基于PLC和触摸屏控制的台达伺服系统应用程序设计

王海东

摘 要： 本文阐述在光伏玻璃生产线上，基于CP1H PLC和WEINVIEW触摸屏控制的台达伺服驱动倒角系统的程序设计及实现方法，并对其硬件组成、软件组态、程序结构及CP1H PLC在过程控制和运动控制中的应用实践进行分析。

关键词： CP1H PLC；触摸屏；台达伺服

在安彩高科光伏玻璃磨边生产线上，倒角装置是独立于磨边机的控制系统。其紧接短边、长边研磨工序后，主要完成玻璃的四角研磨。倒角机靠伺服电机轴端齿轮和丝杆齿条传动完成玻璃前进方向的跟随动作，借助气缸适时动作推动匀速旋转的磨头电机完成倒角动作。

1、控制系统

控制系统硬件配置主要包括：CP1H-XA40DT-D PLC，WEINVIEW触摸屏--MT6070IH，台达ASD-A-0721-B伺服驱动器，ECMA-C30807PS伺服电机。CP1H PLC通过RS232接口实现和触摸屏的串行通讯，并通过高速计数/脉冲输出指令实现对伺服驱动器的定位和过程控制。倒角机系统结构框图如下：

2、组态设计

2.1、组态软件

倒角机采用WEINVIEW触摸屏，输入电源电压24VDC，设置三组异步式串行通讯端口：COM1（RS232/RS-485 2W/4W）， COM2（RS-232）， COM3（RS232/RS-485 2W），可同时连接3个不同协议的设备通讯，支持编程组态软件EB8000 V2.0.0及更高版本。装有组态软件的PC机与其COM端连接，可实现组态画面的上传和下载，PLC通过COM接口与其连接，可实现PLC和触摸屏的串行通讯。

2.2、通讯设置

WEINVIEW触摸屏使用EB8000软件进行画面组态，其设计步骤包括：画面编辑、编译、模拟与下载。编辑画面保存为MTP工程文件，使用EB8000的编译功能，将MTP文件编译成可下载到触摸屏的XOB文件。模拟分为离线和在线模拟，在线模拟前需正确设定PLC的通讯参数，选择EB8000软件的“编辑”菜单，选择“系统参数设置”，在“设备列表”里分别设定“本机HMI”和“本机PLC”主机类型，预设站点号，通讯接口类型，并在通讯参数里进行COM口、波特率、PLC地址、数据位、通讯延时等设置。在HMI属性里设置“HMI型号”、“站号”、“通讯端口号”等各项参数设置，通过正确设置各项参数，建立PLC和触摸屏的端口匹配和连接方式。

2.3、组态画面

通过EB8000功能选单上的窗口—开启窗口—新增，建立需要的窗口类型，通过选取功能选单上的“元件”在相应画面中建立需要的开关、数值、字元、指示灯等各种元件。并在其属性里设置读取PLC名称、类型、地址等对应关系。

如上图“倒前角时间”对应数值元件：其属性设置读取PLC类型为“OMRON CJ1/CS1”，地址D3100. 其他如倒后角時间读取PLC地址D3650，倒前角速度读取PLC地址D3210等。

3、程序结构

3.1 I/O设置

在CP1H PLC的I/0端进行脉冲输出端口设定， 100.00，100.01为脉冲输出0端口，100.02，100.03为脉冲输出1端口，并与台达伺服驱动器SIGN，PUSLE端口建立连接。

3.2 程序设计

PLC主程序分为5段：程序启动，倒角自动，伺服手动，回原点急停，倒角计算。启动程序段：设定伺服电源Q：101.07、使能Q：101.01、倒角磨头Q：101.05等输出的启动条件，通过伺服报警端口信号I：0.06、I0.07设定伺服故障输出；自动程序段：分别按倒前角，前角回零，倒后角，回原点、倒角气缸动作进行程序设计，因倒角时必须快速追片再与磨边传动同步倒角，伺服输出频率应先快后慢，需要用到频率加减速控制ACC指令以及PLS2定位指令。如PLS2 ，#0 ，#11，D3150，#0代表以绝对脉冲从脉冲输出0端口按CW/CCW方式脉冲输出方式CW方向运行，并以0启动频率开始运行（D1504）个脉冲，按（D3150）加速比率加速到目标频率（D3153），之后从减速点开始以（D3151）减速比率减速到启动频率停止脉冲输出。伺服手动程序段：因手动速度恒定，主要用到SPED频率设定指令，如SPED，#1，#1，，D1500代表北倒角机从脉冲输出1端口通过CW/CCW脉冲输出方式按CCW方向连续模式以D1500频率运行，通过W10.11下降沿决定停止位置。以1.08-1.11前后限位开关状态决定CW/CCW极限位。在回原点程序段：主要用到原点ORG指令和动作模式控制INI指令，ORG指令使用前需要在软件“系统设定“进行各项参数设置，用INI指令来对指定端口进行脉冲的输出、中断、停止命令。如INI，#0，#3，D1510代表脉冲输出0端口脉冲停止。倒角计算段：主要通过各种运算指令和递增递减指令进行伺服输出的速度换算。

参考文献

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[2] 杜丽萍，王筱松.组态软件MCGS在自动化生产线监控系统中的应用研究 [J].哈尔滨职业技术学院学报2012（04）：116-118.

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