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基于PLC伺服掌握在太陽能電池組件搬運機械手中的運用

* 起源 : * 作者 : admin * 揭櫫時光 : 2015-08-19 * 閱讀 : 110
本文針對太陽能電池組件臨盆過程當中存在的工人休息強度大和臨盆效力高等成績,設計一種采取真空吸盤構造的太陽能電池組件搬運機械手,搭建由PLC(可編程掌握器)、伺服機電及驅動器組成的掌握體系,並提出一種基于PLC的地位伺服掌握辦法。體系PLC法式采取模塊化思惟停止設計,並應用組態軟件對觸摸屏停止組態,經由過程串行端口樹立PLC與觸摸屏之間的通信,完成PLC與觸摸屏對搬運機械手的結合掌握。運用成果註解,搬運機械手及其掌握體系具有較好的交互性與靈巧性且機械手主動運轉進程穩固靠得住到達了預期的設計目標。

  0 引言

  機械手作爲一種主動化妝備,在臨盆線高低料功課中可以取代人完成沈重休息,完成臨盆的主動化。工業主動化技術程度的賡續進步和人們對臨盆效力提出的新請求,促使機械手技術獲得疾速發展。PLC具有靠得住性高、通用性強和應用輕便等長處,可以或許爲主動化設備供給靠得住的掌握計劃,普遍運用于各類工業主動化臨盆進程。本文針對國際某公司太陽能電池組件臨盆過程當中存在的工人休息強度大和臨盆率高等成績,設計一種太陽能電池組件搬運機械手。應用PLC、觸摸屏、伺服機電及驅動器搭建搬運機械手的掌握體系,提出一種基于PLC的地位伺服掌握辦法,完成太陽能電池組件臨盆線傳輸進程的主動化。

  1 太陽能電池組件搬運機械手的構造與功效

  太陽能電池組件搬運機械手是全部太陽能電池組件臨盆線上主動化設備的一部門,其重要義務是將太陽能電池組件從托盤搬運到臨盆線下一單位,依據臨盆節奏定制全部任務輪回小于30s。根據太陽能電池組件(如圖1所示)詳細的構造尺寸和搬運道路,設計一種大跨度橫梁構造的搬運機械手,其全體構造模子如圖2所示。該搬運機械手重要由程度挪動單位、豎直挪動單位、真空吸盤機械手和支架構成。程度偏向上由伺服機電經同步帶驅動全部機械手在橫梁上做程度直線活動。豎直偏向上由兩個伺服機電同步活動經滾珠絲杠加速帶動真空吸盤機械手做垂直直線活動。真空吸盤機械手由15個真空吸盤構成,以包管吸附過程當中太陽能電池組件平均受力。

  圖2搬運機械手全體構造模子

  搬運機械手全體吸附機構采取了框架組合構造,資料選用鋁合金型材,采取高強度公用螺栓加彈性扣件的外部隱蔽銜接方法,牢固而又靠得住。爲了知足用戶臨盆的分歧規格太陽能電池組件的搬運操作,搬運機械手真空吸盤的地位可以依據詳細的太陽能電池組件尺寸停止調理,從而加強了搬運機械手的順應性。

  2 PLC與觸摸屏結合掌握體系

  因為PLC的人機交互機能較差,操作人員難以直不雅地不雅測PLC和搬運機械手體系的任務狀態,故需裝備一個上位機來合營PLC停止掌握。搬運機械手的掌握體系重要包含四個模塊:PLC與觸摸屏結合掌握模塊、履行模塊、檢測模塊和顯示模塊。依據搬運機械手的功效請求,在設計中,上位機、下位機、履行模塊和檢測模塊分離采取了觸摸屏、PLC、驅動體系和傳感體系,個中顯示模塊的功效由觸摸屏完成,掌握體系硬件構造如圖3所示。觸摸屏作爲操作人員與PLC交互的對象,其感化爲吸收指令輸出、顯示操作畫面和以後的任務狀況。PLC及其擴大模塊吸收傳感器收集開關量旌旗燈號,同時經由過程串口與觸摸屏及時通信,並吸收觸摸屏傳來的中央變量旌旗燈號,發送脈沖旌旗燈號給驅動器,驅動伺服機電帶念頭械手活動。

  依據任務過程當中所須要I/O點數和掌握體系的功效請求,可編程掌握器選用了Micro PLC SIMATIC S7-200系列(CPU 224),觸摸屏選用了爲MicroPLC SIMATIC S7—200運用而定制的具有圖形功效的設備SIMATIC HMI K-TP 178micro。伺服機電與驅動器選用了松下公司的AC伺服機電MHMD042P1 C和驅動器MBDDT2210。

  3 PLC位裏伺服掌握辦法

  依據臨盆過程當中太陽能電池組件的搬運道路,搬運機械手掌握形式采取點到點的地位伺服掌握。地位伺服掌握進程經由過程57-200 CPU發送脈沖序列來完成。CPU發送一個脈沖序列和一個偏向旌旗燈號給伺服驅動器,經由驅動器轉換爲呼應的電壓旌旗燈號供給給伺服機電,驅動器吸收伺服機電反應旌旗燈號,從新盤算伺服機電活動目的的地位,到達準確掌握伺服機電活動的目標。圖4是由57-200 CPU和松下伺服驅動器MBDDT2210構成的地位伺服掌握體系個中MBDDT2210吸收來自S7-200 CPU的目的地位和偏向的脈沖旌旗燈號後完成對定位單位的閉環地位伺服掌握。

  爲了完成PLC的地位伺服掌握功效,應用“MAPSERV”指令庫的功效塊,應用Q0.0和Q0.2或Q0.1和Q0.3輸入脈沖串來掌握MBDDT2210完成地位伺服掌握功效,應用10.0和10.1作爲參考點輸出完成全部體系尋零功效。在完成地位伺服掌握過程當中,重要挪用的庫函數有QO_x_CTRL、QO_x_Home、QO_x_MoveAbsolute、QO_x_MoveVelocity和QO_x_Stop,它們的功效分離是使能位控功效和傳遞全局參數、尋覓參考點地位、相對地位活動定位、以預置速度活動和停滯活動。經由過程幾個庫函數的調和挪用可以到達精確的地位伺服掌握。

  4 掌握體系軟件設計

  4.1 觸摸屏法式設計

  要使觸摸屏可以或許在臨盆主動化中完成掌握和監督的義務,須要對觸摸屏停止組態。觸摸屏的軟件設計包含畫面設計和變量銜接。爲了完成體系功效請求和包管體系較好的人機交互機能,設計的觸摸屏操作畫面構造如圖5所示。

  圖5觸摸屏操作畫面構造

  觸摸屏不只監控和顯示以後的任務狀況,並且也要對PLC的舉措停止掌握。所以須要設置變量,樹立觸摸屏組態變量和PLC的呼應I/O點及各個存儲單位之間的關系,創立響應的事宜,完成觸摸屏組態功效對PLC參數的輸出,PLC以後值在觸摸屏上的輸入功效。最初在觸摸屏和PLC之間樹立通信,到達及時的監測和掌握。

  4.2 PLC法式設計

  4.2.1 PLC的I/O分派

  依據功效請求和地位伺服掌握體系中I/O口的綁定,PLC的I/O分派如表1所示。

  4.2.2 體系初始化

  機械手操作前,其程度和垂直偏向的地位均是隨便的,所以在開機後,進入主動輪回之前須要對體系停止初始化。詳細操作以下:z軸歸零,x軸歸零。機械手的機械零位在任務空間的左上角處,兩坐標軸歸零均采取PLC庫函數中的QO_x_Home。X軸歸零的庫函數挪用格局如圖6所示。

  在初始化過程當中,爲了盡可能削減歸零的時光,采取的軌迹道路如圖7所示。

  圖7歸零軌迹道路

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