基于Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)的交流伺服控制系統設計

1. PLC控制程序設計

系統中以西門(mén)子S7-315-2DP作為Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)主站提供與力士樂(lè )位置控制器CLM直接而便利的高速循環(huán)通信服務(wù)，通訊速率高、控制適時(shí)性好、抗干擾能力強且編程簡(jiǎn)單。在PLC編程軟件STEP7中導入位置控制器CLM設備數據庫文件(IN2_04eb.gsd)，完成硬件網(wǎng)絡(luò )組態(tài)，為位置控制器分配網(wǎng)絡(luò )地址，該地址必須與控制器參數中設置的相同，在組織塊OB中選用SFC14“DPRD_ DAT”，SFC15“DPWR_ DAT”系統功能塊向位置控制器接收/發(fā)送過(guò)程數據。

在位置控制器參數B007中設置與主站的總線(xiàn)通訊率，參數B008中設置從站網(wǎng)絡(luò )地址，并選擇參數過(guò)程數據對象(PPO)類(lèi)型，這樣系統的現場(chǎng)設備與PLC之間通過(guò)Profibus-DP總線(xiàn)可以完成數據的讀寫(xiě)和控制數據的傳輸，如控制字、狀態(tài)字、給定值和實(shí)際值等。除過(guò)程數據外，Profibus-DP也傳輸傳動(dòng)系統的參數設置和診斷信號。

PLC根據聯(lián)動(dòng)線(xiàn)的運行速度、操作指令及裁斷裝置的狀態(tài)對皮帶、刀架進(jìn)行協(xié)調控制。胎面在兩條運輸帶之間的貯存量使傳感器產(chǎn)生相應模擬量輸出信號，并與前段運輸帶的速度綜合起來(lái)按照一定的算法決定裁斷皮帶的運行速度，從而通過(guò)PLC相應地改變速度使運輸帶協(xié)調平穩運行。用戶(hù)根據產(chǎn)品生產(chǎn)需要相應設置胎面裁斷長(cháng)度等參數，通過(guò)總線(xiàn)完成PLC與位置控制器之間的數據傳輸。

2. 位置控制器CLM的伺服程序設計

力士樂(lè )位置控制器CLM是一種緊湊型、模塊化二/四軸數控系統，直接驅動(dòng)力士樂(lè )DKC伺服驅動(dòng)器完成交流伺服電機的精確定位運行，本系統中二套力士樂(lè )DKC伺服驅動(dòng)器分別完成傳送帶定長(cháng)傳送和裁斷刀架橫移的控制。位置控制器帶有豐富的指令集，可在其操作面板或裝有編程軟件(MotionManger)的計算機上完成控制程序的編寫(xiě)。

裁斷伺服控制程序框圖如圖3所示，程序主要由總線(xiàn)通訊、傳送皮帶控制和裁斷刀架控制三部分組成?？刂破髋cPLC之間控制和狀態(tài)信息的傳送由總線(xiàn)通訊程序完成，控制器接收PLC傳送的控制信息如速度值、長(cháng)度值和操作指令等，同時(shí)將運行狀態(tài)信息傳送給PLC進(jìn)行分析、顯示；傳送帶控制程序完成傳送帶伺服電機運行的速度和位置控制，進(jìn)行胎面裁斷的精確定長(cháng)和平穩快速運行；裁斷刀架控制程序完成裁斷刀架橫向移動(dòng)切割和其輔助裝置的控制，保證裁刀動(dòng)作的正常執行，得到較好的切割端面。

圖3 伺服控制程序框圖