转子窄间隙自动TIG焊电气系统

周家刚 童双双

摘 要：本文详细地介绍了转子窄间隙自动TIG焊电气系统，对该设备各部分电气控制方法和设计理念作了阐述。

关键词：TIG焊；PLC；控制

一.引言

焊接转子中心的窄间隙TIG自动焊（惰性气体钨极保护焊）是东汽转子焊接关键设备中的一台，是焊接的第一道工序。该设备结构复杂，需要电气控制的部分很多。升降平台的控制，横臂伸缩的控制，横臂升降控制，中心孔开合的控制，四位焊机工控，转台控制和中频感应加热控制都通过电气控制。焊机工控是用POLYSOUDE的控制电源PC600和焊枪设备，转台控制是用西门子伺服控制系统，升降平台是用PLC和变频器直接通讯的方式控制。

二.控制系统

横臂的伸缩和升降是由西门子变频器控制，中心孔开合是由PLC和三相电机带动。

（一）升降平台的控制

1.升降平台控制系统硬件构成

控制系统主要由PLC（该机床用西门子S7-200 PLC），西门子触摸屏TP0177A，两台西门子变频器MICROMASTER 440和电机构成，变频器和电机之间用编码器反馈构成闭环回路。如图1。PLC的CPU是216的，使用USS协议指令和变频器通讯。

图1

2.軟件控制

使用USS协议指令变成顺序如下：

（1）将USS_INT指令置于用户程序会自动将几个隐含的子程序和中断程序加到程序内，只能通过一次扫描调用USS_INT以启动或改变USS通信参数。

（2）将一个V存储器地址分配给USS全局符号表中的一个存储单元，所有其他地址都是自动分配的。总共需要400连续字节。

（3）在用户程序内每一个激活变频器只能使用一个一条USS_CTRL，可以任意增加READ_PM和WRITE_PM指令，但每次只能激活其中一个指令。

（4）配置变频器参数，以便与程序中所用的波特率和地址想匹配。

（5）连接CPU和变频器之间的通信电缆。连接到变频器的控制设备，均需要一根短粗的电缆连接到和变频器相同的接地点或星形连接的中点。

升降平台使用了两个变频器，有两条USS_CTRL，编程如下：

NETWORK1：

（二）转台控制

转台的转动速度可调，速度范围是0-0.35rpm，可选择单转或与焊接设备联动，在转台支撑面配置了旋转编码器，可反馈焊接电流。转台额定功率20KW，额定电流40安，最大轴向载荷350吨。控制部分由PLC（S7-300）和西门子伺服系统611UE控制。PLC和四位焊机的PLC直接通讯，转台的PLC作为主站，四位焊机的PLC作为从站。

1.伺服系统611UE控制

硬件示意图

611UE的速度给定是由PLC模拟量给出，速度大小可由西门子触摸屏设定。611UE通过PROFIBUS-DP与PLC通信，PLC和触摸屏通过MPI协议相连。电机本身带一编码器反馈，另在转台支撑面装一编码器构成全闭环控制。

2.PLC控制

转台PLC和POLYSOUDE焊机的PLC通过PROFIBUS-DP通讯技术相连，其配置如下：

1）先从从站（POLYSOUDE焊机的PLC）配置硬件

打开硬件组态，在DP PROPERTIES对话框中选择OPERATION MODE标签，将DP属性设为从站（SLAVE），并对其他属性如波特率等进行配置。

2）对主站（转台PLC）进行组态

结束从站组态后，在同一项目下插入作为主站的STATION，并打开硬件组态。在DP PROPERTIES对话框中选择OPERATION MODE标签，将DP属性设为主站，并对其它属性进行配置。

三.结束语

该设备是焊接转子的关键设备，它的系统功能和系统控制我们有了深入的了解、熟悉和掌握，对今后设备维护和保养有极其重要的作用，并能提高工作效率，保证生产。

参考文献：

[1]转子窄间隙自动TIG焊使用说明书

[2]转子窄间隙自动TIG焊电气原理图