周家剛 童雙雙

摘 要：本文詳細(xì)地介紹了轉(zhuǎn)子窄間隙自動(dòng)TIG焊電氣系統(tǒng)，對(duì)該設(shè)備各部分電氣控制方法和設(shè)計(jì)理念作了闡述。

關(guān)鍵詞：TIG焊；PLC；控制

一.引言

焊接轉(zhuǎn)子中心的窄間隙TIG自動(dòng)焊（惰性氣體鎢極保護(hù)焊）是東汽轉(zhuǎn)子焊接關(guān)鍵設(shè)備中的一臺(tái)，是焊接的第一道工序。該設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要電氣控制的部分很多。升降平臺(tái)的控制，橫臂伸縮的控制，橫臂升降控制，中心孔開合的控制，四位焊機(jī)工控，轉(zhuǎn)臺(tái)控制和中頻感應(yīng)加熱控制都通過電氣控制。焊機(jī)工控是用POLYSOUDE的控制電源PC600和焊槍設(shè)備，轉(zhuǎn)臺(tái)控制是用西門子伺服控制系統(tǒng)，升降平臺(tái)是用PLC和變頻器直接通訊的方式控制。

二.控制系統(tǒng)

橫臂的伸縮和升降是由西門子變頻器控制，中心孔開合是由PLC和三相電機(jī)帶動(dòng)。

（一）升降平臺(tái)的控制

1.升降平臺(tái)控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成

控制系統(tǒng)主要由PLC（該機(jī)床用西門子S7-200 PLC），西門子觸摸屏TP0177A，兩臺(tái)西門子變頻器MICROMASTER 440和電機(jī)構(gòu)成，變頻器和電機(jī)之間用編碼器反饋構(gòu)成閉環(huán)回路。如圖1。PLC的CPU是216的，使用USS協(xié)議指令和變頻器通訊。

圖1

2.軟件控制

使用USS協(xié)議指令變成順序如下：

（1）將USS_INT指令置于用戶程序會(huì)自動(dòng)將幾個(gè)隱含的子程序和中斷程序加到程序內(nèi)，只能通過一次掃描調(diào)用USS_INT以啟動(dòng)或改變USS通信參數(shù)。

（2）將一個(gè)V存儲(chǔ)器地址分配給USS全局符號(hào)表中的一個(gè)存儲(chǔ)單元，所有其他地址都是自動(dòng)分配的?？偣残枰?00連續(xù)字節(jié)。

（3）在用戶程序內(nèi)每一個(gè)激活變頻器只能使用一個(gè)一條USS_CTRL，可以任意增加READ_PM和WRITE_PM指令，但每次只能激活其中一個(gè)指令。

（4）配置變頻器參數(shù)，以便與程序中所用的波特率和地址想匹配。

（5）連接CPU和變頻器之間的通信電纜。連接到變頻器的控制設(shè)備，均需要一根短粗的電纜連接到和變頻器相同的接地點(diǎn)或星形連接的中點(diǎn)。

升降平臺(tái)使用了兩個(gè)變頻器，有兩條USS_CTRL，編程如下：

NETWORK1：

（二）轉(zhuǎn)臺(tái)控制

轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度可調(diào)，速度范圍是0-0.35rpm，可選擇單轉(zhuǎn)或與焊接設(shè)備聯(lián)動(dòng)，在轉(zhuǎn)臺(tái)支撐面配置了旋轉(zhuǎn)編碼器，可反饋焊接電流。轉(zhuǎn)臺(tái)額定功率20KW，額定電流40安，最大軸向載荷350噸?？刂撇糠钟蒔LC（S7-300）和西門子伺服系統(tǒng)611UE控制。PLC和四位焊機(jī)的PLC直接通訊，轉(zhuǎn)臺(tái)的PLC作為主站，四位焊機(jī)的PLC作為從站。

1.伺服系統(tǒng)611UE控制

硬件示意圖

611UE的速度給定是由PLC模擬量給出，速度大小可由西門子觸摸屏設(shè)定。611UE通過PROFIBUS-DP與PLC通信，PLC和觸摸屏通過MPI協(xié)議相連。電機(jī)本身帶一編碼器反饋，另在轉(zhuǎn)臺(tái)支撐面裝一編碼器構(gòu)成全閉環(huán)控制。

2.PLC控制

轉(zhuǎn)臺(tái)PLC和POLYSOUDE焊機(jī)的PLC通過PROFIBUS-DP通訊技術(shù)相連，其配置如下：

1）先從從站（POLYSOUDE焊機(jī)的PLC）配置硬件

打開硬件組態(tài)，在DP PROPERTIES對(duì)話框中選擇OPERATION MODE標(biāo)簽，將DP屬性設(shè)為從站（SLAVE），并對(duì)其他屬性如波特率等進(jìn)行配置。

2）對(duì)主站（轉(zhuǎn)臺(tái)PLC）進(jìn)行組態(tài)

結(jié)束從站組態(tài)后，在同一項(xiàng)目下插入作為主站的STATION，并打開硬件組態(tài)。在DP PROPERTIES對(duì)話框中選擇OPERATION MODE標(biāo)簽，將DP屬性設(shè)為主站，并對(duì)其它屬性進(jìn)行配置。

三.結(jié)束語

該設(shè)備是焊接轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵設(shè)備，它的系統(tǒng)功能和系統(tǒng)控制我們有了深入的了解、熟悉和掌握，對(duì)今后設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)有極其重要的作用，并能提高工作效率，保證生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]轉(zhuǎn)子窄間隙自動(dòng)TIG焊使用說明書

[2]轉(zhuǎn)子窄間隙自動(dòng)TIG焊電氣原理圖