一種工控機(jī)的應(yīng)用案例簡介
來源:網(wǎng)絡(luò) 2012-07-15 關(guān)鍵詞:自動(dòng)化 工控設(shè)備 工控機(jī) 工控機(jī),英文全稱是Industrial Personal Computer,簡稱為IPC,這是一種基于PC總線的工業(yè)電腦,是加固的增強(qiáng)型個(gè)人計(jì)算機(jī),在工業(yè)環(huán)境中可以作為一個(gè)工業(yè)控制器進(jìn)行可靠運(yùn)行。目前工控機(jī)的主要類別有IPC(PC總線工業(yè)電腦)、DCS(分散型控制系統(tǒng))、FCS(現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng))、PLC(可編程控制系統(tǒng))和CNC(數(shù)控系統(tǒng))五種。本文介紹了工控機(jī)在壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,關(guān)于這種工控機(jī)的應(yīng)用案例小編將會(huì)在接下來的文章中詳細(xì)的為大家闡述?! ≡摴た貦C(jī)的應(yīng)用案例,通過采用工控機(jī)完成對(duì)壓鑄機(jī)的控制,設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的編制控制軟件及硬件電路,為提高壓鑄件的質(zhì)量提出了用壓射速度進(jìn)行控制的方法。根據(jù)計(jì)算機(jī)的仿真結(jié)果表明,這種控制方法是切實(shí)可行的?! 「邏汉透咚偈菈毫﹁T造工藝的二大特征,鑄件充型完好,輪廓清晰主要取決于壓射速度(即壓射過程),而鑄件的內(nèi)部質(zhì)量和機(jī)械性能主要取決于增壓效果(即增壓過程),要想獲得高質(zhì)量的壓鑄件,必須根據(jù)不同的情況對(duì)壓鑄過程中的所有工藝參數(shù)如壓射壓力和壓射速度等進(jìn)行恰到好處的控制。 J11280型28000KN( 臥式冷室壓鑄機(jī)是國內(nèi)壓鑄機(jī)廠設(shè)計(jì)試制的新產(chǎn)品,控制系統(tǒng)完成后,用戶廠家對(duì)機(jī)器的使用性能表示非常滿意。并且通過了國家計(jì)委鑒定,它是目前國產(chǎn)最大、最先進(jìn)的壓鑄機(jī)。 本文所設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)有如下特點(diǎn): ?、倜棵?000次的狀態(tài)檢測(cè),可以檢測(cè)到狀態(tài)的瞬息變化,并進(jìn)行相應(yīng)實(shí)時(shí)的控制; ?、谙到y(tǒng)中的狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷、壓力速度曲線顯示等功能,用戶可以對(duì)系統(tǒng)的工作狀況有一個(gè)及時(shí)全面的了解; ③系統(tǒng)具有簡單的程序接口,用戶能夠很方便的進(jìn)行系統(tǒng)的二次開發(fā); ?、芫哂辛己玫挠脩艚缑婧秃唵蔚南到y(tǒng)操作?! ∫?、 J11280型臥式冷室壓鑄機(jī)概述 1.1 機(jī)器的組成部分
圖1 壓鑄機(jī)壓射系統(tǒng)原理圖 J11280型臥式冷室壓鑄機(jī)主要由機(jī)身、電氣系統(tǒng)、壓射機(jī)構(gòu)、合型機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)五部分組成。其壓射系統(tǒng)工作原理圖如圖1所示。 1.2 壓鑄機(jī)工作機(jī)理的分析 完成一個(gè)鑄件的工藝過程為:動(dòng)1插芯-動(dòng)2插芯-合型-低壓合型-系統(tǒng)壓力鎖型-合型完成-靜插芯-慢壓-一快-二快(同時(shí)增壓)-(冷卻時(shí)間到)靜抽芯-開型-動(dòng)2抽出-動(dòng)1抽出-頂出前延時(shí)-頂出-頂出后延時(shí)-壓回-頂回-恢復(fù)原位-延時(shí)卸荷。如此重復(fù)循環(huán)進(jìn)行鑄件生產(chǎn)。壓鑄機(jī)的每一個(gè)動(dòng)作過程都可通過電磁閥的通斷,改變液壓系統(tǒng)的狀態(tài),進(jìn)行控制。 二、工控機(jī)控制壓鑄機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
圖2 壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)主要由工控機(jī)、開關(guān)量輸入板、開關(guān)量輸出板、模擬量輸入板、繼電器板及外圍輔助電路構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)框圖見圖2。 工控機(jī)主要完成控制指令的發(fā)出和模擬量的運(yùn)算。具體控制過程為:由行程開關(guān)和控制按鈕發(fā)出的開關(guān)信號(hào)指示出目前壓鑄機(jī)所做的動(dòng)作,經(jīng)過開關(guān)量輸入板進(jìn)入工控機(jī),通過定期讀取工控機(jī)相應(yīng)端口,可檢測(cè)到壓鑄機(jī)工作的狀態(tài),通過邏輯運(yùn)算,形成相應(yīng)的開關(guān)量輸出,再通過輸出繼電器板來控制壓鑄機(jī)電磁閥通斷電,控制壓鑄機(jī)的動(dòng)作。開關(guān)量輸入和輸出為防止干擾均采用光電隔離輸入輸出,為32路入和26路出。 2.2 工控機(jī)配置 表1 工控機(jī)配置
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件相對(duì)惡劣,最常見的問題是粉塵、輻射、電氣干擾等。在一些環(huán)境下還要防潮、防震、抗沖擊等。設(shè)計(jì)選用CONTEC公司生產(chǎn)的通用型工控機(jī)系列,它具有高可靠性電源裝置、高功率雙冷風(fēng)扇制冷系統(tǒng)、帶濾網(wǎng)全鋼標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱、減震加固壓條裝置、14個(gè)插槽供I/O擴(kuò)展,能夠適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的要求。詳見表1?! ?.3 系統(tǒng)仿真 這種工控機(jī)的應(yīng)用案例中由于系統(tǒng)存在許多非線性環(huán)節(jié),如:液壓油、伺服閥等,這給系統(tǒng)的理論分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來一定的困難,只能借助與計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究。由于壓射過程油缸活塞所受的阻力很小,在仿真過程中近似地認(rèn)為壓射速度與進(jìn)入油缸液壓油的體積成正比,即為比例環(huán)節(jié)。查閱相關(guān)手冊(cè),確定參數(shù)。系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖3所示?! ?center>
圖3 系統(tǒng)仿真圖 三、 工控機(jī)控制壓鑄機(jī)系統(tǒng) 其程序模塊包括:壓鑄機(jī)驅(qū)動(dòng)程序模塊、數(shù)字量檢測(cè)模塊、狀態(tài)顯示模塊、速度壓力曲線顯示模塊、故障診斷模塊、參數(shù)調(diào)整模塊、打印模塊、幫助模塊?! ”鞠到y(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用BORLAND c 作為程序開發(fā)語言。其中斷服務(wù)程序中的Interrupt_app()函數(shù)主要功能是由當(dāng)前的輸入狀態(tài)依據(jù)邏輯規(guī)則形成新的控制字節(jié),并送到相應(yīng)的輸出端口,從而驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電磁閥得失電,達(dá)到完成壓鑄工藝過程的目的?! ?center>
圖4 PLC梯形圖 因而Interrupt_app()函數(shù)主要由三個(gè)順序的部分組成:讀輸入狀態(tài)、進(jìn)行邏輯運(yùn)算形成控制字節(jié)、輸出控制字節(jié)。其設(shè)計(jì)由PLC梯形圖演化而來。如PLC梯形圖4?! ∑湎鄳?yīng)的轉(zhuǎn)換程序如下: if((R0[0]##‖R0[7])##counter[TC31].TC)‖Ro[1]) R17[4]=1; else R17[4]=0; if (R16[7]##!R0[3]) Start_counter(TC31); else End_counter(TC31); Counter是一個(gè)如下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它對(duì)應(yīng)計(jì)時(shí)器: Struct counter { int TC; /*表示其觸點(diǎn)*/ int use; /*表示counter當(dāng)前是否啟動(dòng)標(biāo)志*/ unsigned long counter_max; /*定時(shí)時(shí)間*/ unsigned count; /*記數(shù)值*/ } counter; 延時(shí)斷開則為:counter.use=1時(shí),counter.TC=1,counter.count每隔一定時(shí)間加1,與count_max相等時(shí),counter.TC=0,停止計(jì)數(shù); 延時(shí)閉合則為counter.use=1時(shí),counter.TC=0,當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到后,令counter.TC=1,停止計(jì)數(shù)。 壓鑄機(jī)具有調(diào)整、聯(lián)動(dòng)兩種工作機(jī)制,每種工作制都有一定的動(dòng)作順序。因而有兩種設(shè)計(jì)方案: 1)按PLC控制機(jī)理進(jìn)行設(shè)計(jì)方案:這種工作方式下,只需要將PLC梯形圖轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的程序語言,然后模擬按PLC的工作機(jī)理進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)?! ?)步進(jìn)制設(shè)計(jì)方案:在這種設(shè)計(jì)方案下,首先要研究控制壓鑄機(jī)動(dòng)作的PLC流程圖,進(jìn)而推導(dǎo)出每一種動(dòng)作的可執(zhí)行條件。在程序設(shè)計(jì)時(shí),基于當(dāng)前的工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行相應(yīng)下一步動(dòng)作的控制?! 〉谝环N工作方案采用的PLC流程圖在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行很長時(shí)間,容易保證控制的正確性,并且易于被現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)工人理解和掌握。因而采用第二種設(shè)計(jì)方案?! LC的基本工作方式是在系統(tǒng)軟件的控制下,采用周期工作方式,也即掃描工作方式。它的操作系統(tǒng)是一個(gè)小型的實(shí)時(shí)系統(tǒng)軟件,具有自身的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),PLC在每次掃描期間,除了讀入各輸入點(diǎn)的狀態(tài),用戶邏輯輸出控制信號(hào)外,還進(jìn)行故障自診斷和處理與編程器、計(jì)算機(jī)等的通訊要求?! ∫陨暇褪切【帪槟榻B的一種工控機(jī)的應(yīng)用案例,相信通過小編的介紹,大家對(duì)工控機(jī)的應(yīng)用都有所了解了吧。目前在很多場(chǎng)合中都會(huì)使用工控機(jī),但是真正把工控機(jī)用的很好的卻不是很多。為了能夠更好的使用它,讓其始終保持良好的工作性能,在日常使用中,我們必須對(duì)其進(jìn)行必要的、合理的維護(hù)。
圖3 系統(tǒng)仿真圖 三、 工控機(jī)控制壓鑄機(jī)系統(tǒng) 其程序模塊包括:壓鑄機(jī)驅(qū)動(dòng)程序模塊、數(shù)字量檢測(cè)模塊、狀態(tài)顯示模塊、速度壓力曲線顯示模塊、故障診斷模塊、參數(shù)調(diào)整模塊、打印模塊、幫助模塊?! ”鞠到y(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用BORLAND c 作為程序開發(fā)語言。其中斷服務(wù)程序中的Interrupt_app()函數(shù)主要功能是由當(dāng)前的輸入狀態(tài)依據(jù)邏輯規(guī)則形成新的控制字節(jié),并送到相應(yīng)的輸出端口,從而驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電磁閥得失電,達(dá)到完成壓鑄工藝過程的目的?! ?center>
圖4 PLC梯形圖 因而Interrupt_app()函數(shù)主要由三個(gè)順序的部分組成:讀輸入狀態(tài)、進(jìn)行邏輯運(yùn)算形成控制字節(jié)、輸出控制字節(jié)。其設(shè)計(jì)由PLC梯形圖演化而來。如PLC梯形圖4?! ∑湎鄳?yīng)的轉(zhuǎn)換程序如下: if((R0[0]##‖R0[7])##counter[TC31].TC)‖Ro[1]) R17[4]=1; else R17[4]=0; if (R16[7]##!R0[3]) Start_counter(TC31); else End_counter(TC31); Counter是一個(gè)如下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它對(duì)應(yīng)計(jì)時(shí)器: Struct counter { int TC; /*表示其觸點(diǎn)*/ int use; /*表示counter當(dāng)前是否啟動(dòng)標(biāo)志*/ unsigned long counter_max; /*定時(shí)時(shí)間*/ unsigned count; /*記數(shù)值*/ } counter; 延時(shí)斷開則為:counter.use=1時(shí),counter.TC=1,counter.count每隔一定時(shí)間加1,與count_max相等時(shí),counter.TC=0,停止計(jì)數(shù); 延時(shí)閉合則為counter.use=1時(shí),counter.TC=0,當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到后,令counter.TC=1,停止計(jì)數(shù)。 壓鑄機(jī)具有調(diào)整、聯(lián)動(dòng)兩種工作機(jī)制,每種工作制都有一定的動(dòng)作順序。因而有兩種設(shè)計(jì)方案: 1)按PLC控制機(jī)理進(jìn)行設(shè)計(jì)方案:這種工作方式下,只需要將PLC梯形圖轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的程序語言,然后模擬按PLC的工作機(jī)理進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)?! ?)步進(jìn)制設(shè)計(jì)方案:在這種設(shè)計(jì)方案下,首先要研究控制壓鑄機(jī)動(dòng)作的PLC流程圖,進(jìn)而推導(dǎo)出每一種動(dòng)作的可執(zhí)行條件。在程序設(shè)計(jì)時(shí),基于當(dāng)前的工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行相應(yīng)下一步動(dòng)作的控制?! 〉谝环N工作方案采用的PLC流程圖在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行很長時(shí)間,容易保證控制的正確性,并且易于被現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)工人理解和掌握。因而采用第二種設(shè)計(jì)方案?! LC的基本工作方式是在系統(tǒng)軟件的控制下,采用周期工作方式,也即掃描工作方式。它的操作系統(tǒng)是一個(gè)小型的實(shí)時(shí)系統(tǒng)軟件,具有自身的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),PLC在每次掃描期間,除了讀入各輸入點(diǎn)的狀態(tài),用戶邏輯輸出控制信號(hào)外,還進(jìn)行故障自診斷和處理與編程器、計(jì)算機(jī)等的通訊要求?! ∫陨暇褪切【帪槟榻B的一種工控機(jī)的應(yīng)用案例,相信通過小編的介紹,大家對(duì)工控機(jī)的應(yīng)用都有所了解了吧。目前在很多場(chǎng)合中都會(huì)使用工控機(jī),但是真正把工控機(jī)用的很好的卻不是很多。為了能夠更好的使用它,讓其始終保持良好的工作性能,在日常使用中,我們必須對(duì)其進(jìn)行必要的、合理的維護(hù)。
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