FATEK永宏人机界面(永宏 HMI 触摸屏)
产品品名:
永宏C3系列人机界面
产品系列:
C3102S、C3102N
产品说明:
C3系列人机界面是全新一带高品质、高性能人机界面。
除了具坚固的结构和令人惊艳的黑色钢烤时尚外观外,较具有美观方便的背嵌式PLC设计,
可将用户HB1系列PLC直接嵌入HMI背面,大幅节省空间并降低安装配线成本。
软件功能方面,C3人机具有直观易用的软件开发环境和精美绝伦的图形显示,
可帮助使用者在弹指之间轻易的编写出实用美观的画面。
特色功能:
简单,易用
背钳PLC设计
高抗杂讯能力,高品质硬件
远端监视和控制
直观的软件开发环境,画面精美
主机命名规则:
型号规格一览表:
型号
C3102S
C3102N
显
示
器
显示器类型
TFT LCD 16.7M Colors
显示器尺寸
10.2”(16:9)
屏幕分辨率
800×480 pixels
背光
Led,350nits
背光寿命
30,000Hrs
触摸板
类型
4线电阻式触摸板
各
类
内
存
即时性断电保存记忆体(NV)
120KB
非即时性保存记忆体(XNV)
6MB
内部用户存储
20MB
程序内存
20MB
万年历(RTC)
内建
通
讯
口
串口1
连接口:D-Sub 9-Pin
COM1:RS-232(4W)
COM2:RS-422/485
串口2
—
网口
—
100M/100Mbps
USB接口
USB2.0 Host(A Type)×1
USB2.0 Device(Minin-B Type)×1
周边
接口
Micro SD
—
音频
—
PLC扩展接口
FATEK HB1 PLC主机+B1扩展模块
电源
规格
电源输入
240VDC± 20%
消耗电流
0.37A@24VDC
环
境
规
格
防护等级
**板IP65,后壳IP20
工作温度
0~0-50℃
存储温度
-20~60℃
环境湿度
10~90%@40℃(无冷凝)
耐压性
AC500V/20mA/1Min.(电源端子和FG端子之间)
抗震性
5~9Hz 单振幅:3.5mm;
9~150Hz恒加速:19.6m/s2(2G);
X,Y,Z 方向10次 (IEC61131-2规范)
噪声抑制
1000Vp-p电压,1us脉宽,上升时间1ns
接地电阻
**100Ω
尺寸
与
重量
开孔尺寸(mm)
259.5×201.5
外观尺寸( mm)
271.5×213.5×344.6
重量(g)
1280
认证
CE
引言:在新开发的产品中有一个型号为Q7的长条铝基台,要在上面加工两个φ3.7×1.65的平底盲孔,由于要求精度高, 批量大,故无法用传统的钻模在钻床上加工,也很难在传统铣床上面加工,即使能加工效率也很低,并且设备损耗和电力损耗也很大。此工件的加工有着非常广泛的 代表性,生产的很多产品有着类似的要求,为此,我们设计制做了一台用于此类产品加工的设备——通用型数控钻铣床。
一、系统概述
系统构成如图1所示,控制部分采用PLC,并配以人机界面进行程序参数修改、设定,
以及运行状态显示,可编程设置人机界面的内容。三轴均为全数字交流伺服系统,各轴伺服电机通过连轴器带动滚珠丝杠,以移动配有直线导轨的工作台和主轴 铣头,其定位准确,速度快。主轴铣头由变频器控制,根据及工件和进给量,来设置主轴合理的转速,并在程序中设定它的启动停止。各轴均设二端极限传感器 和原点传感器,冷却和润滑也都有异常检测,在报和人机界面处显示报警信息。为便于调试和检修,各项操作均设手动功能,如手动各轴快慢移动、主轴高低速 旋转、切削液及润滑开关等。此机床整体虽为半闭环控制,只要选件、装配、程序编制及操作合理,精度和稳定性还是能满足使用要求的。
二、硬件配置
PLC选用永宏的FBS-40MCT,该型机具有较高的性价比,体积小,功能强,24点输入,其中有16点高速计数器,频率可达120K,16点输出,其 中有4轴步进或伺服输出整合在里面,输出频率可达120K,使应用起来非常方便,接线简捷。编程软件WinProladder有梯形图之称,易学易用 且功能强大,编辑、监视、除错等操作非常顺手,按键、鼠标并用及在线即时指令功能查询与操作指引,使编辑、输入效率倍增。
接点分配:取各轴伺服电机的Z相信号作原点开关,要分接在几个高速输入点上,用中断进行机床原点复归,其余限位开关、操作开关、液位检知等常规接点可按顺序依次接入。X、Y、Z三轴伺服电机连在前3轴伺服输出点,主轴高低速、冷却、报警等接在其余输出点上。
X、Y、Z3轴伺服系统均选用相同的,和利时的ES系列全数字交流伺服驱动器0040E-CBCEE-02,和60系列小惯量的伺服电机 60CB040C-2DE6E。该伺服系统功能比较完善,如能耗制动、电子齿轮、自动加减速等,具备多种脉冲串输入,保护功能也比较完备,有欠压、过压、 过流、过载、堵转、失速、位置**差、编码器异常等。在此设备中按集电极开路驱动方式连接至PLC,高脉冲输入频率为200K,伺服ON、Z相信号等也做 相应连接。
变频器选用富凌的DZB70B0015L2A,规格为单相1500W,400Hz,有多步速供编辑使用。由于正常使用时不频繁变速,故速度调节设定不引 出,只在变频器操作面板上调节,设定两个速度,高速用于加工,低速用于对刀。调节相关参数与主轴匹配,如基频、基压、运行频率上限、载频等,并改动相应跳 线。
主轴没有采用传统方式,而是根据加工需要,采用了雕刻机用的电主轴,莱必泰的ADX80-24Z/1型,其体积小、噪音低,直径只有80mm,这样使 整个主轴箱便于整体密封,可有效地防止加工中的碎屑飞溅到Z轴的丝杠和导轨上造成损害,也使主轴箱外表显得美观。它的高转速为24000转/分,使正常 工作转速6000-14000转有一个合适的余量范围。
人机界面选用人机电子的通用可编程文本显示器MD204L,它可以以文字或指示灯等形式监视、修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态。
三、软件设计
机床工作的流程图如图2所示,开机后先检测手动开关是否有效,若手动开关有效
即利用各手动控制开关执行手动操作的项目。若手动开关无效,则启动原点复归程序,各轴进行机床原点复归,先回Z轴再回其它两轴,当所有轴都原点复归成功后 才能进行到下一步。若和工装夹具、工件程序均没有变动,可复位到加工预备状态而不进行对刀,若需对刀,则打开对刀开关启动对刀程序,3轴分别对刀,即 找工件原点,利用手动各轴移动开关快慢移动各轴,使工件的三个面分别碰触低速旋转的,刚好碰上为止。对好后,按对刀OK确认,再输入刀补,经过程序处 理,即形成工件原点也就是编程0点,编程时根据此0点按照图纸计算路径,可使操作者思路清晰,编辑运算简单。操作者编辑的是用户程序,可以编辑轨 迹,就是各轴移动坐标,还有移动速度、循环加工时的循环次数等。编好程序后或使用当前程序时,即复位到预备状态:各轴移动到初始位—一个合适的位置,装卸 工件方便、不易碰触时,装上工件,按启动即可开始加工,主轴运转,冷却液开,各轴按程序设定坐标移动。当加工结束时,机床复位,即各轴又移动到初始 位,主轴停,冷却关,这时可卸下工件,完成加工过程。
工件的加工流程图如图3所示,以Q7产品为例,胎具上一次装夹15只工件,那么
就有30个φ3.7的平底盲孔需要加工,选用φ3.7的2刃钨钢立铣刀,钻削加工,钻削深度1.65mm。在预备状态时紧靠工作台上的定位固定好胎 具,按启动后,主轴旋转,待主轴即将达到额定转速时,X、Y轴同时运转到加工工位,也就是个孔的X、Y工件坐标值,此时冷却液打开、Z轴快速下降 到加工区,即铣刀端面即将触及工件加工面,迅速变用缓慢的工进速度开始钻削加工。当加工深度到达设定深度(1.65mm)时,Z轴带动铣刀迅速抬起,抬起 的高度为铣刀端面水平方向上碰触不到工件及胎具为准。计数器加1后程序进行比较运算,判断加工是否完了,如否,则X、Y轴继续运转到下一加工工位,再重复 Z轴下降加工动作。如加工完了,产量计数器加数、主轴停转、冷却液关闭,同时发出5s声光报讯,用以提醒操作者,各轴移动到初始位:Z轴到上端;X轴到左 端;Y轴到外端。卸下胎具后,一个加工周期完成,装上胎具再按启动即开始进行下一轮加工。
四、一些着重的电气措施
1.主回路加装漏电断路器,相应回路都安装合适的断路器。
2.PLC和伺服系统的电源处都分别加有电源滤波器。
3.各直流继电器线圈都并接反峰二极管,交流接触器线圈并接阻容吸收回路。
4.润滑、主轴冷却都设液位低报警器。
5.伺服控制线、人机界面通讯线等使用屏蔽线,并远离电源线。
6.在拖链内走线,使用耐折的柔性电缆,并尽量拖链的弯曲半径。
7.变频器与PLC、伺服驱动器等保持一定距离。
1 引言
随着微机技术的不断深入发展,以微机技术为基础的可编程控制器(Programmable Logical Controller)也在不断地发展和成熟,它以其可靠性较高、能经受恶劣环境的考验、功能强大和使用简单方便等巨大优越性,迅速**工业自动控制领 域,成为工业自动控制的产品.在印刷包装行业中应用尤其**.在当今竞争日益激烈的市场经济中,各印刷包装机械厂家为赢得较广泛的客户群,他们在成本 控制、系统稳定性和流程控制等上花大力气,以求得在众多的竞争对手中**优势.本文着重介绍了一种基于PLC的全自动立式包装机控制系统,对控制系统中传 动系统设计和PLC程序设计做详细的介绍.
2系统硬件设计
本控制系统主要介绍的是利用可编程控制器、人机界面、伺服电机实现立式包装机全自动稳定可靠运行,达到准确控制,提高产量和降低成本的目的.
根据现场生产要求,该控制系统主要由三部分组成:
控制部分: 闽台永宏电机股份公司的FATEK可编程控制器(PLC);
操作部分:闽台泉毅电子公司的HITECH PWS1711-STN2人机界面(HMI),
执行部分:单片型给料机、日本松下伺服电机、普通打印机、长封/端封汽缸、给膜电机、
切刀、点切线刀. 给等各一台(个).
系统结构框图下图1.1所示.
2.1系统控制部分
系统关键的控制器PLC选用的是闽台永宏电机股份公司的FATEK MA系列FBs-40MAT机型,永宏*四代小型机FBs系列是一种有很高性能和价格比的可编程控制器,由于其结构紧凑小巧,执行速度快,功能强大及价格 低廉等特点,符合本系统各方面要求.在该系统中,永宏表格式的伺服控制编程方式简而易己地实现了伺服控制,其高速脉冲直接驱动伺服电机.I/O点分配如 下:
2.2系统操作部分
人机界面选用的是闽台泉毅电子公司的HITECH PWS1711-STN2机型,该产品取代了传统的面板控制功能,大大节省了PLC的I/O点,减少了故障率,能实现数字设定,信息显示,功能设定等,信息画面简单实现,方便快捷达到自动控制的目的.
2.3系统执行部分
1 给料机系统
给料机系统主要由自动供料器和称重装置组成.
自动供料器按照设定转速来决定其生产袋数.其转速则由变频器编程控制设定的赫兹数来决定,对应的赫兹-转速如图1.3所示.当设定30.3Hz时,则自动送料器以60转/分的速度旋转.
称重装置又称连锁信号装置,用于与机器相连,其结构原理如图1.4所示.其中装入信号(下落请求信号)为可变脉冲宽度(一般100 ms),下落信号(移交结束信号)为设定脉冲宽度大于100 ms信号.
2 伺服电机
执行机构伺服驱动电机采用日本松下MSMAO42A1A系列,该机构以小惯量MSMA型配合普通电机带动和导引包装膜来代替传统的大惯量伺服驱动电机 直接带动包装膜,达到了降低成本的目的.伺服系统采用位置控制方式,在控制器表格设置中,设定了良好的速度,加减速时间,脉冲数及正反转等参数,使伺服电 机达到了良好的运行性能.
3 控制系统主要工艺流程
根据现场生产需要,设计如下系统控制流程,如图1.2所示.
4 系统软件设计与实现
系统软件由两方面组成,即人机交互界面ADP程序主控PLC程序.ADP程序完成操作人员同PLC之间的对话,主要是各个操作画面之间的相互切换和每个操作画面各个按键动作所对应的PLC程序的控制位.
1)系统逻辑控制设计
系统在程序设计中采用周期时间控制,对执行机构输出设定延时时间和动作时间,如下图A所示,并设定动态图直接反映周期内的延时和动作时间,设置**出范围或者错误将在动态图中直接看出,如下图B所示,控制直观,易于实现,减少了产品种类不同要求的调试时间.
2)系统控制功能设计
本程序考虑到系统功能全面性,设定了如下图C所示的功能条件设定画面,满足了产品多样性要求; 而下图D所示的运转控制及状态显示界面很好地达到了系统作业要求.
5 结束语
本文所设计的系统简单,易于操作,加工产品范围广,产量与同类产品有很大程度上的提高, 袋长范围可随需要设定,或由色标决定.每分钟可生产袋长450mm大60袋之多,袋宽可随导膜变更部分而定,且包装产品可以是块状,颗粒状和粉末状等.系 统采用配方控制,每一种产品参数可调用可更改.本系统经过一年多的现场运行及完善,与其它同类系统相比,系统故障率低,稳定性高,产品次品率低,耗电量大 大降低,是一种环保节能型系统.
(FATEK)永宏PLC-FBS小型机主要机型有:MA / MC / MN三种机型,主要型号有:
重要通知:FBS-PLC系列型号较变通知!!!
MA(经济型主机):FBS-14MAR、FBS-20MAR、FBS-24MAR、FBS-32MAR、FBS-40MAR、FBS-60MAR、
FBS-14MAT、FBS-20MAT、FBS-24MAT、FBS-32MAT、FBS-40MAT、FBS-60MAT.
MC(高功能主机):FBS-14MCR、FBS-20MCR、FBS-24MCR、FBS-32MCR、FBS-40MCR、FBS-60MCR、
FBS-14MCT、FBS-20MCT、FBS-24MCT、FBS-32MCT、FBS-40MCT、FBS-60MCT.
MN(经济型主机):FBS-20MNR、FBS-32MNR、FBS-44MNR.
永宏PLC的主要特点:
(1) 体积**小--小体积90mm(W)*60mm(L)*80mm(H).
(2) 机型齐全--10点、14点、20点、24点、32点、40点、44点及60点主机及多种扩充机/模块.
(3) 功能**强--整合各种功能于一晶片,功能媲美中大型PLC.
(4) 价格具竞争力--采用SoC设计,大幅降低体积与成本,竞争力佳.
(5) 10多年研发生産技术积累造就了今日的高可靠、高稳定性,使用者遍布**
(6) **高速的脉冲输出是同步,定位,飞剪佳的解决方案(单机大4轴控制,单点20k,200k,920k高速脉冲灵活选择)
(7) 功能强大的通讯语言可轻易达到与智能型外围设备...(可与变频器/温控仪/触摸屏/微型打印机/步进电机等通讯)
(8) **业界的通讯功能,速度可达921.6kbps,单机多可达5个通讯口,支持多样化通讯接口(RS232,RS485,USB,Ethernet等)
(9) 单机多4点高速脉冲宽度调变(HSPWM)输出,高频率达184KHz
(10) 平均执行时间0.33u S /顺序指令,开关量大512点,模拟量大128点
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