基于PLC和觸摸屏控制的臺達伺服系統應用程序設計

王海東

摘 要： 本文闡述在光伏玻璃生產線上，基于CP1H PLC和WEINVIEW觸摸屏控制的臺達伺服驅動倒角系統的程序設計及實現方法，并對其硬件組成、軟件組態、程序結構及CP1H PLC在過程控制和運動控制中的應用實踐進行分析。

關鍵詞： CP1H PLC；觸摸屏；臺達伺服

在安彩高科光伏玻璃磨邊生產線上，倒角裝置是獨立于磨邊機的控制系統。其緊接短邊、長邊研磨工序后，主要完成玻璃的四角研磨。倒角機靠伺服電機軸端齒輪和絲桿齒條傳動完成玻璃前進方向的跟隨動作，借助氣缸適時動作推動勻速旋轉的磨頭電機完成倒角動作。

1、控制系統

控制系統硬件配置主要包括：CP1H-XA40DT-D PLC，WEINVIEW觸摸屏--MT6070IH，臺達ASD-A-0721-B伺服驅動器，ECMA-C30807PS伺服電機。CP1H PLC通過RS232接口實現和觸摸屏的串行通訊，并通過高速計數/脈沖輸出指令實現對伺服驅動器的定位和過程控制。倒角機系統結構框圖如下：

2、組態設計

2.1、組態軟件

倒角機采用WEINVIEW觸摸屏，輸入電源電壓24VDC，設置三組異步式串行通訊端口：COM1（RS232/RS-485 2W/4W）， COM2（RS-232）， COM3（RS232/RS-485 2W），可同時連接3個不同協議的設備通訊，支持編程組態軟件EB8000 V2.0.0及更高版本。裝有組態軟件的PC機與其COM端連接，可實現組態畫面的上傳和下載，PLC通過COM接口與其連接，可實現PLC和觸摸屏的串行通訊。

2.2、通訊設置

WEINVIEW觸摸屏使用EB8000軟件進行畫面組態，其設計步驟包括：畫面編輯、編譯、模擬與下載。編輯畫面保存為MTP工程文件，使用EB8000的編譯功能，將MTP文件編譯成可下載到觸摸屏的XOB文件。模擬分為離線和在線模擬，在線模擬前需正確設定PLC的通訊參數，選擇EB8000軟件的“編輯”菜單，選擇“系統參數設置”，在“設備列表”里分別設定“本機HMI”和“本機PLC”主機類型，預設站點號，通訊接口類型，并在通訊參數里進行COM口、波特率、PLC地址、數據位、通訊延時等設置。在HMI屬性里設置“HMI型號”、“站號”、“通訊端口號”等各項參數設置，通過正確設置各項參數，建立PLC和觸摸屏的端口匹配和連接方式。

2.3、組態畫面

通過EB8000功能選單上的窗口—開啟窗口—新增，建立需要的窗口類型，通過選取功能選單上的“元件”在相應畫面中建立需要的開關、數值、字元、指示燈等各種元件。并在其屬性里設置讀取PLC名稱、類型、地址等對應關系。

如上圖“倒前角時間”對應數值元件：其屬性設置讀取PLC類型為“OMRON CJ1/CS1”，地址D3100. 其他如倒后角時間讀取PLC地址D3650，倒前角速度讀取PLC地址D3210等。

3、程序結構

3.1 I/O設置

在CP1H PLC的I/0端進行脈沖輸出端口設定， 100.00，100.01為脈沖輸出0端口，100.02，100.03為脈沖輸出1端口，并與臺達伺服驅動器SIGN，PUSLE端口建立連接。

3.2 程序設計

PLC主程序分為5段：程序啟動，倒角自動，伺服手動，回原點急停，倒角計算。啟動程序段：設定伺服電源Q：101.07、使能Q：101.01、倒角磨頭Q：101.05等輸出的啟動條件，通過伺服報警端口信號I：0.06、I0.07設定伺服故障輸出；自動程序段：分別按倒前角，前角回零，倒后角，回原點、倒角氣缸動作進行程序設計，因倒角時必須快速追片再與磨邊傳動同步倒角，伺服輸出頻率應先快后慢，需要用到頻率加減速控制ACC指令以及PLS2定位指令。如PLS2 ，#0 ，#11，D3150，#0代表以絕對脈沖從脈沖輸出0端口按CW/CCW方式脈沖輸出方式CW方向運行，并以0啟動頻率開始運行（D1504）個脈沖，按（D3150）加速比率加速到目標頻率（D3153），之后從減速點開始以（D3151）減速比率減速到啟動頻率停止脈沖輸出。伺服手動程序段：因手動速度恒定，主要用到SPED頻率設定指令，如SPED，#1，#1，，D1500代表北倒角機從脈沖輸出1端口通過CW/CCW脈沖輸出方式按CCW方向連續模式以D1500頻率運行，通過W10.11下降沿決定停止位置。以1.08-1.11前后限位開關狀態決定CW/CCW極限位。在回原點程序段：主要用到原點ORG指令和動作模式控制INI指令，ORG指令使用前需要在軟件“系統設定“進行各項參數設置，用INI指令來對指定端口進行脈沖的輸出、中斷、停止命令。如INI，#0，#3，D1510代表脈沖輸出0端口脈沖停止。倒角計算段：主要通過各種運算指令和遞增遞減指令進行伺服輸出的速度換算。

參考文獻

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