S7-300在高檔壓鑄機上的應用

分類  >  壓鑄機 >
tags:    時間:2014-03-11 22:51:51
S7-300在高檔壓鑄機上的應用簡介
    一、項目簡介  1. 江蘇新瑞機械有限公司坐落於江蘇常州,是一家專業從事數控設備的研發、生產、銷售和服務的現代化製造型企業。公司主要產品覆蓋立式加工中心……
S7-300在高檔壓鑄機上的應用正文

一、項目簡介


1. 江蘇新瑞機械有限公司坐落於江蘇常州,是一家專業從事數控設備的研發、生產、銷售和服務的現代化製造型企業。公司主要產品覆蓋立式加工中心全部系列、數控車床全部系列、SR系列壓鑄機全部系列,具有高速度、高精度、高可靠性等特點。新瑞機械秉承「務實敬業、合作高效、銳意進取、精益求精」的企業精神,把一流的產品貢獻給客戶,把永不滿足留給企業,把信心、技術和競爭力來實現「構築業界一流企業,爭創業內第一品牌」的承諾。


2. 壓鑄機的主要工作原理是壓鑄成型。在高壓的作用下,使液態或半液態的金屬,以較高的速度填充壓鑄型型腔,並在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。系統有2組比例閥:比例壓力和比例流量,用來控制機器的液壓動作,如動芯一入、動芯二入、靜芯入、動芯一出、動芯二出、靜芯出、開模、合模、頂針進、頂針退;壓射動作分3步:慢壓射、快壓射和增壓射,由3個獨立的步進電機調節油泵的開口;輔機由噴霧機械手、給湯機械手和取件機械手組成,動作速度由畫面設定,由相應的變頻器控制輸出。


3. 項目當中使用的西門子自動化產品的型號、數量、類型、何種控制對象

4. 照片

新瑞SR150型壓鑄機

二、控制系統構成


1. 硬體配置、系統結構及選擇依據


系統由HMI和S7-300型PLC構成。因為有位置、壓力、速度等曲線需要顯示,所以選擇了OP270 10。顯示效果比較好,有操作按鍵,容易維護;由於需要3路PWM輸出控制步進電機,所以選擇了CPU313C,幾乎全部利用該CPU的數字量輸入輸出及模擬量輸入輸出,性價比非常好;另外,由於壓射過程非常快,通常為10-50m/s,有時甚至可以達到100m/s以上。系統需要高速採集大量的數據進行顯示、分析和比較,因此選擇了SM335模塊,它的模擬量輸入輸出速度快、精度高,還可以產生硬體中斷。
 


2. 附加系統的硬體配置圖,網路結構圖,應用中的監視畫面。


輔機系統主要是由3個機械手構成:噴霧機械手、給湯機械手和取件機械手。他們根據壓鑄機的動作循環,在相應的位置進行動作。


3. 多種可選方案的比較:由於有3個步進電機需要控制,在選擇方案時考慮過用CPU313C加3個FM353模塊,該模塊是1軸步進電機定位模塊,最高脈衝頻率可達200KHz,但此方案成本太高;考慮到本機器對脈衝頻率要求不高,CPU313C模塊中集成的3路PWM輸出脈衝頻率可達2.5KHz,已經完全可以滿足系統的要求。因此只用1個CPU313C就完成控制要求,性價比很完美!

三、控制系統完成的功能


1. 整個控制系統可以分為人機界面顯示部分和PLC控制部分。其中PLC控制系統可以分為以下幾個部分:壓鑄機動作順序控制、壓射曲線顯示、PWM輸出控制和機械手控制。壓鑄機的動作控制如開模合模,是根據不同的位置送出不同的壓力和流量,通常合模分4級,開模分3級。考慮到液壓動作的平滑,本系統加了軟體斜率,在每個動作的開始、切換和結束時都要通過斜率平滑過渡,使動作很流暢而且聲音很小。在機器的使用過程中模具的調整很麻煩,自動調模功能自動完成的繁瑣的調節過程,簡化操作;壓射過程對機器的成型非常重要,需要採集大量的位置、壓力和位置數據,壓射動作分3步:慢壓射、快壓射和增壓射,由3個獨立的步進電機調節油泵的開口控制壓射的速度;PWM輸出是控制3個獨立的步進電機,分別對應慢壓射、快壓射和增壓射的速度。控制上由PLC調用系統功能塊SFB49來實現;本機器配備了3個機械手:噴霧機械手、給湯機械手和取件機械手,他們是可選的。根據壓鑄機的動作循環,在相應的位置進行動作。


脈寬調製功能是系統集成功能,僅需在硬體配置中作簡單設定后,即可在PLC程序中調用SFB49,使用非常方便。


// 慢壓射


CHANNEL :=0


2. 在壓射過程中如何高速採樣位置、壓力和速度數據是項目的難點。在硬體上,我們選用SM335模塊,它的模擬量輸入處理速度約為每通道200us,精度為14位,併產生硬體中斷OB40。系統中設定了2ms的硬體中斷,在壓射過程中採集位置、壓力和速度數據;在PLC程序方面,我們使用了變址定址的編程技巧,壓縮程序空間,提高運行效率,使系統可以在2ms的中斷周期內完成運算;在HMI方面,配置了TREND曲線,在壓射過程結束后可以馬上更新曲線。


L #Index


SLD 4


LAR1


OPN "DB_Curve"


L #Act_Pos


L #Act_Prs


L #Act_Pos


-I


L 33


*I


L #Act_Pos


L #Index


+ 1


T #Index


3. 附加生產工藝當中有特點或較典型的設備或工藝照片。

四、項目運行


系統在2005年4月份投入使用后,運行情況良好,獲得用戶的好評。該方案將用在大型、高檔的壓鑄機上。由於壓鑄機的使用環境非常惡劣,因此硬體很可靠性非常重要,S7-300堅固的硬體保證了系統的可靠性。而HMI方面由於使用了OP270 10,操作簡便,顯示效果比較好,也迴避了觸摸屏的一些缺點,如不適合使用在多油污、金屬碎片的環境等。

五、應用體會


項目進行當中,深深地感到西門子自動化產品無與倫比的靈活性。STEP 7強大而便捷的編程功能和PROTOOL靈活自如的組態性能使項目的編程和調試進展非常快。更改容易,維護方便。在PLC的編程中,使用了符號編程,簡單明了,易學易懂易維護。為了節約成本,編程中使用模塊化編程和變址定址,大量壓縮程序空間,否則必須使用更高一擋的CPU314C-2DP。


當然在調試的過程中,也在所難免地遇到了麻煩。PWM輸出原本是集成功能,很方便使用。但由於我們節約成本,使用CPU313C上的數字量輸入點,在沒有配置使用硬體門的情況下,CPU313C上的部分數字量輸入點還是會影響3通道的PWM輸出。由於西門子手冊上的描述也不確切,在求助無門的情況下,對CPU313C上的數字量輸入點一一進行測試並與3通道的PWM輸出對照,終於弄清楚了硬體門的準確定義,完滿解決了問題。

Bookmark the permalink ,來源:
One thought on “S7-300在高檔壓鑄機上的應用