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基于S7-300的交流伺服系統在汽車儀表板生產線上的應用

發布日期:2022-04-18 點擊率:103

摘 要:以西門子SIMATIC S7—300 PLC為核心的交流伺服系統代替原來以單片機為核心的直流伺服系統。并介紹了該系統的控制對象和控制任務, 然后著重論述系統的體系結構、軟硬件設計方案及實施方法。
關鍵詞:PLC;交流伺服;直流伺服
0 引言
  以前的伺服驅動系統多以直流系統為主,這是因為直流電機調速比較方便,本身的機械特性較硬,但直流電機由于有電刷換向,不適用于防爆場合,且結構復雜,維修不便。近年來由于電子技術飛速發展,交流調速技術日趨成熟,其調速性能可與直流系統相媲美,并正逐步取代直流電機調速。
  我公司的原系統為CANN0N公司獨立研制,以STD總線、Z80CPU為核心的單片機組成的直流伺服控制系統。該系統抗干擾能力差,軟硬件資料不詳, 維修困難, 且備件價格貴, 采購周期長, 經常造成停機。因此我們采用西門子S7—300PLC及位控模塊FM357、SIM0DRIVE611A伺服驅動模塊、1FK6伺服電機構成的數控系統對原系統進行了改造。
1 系統組成和工藝流程
1.1系統組成
  系統組成框圖如圖1。

  由圖可知, 機械手控制系統是整個汽車儀表板生產線的核心, 它主要完成高精度的定位控制、與上位機通訊、數據采集、故障報警, 以及控制發泡機高壓循環及澆注時間, 接收來自轉盤線的速度信號以適應轉盤不同運行方式。高壓發泡機系統主要完成ISO (異氰酸酯)和POL (聚醚多元醇)2種發泡料的流量、壓力調節及原料循環控制。轉盤控制系統主要完成轉盤速度調節及模具開合控制。
  機械手控制系統是此次改造的重點,該系統的主要構成如圖2。

  硬件配置如下:
  (1)上位機采用研祥EWS.843P一體化工控機,體積小巧,操作方便,主要完成參數設定,故障顯示等。(2)以西門子S7.300PLC為核心,CPU模塊為CPU316-2DP,主要具有與上位機通訊、處理I/O模塊、控制計數器模塊、位置控制模塊的功能。(3)輸入模塊為32點的SM32l,輸出模塊為l6點的SM322主要完成數字量的I/O控制。(4)FM357位置控制模塊主要完成高精度的定位控制。(5)FM350計數模塊主要采集來自轉盤的光電碼盤信號,以便完成與轉盤的協調控制。(6)SIMODRIVE6l1A伺服驅動模塊主要接受FM357的控制信號,為伺服電機提供動力。(7)1FK6交流伺服電機為執行電機。
1.2 系統工藝流程
  系統工藝流程如圖3。

2 系統軟件構成
2.1系統的動作時序
  系統的動作時序圖如圖4。

2.2 程序框圖及系統軟件
  系統上位機監控軟件采用西門子公司WINCCV5.0軟件, 運用該軟件設計顯示澆注軌跡及示教參數輸入等, 中文人機界面, 操作方便。
  下位機PLC程序采用西門子公司STEP7 V5.1軟件,實現編程監控。程序框圖如圖5。

 

3 結束語
  由于采用西門子S7—300 PLC為核心的交流伺服系統代替原來的以單片機為核心的直流伺服系統,大大提高了控制可靠性。改造后的系統能完全滿足與發泡機、轉盤的協調控制, 符合注模工藝要求,系統性價比高, 操作方便, 經濟效益顯著。
參考文獻
[1]西門子公司.SIMATIC S7—300可編程控制器硬件和安裝手冊,1 999
[2]西門子公司.SIMATIC WINCC V5.0編程手冊,2001
[3]西門子公司.FM357—2 MULTl-AXIS MODULE FOR SERVO AND STEPPER DRIVES MANUAL,1999
[4]西門子公司.SIMATIC STEP7 V5.1編程手冊,2001

 

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