全息干板自動(dòng)處理設(shè)備控制系統(tǒng)

摘 要：該文介紹了全息干板自動(dòng)處理設(shè)控制系統(tǒng)構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)方式，該系統(tǒng)通過建立多種通訊接口，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全息干板自動(dòng)化學(xué)處理和數(shù)據(jù)信息管理，取得了提高科研工作效率、減少環(huán)境污染等良好效果。

關(guān)鍵詞：工控機(jī) PLC 溫控儀

中圖分類號(hào)：TP69文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（a）-0075-01

全息干板自動(dòng)處理設(shè)備是應(yīng)用于全息元件化學(xué)處理的非標(biāo)設(shè)備，可以根據(jù)工作需要，設(shè)置多種運(yùn)行程序，自動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行化學(xué)處理。在化學(xué)處理過程中，上位機(jī)管理軟件自動(dòng)記錄元件的參數(shù)，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，可供查詢、顯示、及打印。

1 控制系統(tǒng)總體構(gòu)成

根據(jù)工藝要求，將控制系統(tǒng)分為三個(gè)部分：溫控單元、運(yùn)動(dòng)控制單元以及監(jiān)控管理單元。溫控單元由九個(gè)恒溫槽組成，可設(shè)定置不同溫度，并配有可自動(dòng)開關(guān)的槽門，配合工件自動(dòng)處理；運(yùn)動(dòng)控制單元為兩軸直角坐標(biāo)機(jī)械手，根據(jù)用戶設(shè)定程序完成工件自動(dòng)運(yùn)行處理過程；監(jiān)控單元由工業(yè)計(jì)算機(jī)、通訊板卡、管理軟件等組成。通訊板卡配有485及232接口。

2 溫度控制單元

該單元由內(nèi)外槽結(jié)構(gòu)組成，外槽有制冷管、加熱管、溫度傳感器、循環(huán)水泵組成；同時(shí)裝有進(jìn)水閥、放水閥、液位計(jì)；主要功能是通過高精度溫控儀來控制水溫達(dá)到恒溫目的。內(nèi)槽內(nèi)裝有攪拌電機(jī)及自吸泵，使內(nèi)槽水溫均勻。通過外槽溫控在一定時(shí)間后達(dá)到內(nèi)外槽溫度一致。

采用溫控表控制可控硅導(dǎo)通角，從而對(duì)加熱管進(jìn)行加熱，鉑電阻傳感器采樣溫度值反饋給溫控表，形成PID閉環(huán)控制。如低于液位，水泵自動(dòng)加水，同時(shí)關(guān)加熱，加水到高水位止。控系統(tǒng)對(duì)化學(xué)恒溫槽設(shè)備要求的接口有兩部分：一是數(shù)字I/O部分，二是485總線部分。

3 運(yùn)動(dòng)控制單元

該單元為兩軸直角坐標(biāo)式機(jī)械手，兩軸分別為水平運(yùn)動(dòng)的X軸和豎直運(yùn)動(dòng)的Z軸。X軸采用進(jìn)口導(dǎo)軌，齒條和導(dǎo)軌一體的齒輪齒條傳動(dòng)，由日本三菱伺服電機(jī)通過高剛度減速器驅(qū)動(dòng)；Z軸進(jìn)口滾珠絲杠傳動(dòng)，具有良好的低速穩(wěn)定性和高速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，也是由三菱伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)?？刂撇糠钟扇釷系列PLC（包括CPU模塊、兩軸定位模塊QD75M2、串口模塊、I/O模塊）和三菱觸摸屏構(gòu)成。兩軸定位模塊通過SSCENT總線與X軸和Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器相連，完成對(duì)X軸和Z軸兩個(gè)方向的絕對(duì)系統(tǒng)定位控制；串口模塊與上位計(jì)算機(jī)通過232串口線相連，上位計(jì)算機(jī)可根據(jù)工藝設(shè)定不同程序，并將設(shè)定好的程序參數(shù)保存在PLC中，從而完成鍍膜的自動(dòng)控制，觸摸屏與PLC的CPU自帶的232口連，主要完成位置，速度，加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的示教編程及運(yùn)動(dòng)參數(shù)顯示

4 監(jiān)控單元

該單元為一套工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，配有485及232接口，485接口與恒溫槽單元連接。232接口與運(yùn)動(dòng)控制單元連接。計(jì)算機(jī)內(nèi)管理軟件由VC編程來實(shí)現(xiàn)，可將全息元件參數(shù)信息記錄到ACESS數(shù)據(jù)庫(kù)中，并可通過管理軟件，查詢、顯示及異機(jī)打印?？蓪?duì)九個(gè)恒溫槽的溫度、程序運(yùn)行軌跡、微動(dòng)速度，微動(dòng)行程等設(shè)定；可對(duì)設(shè)定好的程序存儲(chǔ)、調(diào)用、刪除等；可手動(dòng)控制恒溫槽門及攪拌動(dòng)作和自動(dòng)啟動(dòng)程序；可顯示報(bào)警及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

5 通訊協(xié)議

機(jī)械手控制器PLC內(nèi)分配數(shù)據(jù)寄存器D50-D65，分別存儲(chǔ)恒溫槽的槽號(hào)及結(jié)束命令，機(jī)械手按照D51-D65內(nèi)存儲(chǔ)的槽號(hào)順序運(yùn)動(dòng)，直至遇到結(jié)束命令停止；分配數(shù)據(jù)寄存器D71-D85，分別存儲(chǔ)光學(xué)元件在恒溫槽液體內(nèi)時(shí)間；分配中間繼電器M121-M135，分別存儲(chǔ)光學(xué)元件是否在恒溫槽液體內(nèi)微動(dòng)。上位機(jī)VC軟件內(nèi)通過調(diào)用PLC控件提供的接口函數(shù)訪問PLC內(nèi)數(shù)據(jù)寄存器和繼電器，從而控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)。訪問PLC內(nèi)數(shù)據(jù)寄存器的接口函數(shù)如 m_qj71c24.SetDevice（\"D51\"，9），訪問PLC內(nèi)中間繼電器的接口函數(shù)如m_qj71c24.SetDevice（\"m121\"，1）。

每個(gè)恒溫槽都由一個(gè)溫控儀組成，溫控儀提供MODBUS通訊協(xié)議，在VC內(nèi)，嚴(yán)格按照溫控儀提供的通訊協(xié)議編程，可分別對(duì)九個(gè)恒溫槽進(jìn)行溫度設(shè)定、溫度查詢等。

6 結(jié)語(yǔ)

本文所述控制系統(tǒng)已于2010年6月成功應(yīng)用于洛陽(yáng)613全息干板自動(dòng)處理備上，該設(shè)備對(duì)提高全息元件的工藝定量化和重復(fù)性、提高全息元件研制質(zhì)量、提高科研工作效率、減少環(huán)境污染、節(jié)約多種資源等具有重要作用。

參考文獻(xiàn)

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