隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，國產(chǎn)電機在工藝生產(chǎn)中扮演了越來越重要的角色。眾所周知，電機的定子線圈的質(zhì)量直接決定著電機的性能，所以對定子繞線機性能的要求日趨嚴格，目前國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)使用的高端電機繞線機仍然大量由日本、美國及歐洲知名企業(yè)引進。為此，國內(nèi)繞線機生產(chǎn)企業(yè)也在積極突破，開發(fā)更能滿足國內(nèi)市場需求，品質(zhì)更佳，靈活性更大的繞線機。目前市場中的繞線機控制系統(tǒng)種類繁多，但基本采用的都是“PLC＋觸摸屏”方式，專用數(shù)控系統(tǒng)架構(gòu)，此架構(gòu)功能單一，配套功能有限，功能擴展更是一個瓶頸，不能滿足因產(chǎn)品日益更新對繞線機系統(tǒng)升級的需求。本文介紹的一種基于研華PAC（Programmable Automation Controller）的全自動定子繞線控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮了PAC控制器的開放性與便捷性，從而滿足了客戶簡便實現(xiàn)二次開發(fā)，適應(yīng)性強，擴展性高的要求。
圖1 全自動定子繞線機
一、系統(tǒng)需求
1.1 三軸運動控制，排線和飛叉軸配合運動；
1.2 統(tǒng)管十二軸多軸數(shù)同步繞線運動，可以同時繞四到八組定子電機；
1.3 完成自動排線，自動多層、多極、多段繞線；
1.4 每道工序的動作可自由組合編輯，最終客戶可以通過簡單工藝二次開發(fā)；
1.5 人性化的用戶操作接口，簡單的操作方法；
1.6 無限組、大容量（近4000個變量一組配方）參數(shù)配方存取；
1.7 方便進行I/O擴展與運動軸擴展；
1.8 實現(xiàn)高繞線精度，繞線精度：+0.01mm，飛叉：0.5度；
1.9 知識產(chǎn)權(quán)保護；
1.10 所采用的系統(tǒng)需保證適合工廠中震動、寬溫、連續(xù)生產(chǎn)等嚴苛要求。
二、系統(tǒng)架構(gòu)
根據(jù)分析，希望實現(xiàn)以上功能，僅采用一般的“PLC+觸摸屏”方式將遇到很多問題，如：多軸聯(lián)動控制的難度；二次工藝開發(fā)的難度；大容量參數(shù)配方存取的難度；知識產(chǎn)權(quán)保護的難度等。一般的專用控制器或數(shù)控系統(tǒng)可能遇到的問題也不少，如：擴展性能欠缺；二次開發(fā)難度大等。而這些正是PAC作為新一代自動化控制器的優(yōu)勢所在。研華PAC不僅能夠充分發(fā)揮IPC的強大運算功能和數(shù)據(jù)處理能力，保證客戶建立二次開發(fā)平臺，處理海量數(shù)據(jù)，又能夠使用簡易的PLCopen程序設(shè)計方式?；赽bbbbbs CE或者bbbbbbs XPE的開放架構(gòu)，客戶甚至可以同時使用各種高級語言（如C++、.NET等）開發(fā)應(yīng)用程序，應(yīng)用程序甚至工藝模塊程序必須完全編譯下載，無法上傳源代碼，保證了程序的安全性；豐富的接口（以太網(wǎng)，串口，USB，VGA等）極大地方便客戶進行功能擴展。
本案采用了研華PAC（如圖2所示）進行開發(fā)?；赽bbbbbs CE操作系統(tǒng)，使用完全兼容IEC61131-3的指令開發(fā)下位機控制程序，采用.NET自由開發(fā)UI（User Interface）操作接口（如圖3所示）。
圖2 系統(tǒng)方案
圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖
2.1 研華ADAM-5550KW是專為控制任務(wù)而特別設(shè)計的，既具有工業(yè)PC強大的運算能力，又具備PLC的高可靠性。它在單一平臺中實現(xiàn)了包括離散、模擬、運動及人機界面等多種功能。
2.1.1 采用bbbbbbsCE操作系統(tǒng)；
2.1.2 ADAM-5550KW支持Modbus RTU/TCP協(xié)議；
2.1.3 內(nèi)建實時內(nèi)核，邏輯功能，數(shù)據(jù)處理功能，運動控制功能，支持IEC61131-3五種程序設(shè)計語言；
2.1.4 采用KW程序設(shè)計環(huán)境，支持梯形圖，功能塊，SFC圖形化語言的混合程序設(shè)計（如圖4所示），極大地便于PLC用戶輕松掌握；
2.1.5 自帶2個以太網(wǎng)口，4個串口，2個 USB接口，方便用戶自由通訊擴展；
2.1.6 自帶VGA接口，支持大尺寸TFT工業(yè)顯示器，實現(xiàn)大尺寸HMI操作。
圖4 PAC支持混合程序設(shè)計
2.2 采用研華ADAM-5240作為四軸運動控制模塊，對三軸伺服進行精確控制。
2.2.1 四軸獨立4MHz脈沖輸出運動控制模塊；
2.2.2 支持三軸線性插補、二軸圓弧插補運動，連續(xù)插補功能；
2.2.3 預(yù)設(shè)定點即停及脈沖訊號輸出回授比較的功能；
2.2.4 全面支持第三方脈沖型伺服驅(qū)動；
2.2.5 ADAM-5051S 16路隔離數(shù)字輸入模塊；
2.2.6 ADAM-5056S 16路隔離數(shù)字輸出模塊；
2.2.7 ADAM-5024 4通道模擬量輸出模塊，實現(xiàn)模擬量張力控制；
2.2.8 統(tǒng)管十二軸多軸數(shù)同步繞線運動，可以同時繞四到八組定子電機。
2.3 采用Microsoft .Net結(jié)合研華LogixView庫進行UI接口開發(fā)。LogixView功能庫為客戶提供常用的HMI控件和Modbus RTU/TCP等通訊控件。系統(tǒng)提供SQL CE開發(fā)數(shù)據(jù)庫功能讓客戶輕松開發(fā)人機界面，通過海量變量通訊和量存儲的擴充，充分發(fā)揮PAC的海量數(shù)據(jù)處理功能。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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