涂裝工藝模擬裝置toyo滑臺控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

toyo滑臺是一種運(yùn)動機(jī)構(gòu)，其具有定位精度高、負(fù)載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用到各式各樣的設(shè)備當(dāng)中。東佑達(dá)公司根據(jù)汽車板涂裝工藝和流程，基于PLC設(shè)計了一套控制系統(tǒng)用來控制toyo滑臺，將其應(yīng)用于汽車板涂裝工藝模擬裝置，完成試樣定位、抓取等循環(huán)往復(fù)運(yùn)動的工作，以此實現(xiàn)智能化操作。下面就來看看此滑臺控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計。

一、PLC控制器及擴(kuò)展模塊的選型

涂裝工藝模擬裝置用toyo滑臺在設(shè)計時，其PLC選擇的是西門子300系列CPU315-2PN/DP，該型號控制器包含4個獨(dú)立的30kHz高速計數(shù)器、2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，128kB RAM、24VDC電源、MPI/PROFIBUS-DP主/從組合接口和以太網(wǎng)/PROFINET接口，可以與計算機(jī)通信并進(jìn)行模塊擴(kuò)展。而擴(kuò)展模塊是由數(shù)字量輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊組成。模擬量輸入模塊配置為4~20mA的電流輸入模式，該模塊具有8通道、14位高精度模擬量輸入，分辨率為1/16383，通過模擬量輸入模塊，采集toyo滑臺電機(jī)編碼器及溫度傳感器等輸出信號，送入PLC內(nèi)轉(zhuǎn)換并完成計算。數(shù)字量輸入輸出模塊，完成對限位器、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號采集與控制。

二、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器

該裝置中toyo滑臺通過電機(jī)驅(qū)動、絲桿傳動，使其在X、Y、Z三個方向運(yùn)動。步進(jìn)電機(jī)選擇的是86BYGH156型兩相四線步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)步距角為1.8°，X、Y、Z三軸絲桿導(dǎo)程分別是10mm、10mm和4mm，步距角與絲桿導(dǎo)程能為實現(xiàn)開環(huán)定位提供計算依據(jù)。

toyo滑臺系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器選擇的是DQ-2HD860驅(qū)動器，該驅(qū)動器有驅(qū)動電流16種，每相最高電流可達(dá)7.2A，可以接收的輸入方式有單脈沖和雙脈沖兩種方式。西門子PLC輸出連續(xù)脈沖給電機(jī)驅(qū)動器，電動機(jī)上增加編碼器實現(xiàn)信號反饋，能夠保證運(yùn)動精度的設(shè)計要求。toyo滑臺系統(tǒng)的通訊方面，選用以太網(wǎng)通訊，以實現(xiàn)上位機(jī)與PLC的指令傳輸；PLC輸出脈沖信號控制電機(jī)驅(qū)動器，并通過模擬量數(shù)字量擴(kuò)展模塊與其余傳感器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

三、溫度變送器和傳感器

toyo滑臺溫度變送器選用的是ST50多功能智能型變送器，該變送器是由溫度傳感器與溫度控制器連接通信，將溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字顯示在顯示器上，因此節(jié)省了大量引線和邏輯電路。ST50智能溫度器提供溫度讀數(shù)，測溫范圍為-200~650℃。