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'''等离子上料系统的设计与应用'''等离子上料项目中需要对不同型号的板料进行插入定位销送进，由于定位孔孔位随型号变化，因此对设备的 [[ 自动化 ]] 、柔性化、电气化均有较高的要求。本 [[ 项目 ]] 选用上位机（人机界面）→PLC+位控模块→伺服驱动器→伺服电机为4级控制主体的框架进行设计。

等离子上料项目中需要对不同型号的板料进行插入定位销送进，由于定位孔孔位随型号变化，因此对设备的自动化、柔性化、电气化均有较高的要求。本项目选用上位机（人机界面）→PLC+位控模块→伺服驱动器→伺服电机为4级控制主体的框架进行 [[ 设计 ]] 。结合此设计项目，笔者浅谈一下以PLC为核心，以伺服为载体，以人机 [[ 界面 ]] 提高设备的柔性，并通过Compobus/S总线进行布线的电气系统的综合应用。

等离子上料系统（以下简称上料系统）示意图。等离子左右两侧各有一台平板冲，当板料从平板冲落完料后，由各自的磁吊梁放置到所需工位上，每侧有5个工位可供选择，包括下料工位、上料工位、等待工位和成品区工位。其中工位 [[ 位置 ]] 参数可在触摸屏中预先设定和更改。当等离子发出允许进料信号时，按到插销位置，伺服小车自动走到板料定位孔处，并顶起定位销，按到上料位置，伺服小车自动走到等离子工作区域，等离子切割完毕后，再返回到插销位置，退销，控制磁料梁吸料放到成品区工位。

硬件的选型主要从性价比、 [[ 技术 ]] 人员熟悉程度及采购周期等方面考虑。控制系统的架构图。

上位机主要用于不同板料参数的设定，如到插销位置、到上料位置，既可以提取已有型号（初次设定，重复提取），又可以重新设定（增加新型号参数）；另外，上位机还可以监控上料系统各部分运转、报警情况；并且还可以在操作台按钮失效时进行上位机操作。本项目选择PROFACE10.4寸触摸屏，其编程口为标准USB接口，并有COM1、COM2两个PLC通讯口，可以采用RS232与RS422两种通讯模式。此项目由于PLC与操作台距离超过15米，因此使用RS422 [[ 通信 ]] 模式。

PLC选择OMRONCJ1M系列，使用CPU13作为控制中枢，并选用3个NC213位置控制模块，每个模块控制2个伺服驱动器。OMRON的PLC应用广泛，使用可靠，其编程方法都大同小异，使用的编程 [[ 软件 ]] 和编程电缆可以兼容，方便维修人员进行维护。而此次选择的CJ1M系列属于低成本PLC，其主要特点为：无需底板，实现更灵活的机架宽度，并可以实现更灵活的单元组合，可以给基本的I/O单元分配任意字，可以扩展机架，且能够为以后的升级作准备。由于此项目涉及的I/O点比较多，且两个操作台与总控制柜有一定的距离，因此，选用CJ1W-SRM21的CompoBus/S单元，基于分散控制和减少接线的高速ON/OFF总线，使用它可以将控制柜和操作柜之间布线的 [[ 工作 ]] 量大大降低，更重要的是线少，故障点也少，对于以后的维护提供了极大的便利。

伺服系统选择安川系列的驱动器和 [[ 电机 ]] 。在此项目中需要4个伺服送料小车、2个磁上料平移伺服，根据计算所需扭距，分别选用0.85kW（SGMGH-09ACA）和2.9kW（SGMGH-30ACA）伺服电机及相对应的驱动器。

磁吊梁上下2台电机需要有调速功能，因此选用三菱电机通用变频器进行控制；其它诸如断路器、接触器、接近 [[ 开关 ]] 等常用部件均选用施耐德电气和OMRON品牌，可靠耐用且性价比突出。

上料系统的设计难点和重点为伺服送进程序的编写，每种型号板料具有两个定位孔，由伺服XA轴和XB轴组成移动定位销，每个定位销有两个位置需要写入：插销位置、上料位置。插销位置是板料定位销在等离子进料滚道初始位置，上料位置是将板料送进至等离子工作区的位置。通过PLC和触摸屏编程，既可以通过触摸屏选择板料型号，也可以直接在触摸屏中输入数控轴的移动 [[ 数据 ]] 参数。