一 项目简介
1.1 行业介绍
钢丝裁剪机是属于非标设备，用于各种钢丝绳的快速定长裁剪。该设备主要用于电梯部件配套厂，用于生产定长的钢丝。目前钢丝裁剪全部使用的是人工切割，所以效率比较低，而且质量不能完全保证。使用该设备主要提高了生产效率、降低了人工成本。
1.2 客户需求
客户是为电梯厂做配套用的定长钢丝，把一卷钢丝裁切成一定长度的。目前这一操作是由人工完成的，效率比较低，而且裁剪精度不高。客户希望提高产品的质量、生产效率，使用自动化设备，代替这一个工序。由于主要是为知名电梯厂配套加工，客户要求PLC有较高的稳定性，保证设备的长久正常运行，降低后期维护费用。
1.3 解决方案
钢丝裁切设备控制工艺比较复杂，需要和变频器做485通讯控制，还要控制2个伺服电机。案例中选用永宏FBs-24MCT做为控制核心，使用FBs-CB5用于和变频器通讯，2台变频器使用FID-E1变频器，2台伺服使用FSD-E2伺服,人机界面选用永宏FT系列触摸屏。
1.4 方案背景
永宏MC系列高功能型主机有10点至60点不等的机型，主机最多配置8点200KHz高速计数、8点200KHz高速脉冲输出，可拓展5个通讯口，通讯速率达921.6Kbps。PLC的程序执行速率为0.33uS，程序容量高达20K Words,顺序指令36个，应用指令326个（126种）。
二 控制系统设计
2.1 硬件配置
设备的控制核心采用永宏FBs-24MCT主机一台，该主机配置14点输入、10点晶体管输出。控制2台伺服。主机自带一个RS232通讯口，除作为编程口之外还可以作为人机或其他设备的从站使用。人机界面采用了永宏HU070人机界面一台，该人机采用65536色真彩TFT液晶，具有800×600的分辨率。主机扩展FBs-CB5，用于对2台变频器的控制。
图2-1 硬件配置图
2.2 控制工艺流程设计
钢丝裁切机工作分手动和自动两部分。手动部分，主要用于气缸、各电机的动作。自动部分，主要流程是，计量轮伺服先转动一定距离，然后机械手夹住；机械手伺服和计量轮伺服同时转动；到喷漆位置后，机械手伺服和计量轮伺服停止转动，进行喷漆。喷好漆之后，机械手伺服和计量轮伺服开始继续转动，到设定长度处，两台伺服都停止转动。裁切气缸动作，进行切割，机械手放开钢丝，继续向前运动一定距离，然后返回原点。
以下是控制工艺流程图。
图2-2 控制工艺流程图
2.3软件设计
2.3.1 PLC定位指令的编写
从设备的工艺流程上，我们可以看出该设备的控制关键是对伺服脉冲的控制。FBs-PLC的定位功能将市售专用NC定位控制器整合于PLC内，使PLC与NC控制器能共享相同的数据区，而无需作两系统间的数据交换与同步控制等繁复工作，但仍可用一般常用的NC定位控制指令（例如DRV、SPD…等）。
一台FBs-PLC最多可控制4轴的定位运动，并可作多轴同动控制，除了仅提供点对点的定位速度控制，并提供各轴间直线补间功能。当系统应用超过4轴时尚可利用FBs-PLC的CPU LINK功能达到更多的定位运动控制。
永宏PLC提供的伺服表格命令。如下图2-3所示为定位控制指令，在程序中输入140指令，然后按“;z”;键，进行伺服表格的建立。当M10导通就开始执行伺服发脉冲命令。以上即为定位控制的使用简介，通过定位指令可提高设备动作的精度。
图2-3 永宏脉冲指令
2.3.2 人机界面的编辑
钢丝裁切设备主要需要以下功能界面：“;手动操作”;，“;自动操作”;，“;参数设置”;，“;报警界面”;，“;IO监视”;等。如下图2-4所示
手动控制画面，主要用于控制一些开关量的输出点和2台伺服电机的手动运动。
如下图2-5所示为自动控制画面。需要设置所需要钢丝的长度、计划条数等参数。一旦启动后，设备根据所设定的相关参数条件进行动作。实现多钢丝绳的剪裁加工。
图2-4 菜单界面画面
图2-5 PVC吸覆加热自动画面
三 设备调试
该设备在调试时，主要是要确保伺服的精度。设计系统时，采用上电原点复位，保证系统每次处于初始状态。在设备运行中，会发生因钢丝自身的应力，产生打卷的情况。所以需要使用变频器控制电机，在规定时间内进行转动额定的圈数。防止钢丝打卷。同时，系统还对各种意外情况做了一定的保护功能。
四 总结
设备完成后，基本实现了客户提出的设计要求。原来裁剪钢丝是使用人工的，效率比较低，而且质量也无法保证，现在使用自动设备后提高了生产效率，实现了无人值守，便可实现生产。
所以说，自动化在现代的工业生产中起着举足轻重的作用，是促进我国生产力发展中，不可缺少的一部分。在劳动力紧缺的现在，自动化将以全新的作用，为现代化的工业生产做出巨大的贡献。
(审核编辑: 沧海一土)
