Модернизация специализированного горизонтально-расточного станка модели TOS Varnsdorf 130

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное

, необходим для расширения возможностей контроллера S7-300;

.Модуль ввода-вывода состоит из модуля SM-331 для снятия сигналов с аналоговых датчиков и модуля SM-321 для снятия сигналов с дискретных датчиков;

.Блок питания SITOP 20 для обеспечения питанием всех модулей контроллера.

Процессорное устройство PCU 50 служит для обработки данных поступающих с контроллера S7-300, в частности управлением двигателем главного движения; обмен данными с пультом оператора и станочной панелью. Питание данного узла осуществляется блоком питания постоянного напряжения величиной в 24В SITOP 20 A

Модуль главного привода имеет в своем составе непосредственно сам двигатель главного движения, модуль широтно-импульсной модуляции (ШИМ), а также датчик скорости.

В качестве питания двигателя главного движения используется блок питания/рекуперации, позволяющий обеспечить стабильное напряжение питания двигателя, а при его торможении избыточная энергия возвращается в сеть.

 

Рисунок 3.2 - Структурная схема системы управления приводом главного движения

 

3.3 Разработка функциональной схемы управления станком

 

Функциональная схема управления приводом главного движения представлена на рисунке 3.3

В состав системы управления приводом подачи входят следующие узлы:

1.Устройство числового программного управления SINUMERIC 840D;

2.Панель оператора OP012;

.Модуль главного привода;

.Станочная панель и дисковод 3,5;

.Маховик;

.Программатор Field PG;

.Периферийные устройства;

.Аналоговые и цифровые датчики;

.Блок питания/рекуперации и блок питания SITOP 20A.

Основным элементом схемы является УЧПУ SINUMERIC 840D, в состав которого входит микроконтроллер SIMATIC S7-300 для выполнения сложных технологических задач. Основным узлом контроллера является процессор CPU 31, необходимый для обработки поступающей информации с датчиков и осуществления управлением приводом главного движения. Обработку и хранение информации с пульта оператора и станочной панели осуществляет процессорное устройство PCU 50, входящее в состав Sinumerik 840D. Данное устройство контролирует и управляет процессом обработки.

Сигналы с аналоговых датчиков, таких как датчик вибраций, датчик температуры и аксиального смещения шпинделя, поступают на модуль ввода аналоговых сигналов. Модули ввода аналоговых сигналов SM331, выполняют аналого-цифровое преобразование входных аналоговых сигналов контроллера и формируют цифровые значения мгновенных значений аналоговых величин.

 

Рисунок 3.3 - Структурная схема системы управления приводом главного движения

 

Модули характеризуются следующими показателями:

1.разрешающая способность от 9 до 15 бит;

2.различные пределы измерений; базовые пределы измерения напряжения/силы тока устанавливаются механически с помощью карт пределов измерений; точная настройка выполняется программным путем с помощью инструментария "Hardware Configuration" STEP 7;

.поддержка прерываний; (модули способны формировать диагностические запросы на прерывание, а также запросы на прерывания при достижении измеряемым параметром предельных значений);

.диагностика; (модули способны пересылать в центральный процессор большой объем диагностической информации).

Модули ввода дискретных сигналов SM321 предназначены для преобразования входных дискретных сигналов контроллера в его внутренние логические сигналы.

Модули ввода дискретных сигналов характеризуются:

компактным исполнением:

зеленые светодиоды индикации состояния входных цепей;

фронтальный соединитель, закрытый защитной крышкой;

область маркировки внешних цепей;

простотой установки:

равноценность посадочных мест;

адресация определяется номером разъема;

удобством подключения внешних цепей.

В модуле ввода цифровых сигналов происходит анализ и обработка сигналов с датчика скорости и датчика наличия инструмента.

В микропроцессорном модуле SIMATIC для соединения блоков используется стандартная шина PROFIBUS DP.

Шина управления подсоединяется на цифровую плату управления SINUMERIK 840D с помощью шины PROFIBUS. С двигателей обратные связи подключаются к соответствующим цифровым платам управления SIMODRIVE 611. Модуль главного привода имеет в своем составе устройство ШИМ, построенное на современных IGBT транзисторах, позволяющее регулировать скорость вращения шпинделя в широком пределе. В данном модуле предусмотрена токовая защита от перегрузок, позволяющая предотвратить ложные срабатывания защиты в моменты коммутаций.

Для питания модулей контроллера предусмотрен стандартный стабилизированный источник питания SITOP 24V/20A.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Аппаратно система управления выполнена на базе высокопроизводительного микропроцессорного комплекта Simatic S7-300 фирмы SIEMENS, который работает в реальном масштабе времени.

Реализуемая на микропроцессорных комплектах система программного обеспечения, обеспечивает автоматическое программное управление скоростью, положением рабочих органов в режиме реального времени. Точность и безотказность в работе, является характерной особенностью систем микроконтроллерного управления.

Станок после модернизации обеспечит следующие параметры:

.минимальную погрешность обработки;

2.возможность подбора рабочего усилия и скорости в зависимости от качества, размера заготовки и вида выполняемой операции;

.снижение времени переналадки и настройки на обработку;

.низ