轉(zhuǎn)子窄間隙自動TIG焊電氣系統(tǒng)

周家剛 童雙雙

摘 要：本文詳細(xì)地介紹了轉(zhuǎn)子窄間隙自動TIG焊電氣系統(tǒng)，對該設(shè)備各部分電氣控制方法和設(shè)計理念作了闡述。

關(guān)鍵詞：TIG焊；PLC；控制

一.引言

焊接轉(zhuǎn)子中心的窄間隙TIG自動焊（惰性氣體鎢極保護(hù)焊）是東汽轉(zhuǎn)子焊接關(guān)鍵設(shè)備中的一臺，是焊接的第一道工序。該設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要電氣控制的部分很多。升降平臺的控制，橫臂伸縮的控制，橫臂升降控制，中心孔開合的控制，四位焊機(jī)工控，轉(zhuǎn)臺控制和中頻感應(yīng)加熱控制都通過電氣控制。焊機(jī)工控是用POLYSOUDE的控制電源PC600和焊槍設(shè)備，轉(zhuǎn)臺控制是用西門子伺服控制系統(tǒng)，升降平臺是用PLC和變頻器直接通訊的方式控制。

二.控制系統(tǒng)

橫臂的伸縮和升降是由西門子變頻器控制，中心孔開合是由PLC和三相電機(jī)帶動。

（一）升降平臺的控制

1.升降平臺控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成

控制系統(tǒng)主要由PLC（該機(jī)床用西門子S7-200 PLC），西門子觸摸屏TP0177A，兩臺西門子變頻器MICROMASTER 440和電機(jī)構(gòu)成，變頻器和電機(jī)之間用編碼器反饋構(gòu)成閉環(huán)回路。如圖1。PLC的CPU是216的，使用USS協(xié)議指令和變頻器通訊。

圖1

2.軟件控制

使用USS協(xié)議指令變成順序如下：

（1）將USS_INT指令置于用戶程序會自動將幾個隱含的子程序和中斷程序加到程序內(nèi)，只能通過一次掃描調(diào)用USS_INT以啟動或改變USS通信參數(shù)。

（2）將一個V存儲器地址分配給USS全局符號表中的一個存儲單元，所有其他地址都是自動分配的。總共需要400連續(xù)字節(jié)。

（3）在用戶程序內(nèi)每一個激活變頻器只能使用一個一條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個指令。

（4）配置變頻器參數(shù)，以便與程序中所用的波特率和地址想匹配。

（5）連接CPU和變頻器之間的通信電纜。連接到變頻器的控制設(shè)備，均需要一根短粗的電纜連接到和變頻器相同的接地點或星形連接的中點。

升降平臺使用了兩個變頻器，有兩條USS_CTRL，編程如下：

NETWORK1：

（二）轉(zhuǎn)臺控制

轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動速度可調(diào)，速度范圍是0-0.35rpm，可選擇單轉(zhuǎn)或與焊接設(shè)備聯(lián)動，在轉(zhuǎn)臺支撐面配置了旋轉(zhuǎn)編碼器，可反饋焊接電流。轉(zhuǎn)臺額定功率20KW，額定電流40安，最大軸向載荷350噸。控制部分由PLC（S7-300）和西門子伺服系統(tǒng)611UE控制。PLC和四位焊機(jī)的PLC直接通訊，轉(zhuǎn)臺的PLC作為主站，四位焊機(jī)的PLC作為從站。

1.伺服系統(tǒng)611UE控制

硬件示意圖

611UE的速度給定是由PLC模擬量給出，速度大小可由西門子觸摸屏設(shè)定。611UE通過PROFIBUS-DP與PLC通信，PLC和觸摸屏通過MPI協(xié)議相連。電機(jī)本身帶一編碼器反饋，另在轉(zhuǎn)臺支撐面裝一編碼器構(gòu)成全閉環(huán)控制。

2.PLC控制

轉(zhuǎn)臺PLC和POLYSOUDE焊機(jī)的PLC通過PROFIBUS-DP通訊技術(shù)相連，其配置如下：

1）先從從站（POLYSOUDE焊機(jī)的PLC）配置硬件

打開硬件組態(tài)，在DP PROPERTIES對話框中選擇OPERATION MODE標(biāo)簽，將DP屬性設(shè)為從站（SLAVE），并對其他屬性如波特率等進(jìn)行配置。

2）對主站（轉(zhuǎn)臺PLC）進(jìn)行組態(tài)

結(jié)束從站組態(tài)后，在同一項目下插入作為主站的STATION，并打開硬件組態(tài)。在DP PROPERTIES對話框中選擇OPERATION MODE標(biāo)簽，將DP屬性設(shè)為主站，并對其它屬性進(jìn)行配置。

三.結(jié)束語

該設(shè)備是焊接轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵設(shè)備，它的系統(tǒng)功能和系統(tǒng)控制我們有了深入的了解、熟悉和掌握，對今后設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)有極其重要的作用，并能提高工作效率，保證生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]轉(zhuǎn)子窄間隙自動TIG焊使用說明書

[2]轉(zhuǎn)子窄間隙自動TIG焊電氣原理圖