CN202272648U - 夹钳定位控制系统 - Google Patents

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杜少雄
黄文涛
刘佳钦
李付奎
王广诗
孙延伟
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Abstract

本实用新型公开了一种夹钳定位控制系统,该系统采用现代化的可编程控制器作为控制系统的核心,变频器通过PLC的多段速控制,PLC检测编码器数据后通过内部数据转换及运算出每个位置的减速、加速及停止区,在通过接近开关的位置及数据记忆,保证每次通过位置准确定位停止,文本显示器用于人为的设定加减速及停车位置数据及监视整车状态信息,操作方便快捷,检修直观。本实用新型主要利用并行输出的格雷码编码器来做数据的采集及处理,通过PLC集中处理,定位精确。在系统断电情况下仍能准确记忆设备上前位置,并具有智能计圈数及编码器数据的丢失判断程序。

Description

夹钳定位控制系统
技术领域:
本实用新型涉及冶金钢管加工行业行车定位控制系统,尤其涉及一种夹钳定位控制系统。
背景技术:
目前,我国冶金钢管加工行业用的多数采用传统的绕线电机转子串电阻调速方式,采用机械行程开关做减速及停止控制,存在问题如下:
(1) 拖动电动机功率大,起动时大电流对电网冲击,电能浪费严重。   (2) 起重机升降、小车、大车起动、停止速度过快,定位不准确,对机械冲击较大,机械行程开关经常损坏,机械设备使用寿命缩短,操作人员的安全系数较差,设备运行可靠性较低。   (3) 由于绕线式电机调速是通过电气驱动系统中的主要控制元件---交流接触器来接入和断开电动机转子上串接的电阻,在电流比较大的状态下,容易烧坏触头。因而设备故障率比较高,维修工作量比较大。   (4) 在起重机起升的瞬间,升降电动机有时会受力不均匀,易过载,直接造成电机损坏或者钢丝绳断裂。   (5) 为适应起重机的工况,起重机的操作人员经常性的反复操作,起重机的电器元件和电动机始终处于大电流工作状态,降低了电器元件和电动机的使用寿命。   (6) 起重机工作的协调性主要靠操作人员的熟练程度。由于升降、小车两个主令之间没有固定的联系,在起重机工作时操作人员劳动强度比较大,容易疲劳,易产生误操作。    (7) 自动化水平较低,没有自动定位系统、数据监视及通讯功能。
目前,也有一些用户采用变频器+PLC+带通讯功能的绝对值编码器控制方案,还有一些用户采用格雷母线通讯及条形码定位等国外进口技术,但成本较高。
实用新型内容:
本实用新型对目前现有状况存在的问题和不足,提供—种设计合理、高效节能、自动化程度高、通讯功能强、基本免维护的夹钳定位控制系统。
本实用新型所采用的技术方案:一种夹钳定位控制系统,包括大车,安装于大车横梁上的小车,位于小车上的起升机构,以及起升机构上设置的夹钳,小车驱动轮和起升机构驱动轮上分别设置有用于小车和起升机构位置检测的输出类型为并行输出格雷码的欧姆龙E6CP-AGC5绝对值编码器,大车驱动电机通过变频器与PLC输出端连接,PLC数据输出端与一个文本显示器连接,参数设置键盘与PLC输入端连接。
PLC选用西门子S7-200PLC,ABB公司的ACS800系列变频器作为传动控制,还有一泵站专用于夹钳的控制。
大车运行轨道上设置有三个欧姆龙E2E接近开关用于对三个定位点检测控制,并分别安装有指示灯。
本系统采用现代化的可编程控制器作为控制系统的核心,变频器通过PLC的多段速控制,PLC检测编码器数据后通过内部数据转换及运算出每个位置的减速、加速及停止区,在通过接近开关的位置及数据记忆,保证每次通过位置准确定位停止,文本显示器用于人为的设定加减速及停车位置数据及监视整车状态信息,操作方便快捷,检修直观。
本实用新型的积极效果:本实用新型主要利用并行输出的格雷码编码器来做数据的采集及处理,通过PLC集中处理,定位精确。在系统断电情况下仍能准确记忆设备上前位置,并具有智能计圈数及编码器数据的丢失判断程序。
附图说明:
图1是本实用新型电路框图;
图2是图1中PLC的详细接线图;
图3为操作台侧面结构示意图;
图4是操作台显示面板布置图;
图5是操作台参数设置键盘布置图。
图中标号1为操作台,2为显示面板,3为参数设置键盘。
具体实施方式:
参见图1-图5,夹钳定位控制系统包括大车,小车,起升机构,以及夹钳。大车驱动电机通过变频器与PLC输出端连接,PLC数据输出端与一个文本显示器连接,参数设置键盘3与PLC输入端连接。本系统主要配置如下:西门子S7-200PLC,欧姆龙E6CP-AGC5绝对值编码器2个(输出类型为并行输出格雷码)用于起升和小车位置检测,欧姆龙E2E接近开关3个用于3个定位点检测控制,文本显示器TD200一个用于参数设定及显示信息,ABB公司的ACS800系列变频器作为传动控制,还有一泵站专用于夹钳的控制。
本系统采用现代化的可编程控制器作为控制系统的核心,变频器通过PLC的多段速控制,PLC检测编码器数据后通过内部数据转换及运算出每个位置的减速、加速及停止区,在通过接近开关的位置及数据记忆,保证每次通过位置准确定位停止,文本显示器用于人为的设定加减速及停车位置数据及监视整车状态信息,操作方便快捷,检修直观。
系统工作准备:
检查操作台1上的显示面板2中电压指示察看电源电压是否符合要求,如果没有电压或异常,由电气工作人员送上系统电源。系统送电后,闭合钥匙开关,按下系统送电后系统送电指示会发亮。按下油泵起动后,油泵运行,系统进入工作准备状态。
手动运行:
初次运行夹钳处于闭合状态,起升处于零点,大车运行轨道上设置有A、B、C三个欧姆龙E2E接近开关用于对三个定位点检测控制。大车处于A、B、C任一处终点限位状态。在操作前,首先要看物体所处位置,根据物体所处位置,选择相应的开关。根据工艺要求,本系统共有3个位置可以选择。为便于理解,以选择CB位为例详细说明各个动作过程。AB位置动作原理与CB位置动作原理相同。
当选择CB位时,大车在C位。当按住上升按钮,夹钳开始以较低速度上升,到预定位置后,系统自动切除上升命令。操作人员松开上升按钮。按住下降按钮,夹钳开始以较低速度下降,到下降位置后,系统自动切除下降命令操作人员要及时松开下降按钮。按住夹钳开按钮,液压钳打开,按住夹钳闭按钮,液压钳关闭。按住左行按钮,大车将先以较高速度向右运行;快接近B 位时,大车则以较低速度滑行到时B位。根据工艺要求,选择CB位时,夹钳只能由C点限位状态抓料右行到B位置放料。选择AB位时,夹钳只能由A点限位状态抓料左行到B位置放料。选择AC位时,夹钳只能由A点限位状态抓料左行到C位置放料。通过A、B、C位指示灯的闪亮表示大车正向放料位行驶,当该灯由闪亮到时点亮时,说明大车行走到时放料位。D位灯备用。
特别提示:由于车速较高,跨度较大,工艺要求又不能紧急刹车。在设备初期使用过程中,操作人员一定要在C位或B位下降时,查看到C位指示灯或到B位指示灯,只有它们发亮时,才能保证下降高度的准确和返回位置的速度准确
自动运行:
当选择CB位时,按自动抓料按钮,抱闸打开,夹钳开始上升,根据旋转编码器检测到的数据,PLC开始计算输出变频器速度值,接近目标点时,PLC切除变频器速度输入,到达目标点后,上升动作停止,抱闸关闭。延时数,延时1~2秒后,大车电机右行信号接通,向C位置运行,大车加速运行,当达到接近C位后,大车减速以2~4HZ的低速爬行,B限位接近开关碰到B限位挡铁后,大车电机右行停止。延时1~2秒后,PLC输出下降子程序,夹钳开始下降到达指定点后,夹钳打开卸下重物,自动抓料结束。
按自动复位按钮,PLC输出上升子程序和左行子程序,大车行走到C位后,自动复位结束。AB位动作与CB位相同。而AC位动作中除没有夹钳的打开和关闭,其它均与CB位相同。
考虑现场使用的特殊情况,物体只有处于A、B、C位置时,才可以选择下一次取料位置。如果刚在C位放完料,切换到CB位时,则只有切换到手动状态,按住下降按钮,等夹钳下降到C位抓料位后,再切换到自动位置,即可进行CB位的自动操作。

Claims (3)

1.一种夹钳定位控制系统,包括大车,安装于大车横梁上的小车,位于小车上的起升机构,以及起升机构上设置的夹钳,其特征是:小车驱动轮和起升机构驱动轮上分别设置有用于小车和起升机构位置检测的输出类型为并行输出格雷码的欧姆龙E6CP-AGC5绝对值编码器,大车驱动电机通过变频器与PLC输出端连接,PLC数据输出端与一个文本显示器连接,参数设置键盘与PLC输入端连接。
2.根据权利要求1所述的夹钳定位控制系统,其特征是:PLC选用西门子S7-200PLC。
3.根据权利要求1所述的夹钳定位控制系统,其特征是:大车运行轨道上设置有三个欧姆龙E2E接近开关用于对三个定位点检测控制,并分别安装有指示灯。
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