望能给工控的朋友们有一点用处,谢谢大家的支持,前天网友思南给我发了一个消息,要我参加博客大赛,而我呢只是一个平凡普通的工控人,不过我却是一个不断学习的工控人,我游走于网络之间,网络带给了我丰厚的知识,网友带给了我提高学习的勇气,特别感谢工控网给了我们工控人的空间,使我们更加酣畅淋漓的使用网络,使我更用真心来经营,用诚心来结交爱好学习的朋友们,也感谢一些从不知名而帮助过我的网友们,谢谢!

1、原有设备状况

原有移载机采用PLC和变频器控制。

到达位置不准确，速度慢，不平稳，经常出现故障，尤其是速度不能达到要求，为了提速，提高产量，必需对其进行改造。

2、方案论证

2.1改造方案的设计：

根据生产工艺的要求我们为两台移载机电气部分改造定下了各状态的动作顺序

1.     局部手动：

能实现移载机运行，能够平滑稳定到达7个工件位置并能手动取屏放屏。

2.     手动：

能实现移载机的慢速运行，并能停在任意位置。

3.     自动：

移载机根据条件不同的进行连续取屏放屏。

初始位：

先按复位按钮把各动作处在如下状态。

两移载机载头在上位，两移载机取物吸盘不在吸真空状态。

并把转换开关打在自动状态，各保护开关处于正常位置，并将移载机回到原点位置。

运行过程：

当物体（屏）从A传送带到达光电开关B12位置，A移载机将屏提放到准备好了的爆光机上（L/H1-7任一意其中最先准好一台设备上），如果屏放在L/H1-7上后爆光没有完成，并且还有空余的爆光机，A移载机将继续从传送带将屏搬运到爆光移载机上。

如果L/H1-7的爆光机上的屏已爆光完成，B移载机将爆光完成的屏提出放到B传送带上，如此连续取屏放屏。

该改造的主要技术难点在移载机能够准确快速地停在不同工位，并且保证两台移载机不能相撞，否则会产生严重的损失。

2.2选择设计方案

一般电气设计有以下几种方案，传统的继电器线路，电子数字电路，可编程序控制器等。

传统的继电器线路在一般简单的逻辑电路中应用还可以，但在我们这台需要大量数据运算时就显得有点力不从心了；电子数字电路,它要专门的PCB板设计，数字电路设计，工艺复杂，周期也实在太长，抗干扰性差，在需要复杂的电气设计和大量数字运算时显得困难重重等，最重要的是谁也没有把握一次成功；还有就是采用可编程序控制器，而且这个改造的设备以前就是采用FUJIMICREX-F系列PLC构成，这种PLC属于大型模块化PLC，扩展增加PLC模块方便，可供选择的余地大，可采用不同的模块搭配，而实现不同的功能应用灵活，当然也能实现逻辑控制和数据运算等等，工作量少，抗干扰性强，安装维持也方便，还有由于外围线路接线非常简单，改造周期就短，资金少，所以就采用PLC。

对于精确定位，我决定用安川的伺服驱动器，和位置控制模块，因为安川的伺服电机性能好，不易损坏，能够24小时连续运行。

 安川电机在我国推出的Σ―Ⅱ高性能AC全数字伺服系统得到了用户的广泛肯定和支持，结合安川自有的各类扩展模块，在越来越多的自动化控制领域发挥着显著作用。

    一般的伺服电机的运动需要由上位机给出数字量或者模拟量的信号来实现，实现位置控制由上位机给出若干脉冲信号，伺服驱动器根据脉冲信号决定行进的距离，而速度控制则通过输入模拟量电压在某一段范围的速度电压对应关系来实现，可见伺服系统本身只能作为一个命令的执行者，而自身不能自发运动。

但是，通过使用安川伺服与可扩展模块的简易组合就可以实上述的一些定位，调速的运动。

系统整体功能：

1， 在搬运的过程针对不同工位可以使用不同的搬屏速度

为实现以上功能，系统作了如下的连接

3移载机设备改造过程

3.1主要硬件选择

为实现工艺提出的严格要求，在硬件方面我们设想采用了如下解决方案：

◆ 安川SGDH/SGMAH系列伺服电机 

◆ 扩展模块JUSP-NS600 

◆ PLC

不同工位L/H1-7位置都不一样，如果采用光电开关控制定位，那么在短短8米多行程内需给它装几十个光电开关，容易损坏不说，也为操作工调节和安装接线带来了巨大困难。

为实现不同的位置控制，采用了型号为SGDH-30AE的伺服电机，其所带的旋转编码器精度为16BIT。

最终设备部确定了以下主要部件：

最重要的PLC采用FUJIMICREX-F系列，具体有FPU-CPU120S一块、FTU123B32点输入模块二块、FTU223B32点输出模块二块、伺服系统为安川的伺服电机SGMGH-30AC61，驱动器SGDH-30AE，位置控制器JUSP-NS600。

3.2   PLC输出输入接线图：

（见附录1图纸）

3.3   程序设计（程序见附录2）

a， 通过光电开关检测屏情况及各种传感器的信号，供plc使用；

b， Plc通过外围的信号（是哪台爆光机H/L1-7）来决定移载机所需要的速度，输出位置选定信号；

c， 安川扩展模块接收plc信号后，根据设定的程序表来运动。

以上a，b步骤通过plc来实现实比较常见的，不做说明，下面详细介绍伺服接收plc信号后如何转化为所需要的速度这个环节。

首先介绍一下安川的扩展模块NS-600的功能和原理：

1、 程序表运行功能  

能够通过一个简单的表格来设定伺服电机需要运动的距离，运动速度，一部动作结束后输出信号等；如图所示：

其中可以有128步程序，可以设定不同的位置和速度。

通过外部的选通信号，就可以执行相应的程序步。

伺服电机就根据预先设定的程序表值来运行。

2、 JOG运行 

通过外部的选定信号来做一个固定速度的运行。

运行速度通过速度表来预先设定。

如图所示 

通过JOG0-JOG3的选通与否来实现JSPD栏里面设定的速度。

上面的两种功能说明要实现调速功能，我们可以通过设定程序表或设定速度表的速度来满足该系统的要求。

但是考虑到使用厂家生产的屏型号比较多，和JOG状态只适合于手动调试，和调试时确定程序表中的设定的位置。

我们在自动状态下选择了可以对应128种速度的程序表方式来实现以上的功能。

程序表改动如下：

将POS改成所需要的运动方向，将SPD栏设定为工艺所需要的速度，LOOP设定为1，NEXT设定为END。

根据加工工艺的需要，分别设定速度，在这里我们指定相同的速度。

需要的速度通过PLC输出不同的选定就可以实现，参考如下的电气原理图

START-STOP为停止开始信号，SEL0-SEL7为外部输入信号端子（plc输出的信号）。

以上就是通过安川的伺服电机和扩展模块JUSP-NS600来实现的一个多段位调速系统；该运动控制模块还在以下的一些领域有着广泛的应用，可以大大简化以前用PLC实现时的复杂编程，提高系统的可靠性和稳定性.

附:

1.电气原理图CAD原理图.rar（已下载8次）

2.梯形图PLC梯形图.rar（已下载9次）

3.读梯形图软件D30Win.part01.rar（已下载9次）D30Win.part02.rar（已下载7次）D30Win.part03.rar（已下载7次）D30Win.part04.rar（已下载7次）D30Win.part05.rar（已下载6次）D30Win.part06.rar（已下载12次）D30Win.part07.rar（已下载6次）D30Win.part08.rar（已下载6次）D30Win.part09.rar（已下载8次）D30Win.part10.rar（已下载14次）D30Win.part11.rar（已下载7次）D30Win.part12.rar（已下载8次）

4.程序表程序表格设置19A+B.rar（已下载9次）

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