基于觸摸屏和PLC的金相切割機控制系統(tǒng)
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3．1 主控制系統(tǒng)
PLC是整個控制系統(tǒng)的核心。PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的一種數字運算操作電子裝置，是帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行指令，進行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作，并通過數字式和模擬式輸入／輸出，控制各種類型的機械和生產過程。它具有體積小，功能強，編程方便，可靠性高，耐惡劣環(huán)境能力強等優(yōu)點，已廣泛應用于工業(yè)自動化生產的各個領域。該系統(tǒng)采用OM-RON公司的CP1 H X40DT-D程序一體化PLC?？蓪崿F(xiàn)高速計數器4軸、脈沖輸出4軸；通過擴展CPM1A系列的擴展I／O單元。CP1H整體可以達到最大320點的輸入／輸出；通過安裝選件板，可進行RS 232C通信或RS 422A／485通信。
3．2 變頻器調速系統(tǒng)
在進行電機調速時，電機磁通量是需要考慮的一個重要因素，如果磁通量太弱，電機會出現(xiàn)欠磁通，勢必會給電機輸出轉矩帶來很大影響。因為：
Tm=KTφmI2COSψ2 (1)
式中：Tm是電磁轉矩；KT為比例系數；φm是主磁通量；I2是轉子電流；cosψ2是轉子回路的功率因數。
由式(1)可知，電機磁通量的降低直接影響電磁轉矩的減小。因此，在改變電機頻率時，應該對電機電壓進行協(xié)調控制，以維持電機磁通的恒定。根據切割機的主電機參數，該系統(tǒng)選用Siemens公司的MM420變頻器，通過設定變頻器輸出功率的變化來控制主電機轉速的變化，兩者之間近似呈線性關系，從而實現(xiàn)了無級調速的目的。PLC為漏型晶體管輸出，與變頻器的通訊采用基于USS協(xié)議的串行口RS 485通信方式。這里，為了確保系統(tǒng)安全運行，必須將變頻器接地端可靠接地。
3．3 步進電機驅動系統(tǒng)
步進電機是可以將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的電磁機械裝置。給電機加一個脈沖信號，電機按照設定方向轉動一個步距角。電機轉速與輸入脈沖頻率保持同步。該系統(tǒng)中通過控制脈沖個數來控制角位移量，達到定位精確的目的；通過控制脈沖頻率控制電機轉動速度，從而達到調速的目的。x，y，z三向步進電機分別由3個MS-2H090M型步進電機驅動器來驅動，每向步進電機驅動器包括使能輸入端EN，步進脈沖輸入端CP和方向電平信號輸入端DIR。本文引用地址：http://2s4d.com/article/163615.htm
4 軟件系統(tǒng)設計
4．1 主控制系統(tǒng)軟件程序設計
軟件程序主要完成系統(tǒng)初始化，設定切割參數，啟動切割機控制系統(tǒng)，并將切割參量送往觸摸屏上實時顯示。控制系統(tǒng)主程序流程如圖2所示。
系統(tǒng)初始化主要完成軟件初值、內存、I／O口以及硬件電路狀態(tài)的初始化，使PLC及其連接的外圍電路處于準備工作狀態(tài)。主要包括PLC內部RAM單元的初始化，觸摸屏上電的初始化，I／O端口方式的初始化等。
在啟動切割之前，需要對相應的切割工藝參數進行正確設置。其中，自動操作包括三種模式(勻速切割、進三退一切割、逐層切割)，每種模式根據具體需要還可以設置相應的高級設置選項和加密操作選項，在方便操作的同時增強了安全性。
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