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1、三菱PLC定位模块在钻杆自动刻印机上的应用孙瑾中冶团体北京冶金设备研究设计总院 摘要：着重论述运用三菱Q系列PLC定位模块QD75，通过伺服驱动器控制交换伺服电机准确定位，从而完成刻印事情。要害词：定位模块 伺服驱动 伺服电机Application of Mitsubishi PLC and Positioning Modulein Automated Imprinter of Oil Drill RodSun JinAbstract: In this article we mainly discuss the process to control the AC servomotors pre
2、cice positioning with servo driver using Mitsubishi Q series PLC and positioning module QD75, to carry out the imprinting task accurately.Keywords: positioning module servodrive servomotor1 引言石油钻杆自动刻印机是应用于石油钻杆讨论打刻生产批号的全自动设备。该套设备是日本20世纪80年代的产物，20世纪90年代从日本全套引进，其所用电控系统接纳老式日立PLC、安川直流伺服电机，电控步伐庞大且电控元件日趋老化
3、，不再适应长时间、大批量的生产，经常需要检验和维护，不光加大了生产本钱，并且容易延长工期。2003年应华北石油治理局钻杆有限公司要求对其电控系统进行更新改革，选用三菱Q系列PLC取代原有的PLC、用三洋交换伺服电机取代安川直流伺服电机、用触摸屏（GOT）更替原机旁操纵箱上的拨码开关、数显块、计数器及部门开关按钮等，用Q系列PLC的定位模块QD75取代了原来的位置组件后，使电控系统大大简化且易于维护和操纵。2 刻印机根本原理及事情流程该套设备上有3台交换伺服电机，分别是：选字用伺服电机、调字间距用伺服电机、回转用伺服电机。石油钻杆的钻杆讨论分为：BOX讨论和PIN讨论（BOX讨论需要将生产批号打
4、刻在内壁上，PIN讨论需要将生产批号打刻在外壁上）。当打刻BOX讨论时，需将讨论套在刻字盘外，选字用伺服电机动员刻字盘旋转定位（操纵员预先在触摸屏上设置所需打刻的字符，每个字符有一个牢固的脉冲值与其对应，由CPU盘算脉冲数，QD75按脉冲数通过伺服驱动器控制伺服电机旋转定位）并打刻、调字间距用伺服电机动员BOX讨论顺序旋转牢固的脉冲数定位（每打完一个字符后都转动同样的距离，这个牢固脉冲数可由操纵员在触摸屏上设定）；当打刻PIN讨论时，PIN讨论上有一个铣槽，回转用伺服电机动员PIN讨论旋转直到检测装置检测到铣槽后定位(只要检测到铣槽，QD75就执行定位)并打刻。设备正常事情时所有行动按顺序自动
5、完成。其电气控制流程图如图1。图1 电气控制流程图3 设计思路定位模块QD75与步进马达或伺服驱动器一起使用，用来执行呆板位置或速度控制的模块，它不光可以完成主要定位控制，并且可以完成OPR控制（返回原点控制）、高级定位控制、手动控制等等许多控制，其特点是启动迅速，淘汰了呆板应答时间且其差动驱动器系统可发出最高1Mpps的高速命令，实现快速精确控制。在自动刻印机电控系统中，用QD75定位模块实现位置牢固进给控制和线性控制。选字用QD75牢固进给控制和OPR控制，由伺服电机动员刻字盘旋转，凭据操纵员在触摸屏上设置的刻印字符，每旋转一次找到一个字符并打刻（每次的旋转量由CPU盘算并发送给QD75，
6、QD75再将该脉冲发送给伺服驱动器进而控制伺服电机），打刻完最后一个字符后刻字盘自动返回原点，等候下一个需要打刻生产批号的钻杆讨论；调字间距用QD75牢固进给控制，由伺服电机仅在每打刻一个字符后动员讨论顺序转动牢固的距离；回转接纳QD75线性控制。定位模块QD75使用32点输入和32点输出与PLC的CPU互换数据。当QD75插在PLC基板“0”号槽位时，其与CPU之间的输入/输出信号见图2。图2 定位模块QD75与PLC CPU之间的信号定位模块QD75与伺服驱动器之间的连接，凭据所需定位功效，确定其输入/输出端子接线。本刻印机电控系统中定位模块QD75与伺服驱动器QS1A03AA（三洋）之间
7、的具体联线如图3，为满足定位精度及速度要求，将定位加快时间和减速时间设为30 ms。4 定位脉冲的盘算选字用伺服电机的刻印字盘上共有19个字符（360），每个字符对应于一个牢固的脉冲数，其中有一个字符较宽，占2个字符位，所以刻字盘上共计有20个字符位。伺服电机轴旋转一周需8 000个脉冲，由于装有减速比为1：4的减速机，故刻字盘旋转一周需要32 000个脉冲，将32 000个脉冲平均分派给19个字符（20个字符位），则每个字符位之间隔断为1 600个脉冲，即从一个字符位到相邻的下一个字符位需1 600个脉冲，这样每个字符的定位脉冲数都应该是1 600的倍数。开始刻印前，操纵员先在触摸屏上设定好
8、所要刻印的字符，自动刻印开始，PLC的CPU用设定好的第一个刻印字符的字符位脉冲数减去“0”，将差值送给定位模块，定位模块发出脉冲由伺服驱动器控制伺服电机按其差值旋转定位并打刻；打刻第二个字符时，CPU用设定的第二个字符的字符位脉冲数减去上一个已经打刻完了的字符位脉冲数，再将差值（差值为正值则伺服电机正转，负值则反转）送给定位模块，定位模块发出脉冲由伺服驱动器控制伺服电机按其差值旋转定位并打刻，依次类推直至操纵员在触摸屏上所设定的刻印字符全部打刻完毕，刻字盘自动回零位，等候下一个钻杆讨论。图3 定位模块与伺服驱动器间联线图调字间距用伺服电机每次旋转定位的距离是一个牢固脉冲数（可在触摸屏上设定）
9、，不需要盘算。回转用伺服电机每次旋转定位的距离由检测装置决定，只要检测装置检测到PIN讨论上的铣槽，电机就定位。5 妨碍阐发与处置惩罚自动刻印机在调试历程中，在打刻BOX讨论时曾出现漏打字现象，即打刻一组生产批号，只漏打其中的几个字符，其余字符打刻完全正确且清晰，如要打刻“BNK112003K + 2336”，实际打刻出来的是“BK11003 K+ 2336”。这种情况不是经常产生且没有纪律，打刻100讨论可能产生一次。经视察，此现象出现时，刻字盘的旋转定位是正确的，只是定位模块发出的“定位完了” 信号脉冲太窄、设备的下压打刻传感器瞬间误行动，使得还未下压打刻，定位模块就已经开始了下一次定位；将定位参数中“定位完了” 信号延时，问题得到解决。6 结束语接纳三菱Q系列PLC定位模块QD75控制石油钻杆自动刻印机，事情可靠、定位准确迅速、操纵方便、维护简朴，不光投资小并且效果好，提高了已经老化的设备的技能装备水平。该套控制系统不但适用于自动刻印机，也可应用于与刻印机类似的设备，具有一定的实际推广代价。 参考文献1 三菱Q系列定位模块使用手册2 三洋Q系列S型交换伺服控制系统使用手册图5 人机交互窗口