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高性能工控機(jī)維修

* 來(lái)源: * 作者: * 發(fā)表時(shí)間: 2021-05-06 10:50:53 * 瀏覽: 745

　　　　二

、機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在未來(lái)的時(shí)間里發(fā)展前景是如何的?　　　　經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展

，目前機(jī)房環(huán)境監(jiān)控處于青壯年階段的成長(zhǎng)期，未來(lái)幾年將會(huì)是這個(gè)行業(yè)的高速發(fā)展期

，環(huán)境監(jiān)控將會(huì)成為機(jī)房建設(shè)必上的項(xiàng)目

，而一些老的機(jī)房也會(huì)增加環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)提高機(jī)房的管理水平大部分單個(gè)的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)走向集團(tuán)型以及多機(jī)房聯(lián)網(wǎng)的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)然

，隨著機(jī)房環(huán)境監(jiān)控行業(yè)的成熟

，廠家的項(xiàng)目利潤(rùn)會(huì)進(jìn)一步下降，但直接用戶的項(xiàng)目和行業(yè)客戶的項(xiàng)目的利潤(rùn)影響不大

，反而會(huì)因?yàn)轫?xiàng)目額度的提高給機(jī)房環(huán)境監(jiān)控廠家?guī)?lái)巨大的發(fā)展機(jī)會(huì)

。同時(shí)，機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)其實(shí)是機(jī)房里面的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

，隨著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)的日益完善以及物聯(lián)網(wǎng)概念的逐步成熟

，機(jī)房環(huán)境監(jiān)控廠家會(huì)因?yàn)樵跈C(jī)房里面積累的物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)而在以后行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中取得了發(fā)展先機(jī)

。如果我們錯(cuò)過(guò)了“互聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展機(jī)會(huì)，那我們要更好地把握好即將到來(lái)的“物聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展機(jī)會(huì)

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4.2稱重傳感器的選型稱重傳感器選型四大要素為穩(wěn)定性的選擇

、靈敏度的選擇

、對(duì)傳感器數(shù)量和量程的選擇、精度的選擇稱重傳感器材料包括以下幾個(gè)部分：應(yīng)變片材料

、彈性體材料、貼片黏合劑材料

、密封膠材料

、引線密封材料和引線材料。應(yīng)變材質(zhì)通常為高純度康銅

，彈性體材料通常選擇各樣金屬

，主要有鋁合金、不鎊鋼和合金鋼等等

。稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式

、液壓式、電磁力式

、電容式

、磁極變形式、振動(dòng)式

、陀螺儀式

、電阻應(yīng)變式等8類。玻璃工廠內(nèi)的電子秤通常選用電阻應(yīng)變式傳感器彈性體的材質(zhì)有不銹鋼

、合金鋼

、碳鋼，傳感器的受力形式有壓式和拉式

，傳感器的形狀有柱形

、S形、長(zhǎng)方形

。選擇傳感器的量程時(shí)需考慮電子秤的最大稱量值

、秤斗重量、排料設(shè)備重量

、保險(xiǎn)系統(tǒng)

、沖擊系數(shù)等。現(xiàn)玻璃工廠內(nèi)的電子秤稱重傳感器使用進(jìn)口品牌較多

。4.3給排料設(shè)備的選型如今玻璃工廠內(nèi)的電子秤給排料設(shè)備有電磁振動(dòng)給料機(jī)

、螺旋輸送機(jī)

、蝶閥等。選擇給排料設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮電子枰的最大稱量值

、稱量周期

、物料的特性、設(shè)備的給料能力

、經(jīng)濟(jì)性等因素

。在平板玻璃工廠中物料硅砂的顆粒度及硬度較大，硅砂電子秤的加料設(shè)備通常選用電磁振動(dòng)給料機(jī)或者帶式輸送機(jī)

，而不選用螺旋輸送機(jī)’以防止硅砂對(duì)螺旋葉片的過(guò)度磨損

。而物料硝酸鈉粘度大，硝酸鈉電子秤的給料設(shè)備通常選用螺旋輸送機(jī)

，如果選用電磁振動(dòng)給料機(jī)很可能會(huì)造成給料堵塞

。

主要特點(diǎn)：1、經(jīng)典的WindowsXP操作界面

，人機(jī)界面友好

，操作簡(jiǎn)便快捷；高性能的嵌入式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和8.4寸分辨率為800×600的TFT真彩顯示屏

，可以提供豐富直觀的信息

，包括設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)及各種幫助信息等2、本機(jī)WindowsXP系統(tǒng)自帶恢復(fù)功能

，避免因非法關(guān)機(jī)或誤操作等引起的系統(tǒng)崩潰

。3、配備有超薄型工業(yè)鍵盤和光電鼠標(biāo)

，可以象操作普通PC機(jī)一樣通過(guò)鍵盤或鼠標(biāo)完成各種操作

。4、主控板采用DSP+FPGA結(jié)構(gòu)

，16位DAC輸出

，對(duì)基波可產(chǎn)生每周2000點(diǎn)的高密度正弦波，大大改善了波形的質(zhì)量

，提高了測(cè)試儀的精度

。5、功放采用高保真線性功放

，既保證了小電流的精度

，又保證了大電流的穩(wěn)定。6

、采用USB接口直接和PC機(jī)通訊

，無(wú)須任何轉(zhuǎn)接線，方便使用。7

、可連接筆記本電腦（選配）運(yùn)行

。筆記本電腦與工控機(jī)使用同一套軟件，無(wú)須重新學(xué)習(xí)操作方法

。8

、配有獨(dú)立專用直流輔助電壓源輸出，輸出電壓分別為110V（1A）

，220V（0.6A）

。以提供給需要直流工作電源的繼電器或保護(hù)裝置使用。9

、具有軟件自較準(zhǔn)功能

，避免了要打開(kāi)機(jī)箱通過(guò)調(diào)整電位器來(lái)校準(zhǔn)精度，從而大大提高了精度的穩(wěn)定性

。

3.3.1反復(fù)校正法步驟去皮調(diào)零配料秤空秤下

，用與該秤放大通道的零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位器使秤值顯示近于零（最小分度值附近）并記下該顯示值，作為零點(diǎn)值

。靈敏度粗調(diào)。在該配料秤上加一定重量砝碼（最大值稱量值的30%左右

，均勻放在秤斗上）

，調(diào)節(jié)靈敏度電位器，使秤顯示值等于:砝碼重量+零點(diǎn)值

。卸下砝碼

，重復(fù)一次前兩步工作。靈敏度精調(diào)

?div id="4qifd00" class="flower right">

？粘诱{(diào)零至最小分度值附近，并記錄該零點(diǎn)值

。加砝碼（均勻放在秤斗上）至配料最大值

，調(diào)節(jié)靈敏度電位器，使顯示值等于：砝碼重量+零點(diǎn)值

。觀察

、記錄若干中間值及零點(diǎn)值計(jì)算誤差，必要時(shí)重復(fù)一遍精調(diào)步驟

。3.3.2計(jì)算步驟采用以下公式X=X1xX2/（X2-X3）式中：X：加砝碼后應(yīng)調(diào)節(jié)到的顯示值

；X1:所加砝碼總重；X2:加砝碼后實(shí)際顯示值

；x3:加砝碼前皮重顯示值

。空秤狀態(tài)下，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器

，使皮重顯示值大于零

，記下該顯示值，得X3

。

?5.4.3電機(jī)聯(lián)動(dòng)測(cè)試從上文可以看出伺服電機(jī)在單軸通道下的響應(yīng)性能很好

，但是噴涂機(jī)器人在正常作業(yè)時(shí)需要五個(gè)電機(jī)聯(lián)動(dòng)

，這就對(duì)于多個(gè)電機(jī)的配合運(yùn)動(dòng)提出了很高的要求，所以需要測(cè)試UMAC的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于多個(gè)電機(jī)的聯(lián)動(dòng)控制性能在進(jìn)行電機(jī)聯(lián)動(dòng)測(cè)試時(shí)，可以同時(shí)控制_5個(gè)電機(jī)的運(yùn)行

，但是這種情況下無(wú)法通過(guò)采集的數(shù)據(jù)來(lái)直觀的分析響應(yīng)性能，事實(shí)上

，對(duì)于2軸以上的聯(lián)動(dòng)測(cè)試

，響應(yīng)的數(shù)據(jù)就不能直觀地進(jìn)行觀測(cè)。所以本文選擇兩種型號(hào)MA-30和MA-06的電機(jī)各一臺(tái)

，聯(lián)動(dòng)控制在平面內(nèi)畫圓

、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)

，UMAC可以跟蹤電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)繪制平面圖形

，這樣即可直觀地觀測(cè)分析電機(jī)聯(lián)動(dòng)響應(yīng)性能。首先定義電機(jī)坐標(biāo)

，MA-30和MA-06分別定義為x軸和Y軸

，假設(shè)系統(tǒng)的反饋精度是1個(gè)脈沖信號(hào)cts，圓的直徑是2_50

，畫圓速度是0.12ms

，電機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖5-18（a），誤差分析見(jiàn)圖（b）

，從誤差分析圖可以看出電機(jī)對(duì)于圓度測(cè)試的誤差是-6.65cts

，這說(shuō)明電機(jī)聯(lián)動(dòng)響應(yīng)性能良好，可以滿足噴涂機(jī)器人的精度要求

。?接下來(lái)對(duì)電機(jī)進(jìn)行直線

、圓弧插補(bǔ)測(cè)試。編寫PLC程序

，定義電機(jī)運(yùn)行平面為xy平面

，轉(zhuǎn)速1800rpm?1000cts/mm，進(jìn)給速度為_(kāi)SOOmm/min

，然后畫長(zhǎng)寬為50mm*30mm的圓矩形

，圓角為5mm，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖5-19所示

。從圖中兩臺(tái)電機(jī)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)運(yùn)行的圖形可以看出

，在直線段軌跡筆直平穩(wěn)，在圓弧段軌跡光滑圓潤(rùn)，這也證明了控制系統(tǒng)良好的響應(yīng)性能

。?5.5本章小結(jié)本章從機(jī)翼自動(dòng)噴涂作業(yè)系統(tǒng)的整體方案入手

，將總體系統(tǒng)分為三個(gè)子系統(tǒng)來(lái)研究，即運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

、輸調(diào)漆系統(tǒng)

、安全保障系統(tǒng)，對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)的功能進(jìn)行了分析

，結(jié)合實(shí)際的噴涂任務(wù)要求

，完成了各個(gè)子系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計(jì)。在軟件方面

，基于UMAC開(kāi)發(fā)了運(yùn)動(dòng)控制軟件和系統(tǒng)監(jiān)控軟件

，其中運(yùn)動(dòng)控制軟件運(yùn)行于下位機(jī)UMAC上，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的伺服控制

，系統(tǒng)監(jiān)控軟件運(yùn)行工控機(jī)上

，完成系統(tǒng)進(jìn)行初始化、邏輯狀態(tài)監(jiān)控

、三維交互實(shí)時(shí)顯示機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

、處理各種突發(fā)情況。最后從UMAC控制算法的原理分析入手

，對(duì)伺服控制參數(shù)進(jìn)行了整定

，測(cè)試了系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)響應(yīng)性能，證明控制系統(tǒng)可以滿足噴涂機(jī)器人控制的要求

。?

。

1.3數(shù)據(jù)采集的建立數(shù)據(jù)采集參數(shù)的選擇通過(guò)正交試驗(yàn)

，設(shè)置數(shù)據(jù)采集的三個(gè)核心參數(shù)采樣間隔

、發(fā)送周期時(shí)間和刷新頻率的最佳參數(shù)。根據(jù)電子秤控制系統(tǒng)CPU掃描周期為30ms

，因此采樣響應(yīng)應(yīng)小于等于30ms

，且越小越好。經(jīng)正交試驗(yàn)確認(rèn)采樣核心參數(shù)的設(shè)置為采樣間隔時(shí)間20ms

，發(fā)送周期時(shí)間200ms

，刷新頻率50Hz。2.電子皮帶秤運(yùn)行狀態(tài)分析系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及測(cè)試2.1設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)HMI監(jiān)控機(jī)由技術(shù)人員在車間電氣實(shí)驗(yàn)室依次安裝配置DAserver服務(wù)

、MySql數(shù)據(jù)庫(kù)

。完成配置HMI監(jiān)控機(jī)后，對(duì)車間所有工段HMI監(jiān)控機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行測(cè)試

，具體情況如表1：由表1可以看出

，所有HMI監(jiān)控機(jī)數(shù)據(jù)通訊正常，數(shù)據(jù)庫(kù)響應(yīng)時(shí)間均小于等30ms，滿足需求

。安裝網(wǎng)絡(luò)AB1783-US8T交換機(jī)根據(jù)討論制定的對(duì)策

，依次安裝交換機(jī)、對(duì)交換機(jī)進(jìn)行配置

、重新規(guī)劃路由表

、將新規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路組態(tài)到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的ENBT中。完成硬件的安裝與網(wǎng)絡(luò)配置后

，對(duì)所有交換機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率和丟包率進(jìn)行測(cè)試：由表2可知

，交換機(jī)包轉(zhuǎn)發(fā)率平均值為1.610Mpps，丟包率平均值為0.016%

，滿足目標(biāo)值要求

。2.3使用C語(yǔ)言編寫系統(tǒng)界面完成相關(guān)硬件安裝配置后，由車間相關(guān)技術(shù)人員使用C語(yǔ)言編寫數(shù)據(jù)庫(kù)連接和系統(tǒng)界面

。完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)后

，對(duì)系統(tǒng)語(yǔ)句進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)試，由測(cè)試結(jié)果可知

，系統(tǒng)程序語(yǔ)句錯(cuò)誤率為0%

，滿足目標(biāo)需求。2.4設(shè)置數(shù)據(jù)采集參數(shù)技術(shù)人員在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)建立與HMI服務(wù)器的通訊后

，設(shè)置之前經(jīng)正交試驗(yàn)確認(rèn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)參數(shù)

，并對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行測(cè)試。

工控機(jī)與個(gè)人計(jì)算機(jī)

，其實(shí)兩者在設(shè)計(jì)理念和使用環(huán)境上市截然不同的個(gè)人計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)理念是追求更高的速度

、更好的使用舒適度、更好的用戶體驗(yàn)等

。而工控機(jī)更多的是在惡劣的環(huán)境下使用，穩(wěn)定

、可靠

、擴(kuò)展性好、兼容性好是對(duì)工控機(jī)的最基本的要求

；其次

，對(duì)產(chǎn)品的易維護(hù)性、散熱

、防塵

、產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用周期甚至尺寸方面都有著嚴(yán)格的要求

。所以

，在設(shè)計(jì)和選擇工控平臺(tái)的時(shí)候

，考慮更多的是機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

，其次才是對(duì)性能等因素的考慮

。。

所選伺服驅(qū)動(dòng)器可以與C6640通過(guò)EtherCAT實(shí)時(shí)通訊

，有效縮短了系統(tǒng)的節(jié)拍時(shí)間伺服電機(jī)帶有光學(xué)式備用電池式絕對(duì)值編碼器

，電機(jī)輸出軸端的轉(zhuǎn)角信號(hào)可以反饋到驅(qū)動(dòng)器中，進(jìn)而輸入給工控機(jī)

。這給半閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)

。機(jī)器人本體為自主研發(fā)的雙平行四邊形碼垛機(jī)器人

，其在本體設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行對(duì)桿件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)

，使得機(jī)器人在高速重載運(yùn)行時(shí)桿件變形較小，保證了桿件的剛度

，給動(dòng)力學(xué)建模時(shí)僅考慮關(guān)節(jié)柔性提供了硬件基礎(chǔ)

。機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)物組成如圖_5-2所示。?2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)C6640型號(hào)工控機(jī)支持TwinCAT3的編譯環(huán)境

，而TwinCAT3集成了PLCNC功能，其操作系統(tǒng)為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

，實(shí)時(shí)控制周期僅為50us

，可滿足控制算法的實(shí)時(shí)性要求，這給控制算法的實(shí)時(shí)性提供了軟件基礎(chǔ)

。TwinCAT3的軟件原理圖如圖_5-3所示

。軟PLC模塊主要完成計(jì)算及輸出信號(hào)發(fā)出的功能，其主要分為運(yùn)動(dòng)控制模塊和邏輯控制模塊

。運(yùn)動(dòng)控制模塊與驅(qū)動(dòng)器中的虛擬軸模塊NC相連接

，運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)輸入到NC軸后

，NC軸輸出電流輸入到伺服電機(jī)

，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制

。電機(jī)編碼器與NC軸相連

，將電機(jī)的實(shí)際位置反饋到NC中，進(jìn)而反饋到PLC中

，根據(jù)偏差量對(duì)控制量進(jìn)行調(diào)整

。此外

，軟PLC的邏輯控制模塊與輸入

、輸出模塊進(jìn)行通訊

，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的急停及限位功能。

因?yàn)檫@三種說(shuō)法都是根據(jù)原理演變出來(lái)的先看下原理就知道了液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成

。當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí)

，液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永jiou磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到磁翻柱指示器

，驅(qū)動(dòng)紅

、白翻柱翻轉(zhuǎn)180deg

，

，當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時(shí)翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?div id="m50uktp" class="box-center"> ，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度

，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。然后磁翻板液位計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造：上下2個(gè)法蘭

，中間一個(gè)不銹鋼鋼管

，上面一個(gè)翻板指示器

。鋼管內(nèi)有磁性浮子

。等主要結(jié)構(gòu)。所以才有這三個(gè)名稱的由來(lái)

。磁翻板液位計(jì)是一種簡(jiǎn)易的液位測(cè)量?jī)x表

，它適用于石油化工系統(tǒng)中貯有腐蝕性介質(zhì)的槽、罐

、油田

、油庫(kù)等的平底錐蓋及拱頂容器以及一般企業(yè)、民用建筑的水塔（水箱）所需價(jià)格低廉的液閏測(cè)量

，以解決人工測(cè)理液位的困難。磁翻板液位計(jì)是由浮標(biāo)

、連接鋼絲

、導(dǎo)向滑輪、重錘指針

、顯示標(biāo)尺等五部分組成

。1、浮標(biāo)：浮標(biāo)是用二個(gè)不銹鋼（或碳鋼）空心圓錐體和一個(gè)不銹鋼（或碳鋼）空心圓柱體焊接而成

，并在浮標(biāo)兩側(cè)焊有導(dǎo)向環(huán)起導(dǎo)向作用，浮標(biāo)的作用是直接把液位變化的浮力轉(zhuǎn)給鋼絲

，使鋼絲將液位變化轉(zhuǎn)送給重錘指針

，實(shí)現(xiàn)液位變化的現(xiàn)場(chǎng)指示

。2、連接鋼絲：連接鋼絲的一端吊著浮標(biāo)

，另一端連接重錘指針

，中間部分封閉在鋼管內(nèi)。

　　業(yè)務(wù)風(fēng)控安全：頂象技術(shù)

、指掌易、邦盛

、豈安、行邑

、同盾

、通付盾

、匠迪技術(shù)　　安全硬件平臺(tái)/工控機(jī)：興漢網(wǎng)際

、阿普奇、盛博

、集智達(dá)

、英德斯、福升威爾

、華北科技

、艾寶、華北工控

、研祥、祈飛

、研華

，立華，惠爾

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