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