西门子运动控制器在压机送料线上的应用

李明富

（南海力丰机床有限公司，广东 佛山 528241）

西门子运动控制器在压机送料线上的应用

李明富

（南海力丰机床有限公司，广东 佛山 528241）

介绍了西门子单轴运动控制器D410 DP在压机送料线上的应用。D410 DP作为送料线的控制核心，既经济适用，又功能强大，便于设备功能扩展，有力提升了设备技术含量。

机械制造自动化；西门子D410 DP；送料线；Profibus DP

1 引言

随着汽车工业的发展，压机在落料成形上的应用越来越广泛。压机大多使用级进模，为适应连续生产的需要，要求送料机构速度快、精度高，工作中大多采用伺服电机送料。因级进模上大多设计有定位销，因此，当压机下行、上下模具将闭合时，送料机构必须松开钢带，以便定位销将钢带准确定位，否则轻则影响产品外观，重则损坏模具。为配合送料机构，还必须有开卷机及对中装置等。

送料机构示意图如图1所示。

这是一种典型的单轴控制系统。经反复考虑，最终采用西门子单轴运动控制器D410 DP作为控制核心。

2 结构框图

西门子单轴运动控制器D410 DP作为控制核心，既能执行运动控制，也能执行逻辑控制，拥有普通PLC的控制功能，自带Profibus DP总线接口，允许外接ET200分布式I/O模块及Profibus从站设备，自带两路编码器接口，非常适合压机送料机构控制。ET200分布式I/O模块用于输入输出，接收外部信号并控制油泵等外部设备；触摸屏用于数据输入及状态显示；S120伺服驱动器及1PH7交流伺服电机用于校平送料；开卷机变频器通过Profibus DP总线控制；带Profibus DP总线接口的绝对编码器装在压机上，检测压机旋转角度，产生凸轮角度控制送料运动；外部测量轮编码器接入第二编码器接口，作为送料定尺用，以防送料辊打滑造成送料不准。

西门子单轴运动控制器D410 DP直接卡装在S120伺服驱动器表面，便于安装，节省空间。D410 DP直接控制S120伺服，无须额外接线。

结构框图如图2所示。

图2 控制系统框图

3 工作原理

3.1 双反馈系统

运动控制器D410 DP系统最多可设定三路反馈脉冲，硬件自带两路编码器信号接口。当校平机内无钢板或校平机上辊抬起时，使用伺服电机编码器反馈，形成闭环；当校平机进料到测量轮后，使用外部测量轮编码器反馈，形成闭环。两种反馈使用开关在操作台切换，便于操作，反馈脉冲来源在触摸屏显示。

3.2 凸轮角度

绝对编码器的输出值为一二进制整数，必须在D410内运算后转换为0～360.0°，用以表示压机上下一行程。在触摸屏上设定开始送料角度、结束送料角度、抬辊角度、抬辊结束角度等四个角度。当在自动模式时，系统会比较绝对编码器转换的压机角度，控制伺服送料或抬降辊。当伺服未能在结束送料角度前送完料时，系统报警并停止压机。

3.3 运动控制

PLC Open是独立于生产商和产品的全球性协会。其宗旨是成为一个领导协会来解决该领域中有关控制编程的问题从而支持使用国际标准。Simotion提供PLC Open功能块，以简单的界面实现运动控制。这些功能块需要在Simotion的“backgroud”（相当于PLC中的OB1循环）中调用。当然，也可以ST语言或MCC语言编程，这样功能更强劲。

图3 切换程序

4 双反馈切换程序

双反馈编码器切换在系统中的实现可分为两步，分别调用二个函数：

①获取当前电机运行状态参数，采用setAnd－GetEncoderValue()指令；

②将获取的状态及新参数赋给切换完的轴，采用setAxisDataSetActive()指令；

为避免切换时电机失控，切换应在电机静止时进行。编码器切换到外部测量轮程序如图3所示。

限于篇幅，其他程序不一一列出。实践证明，D410 DP用于压机送料线，系统便于扩展，有利于进一步深层次开发，系统比较经济，实际运行稳定可靠，操作简便，定位孔表面光整，产品质量得到保证，深得用户好评。

[1] 西门子公司.SIMOTION D系统组态及调试入门.2007.

[2] 西门子公司.SIMOTION D410 Manual.2007.

[3] 何亚福，宋英滋，张海潮.浅谈多圈绝对值编码器作为单圈编码器的运用，锻压装备与制造技术，2009，（5）.

[4] 施光林.可编程控制器通信与网络.北京：机械工业出版社，2006.

[5] 苏旭辉，郑德荣，张金龙.PROFIBUS－DP现场总线在机械压力机上的应用.锻压装备与制造技术，2009，（6）.

Application of SIEMENS motion controller into feeding line for press

LI Mingfu
（Acl Machinery Corporation,Foshan 528241,Guangdong China）

SIEMENS uniaxial motion controller D410 DP has been applied into the feeding line for press.As the control center,the controller is economical and powerful&easy－to－extend in functions,which improves the technology.

SIEMENS D410 DP;Feeding line;Profibus DP

TG385

B

1672－0121（2012）02－0055－02

2011-12-06

李明富（1971-），男，工程师，从事自动控制、运动控制等研发设计