《電子技術(shù)應(yīng)用》
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VIPA 200V系統(tǒng)和ED200PA在電工鋼疊裝系數(shù)測(cè)試儀上的應(yīng)用
摘要: 本測(cè)試儀是在吸收國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)之上,根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際要求,為精確測(cè)量硅鋼片疊裝系數(shù)而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的最新產(chǎn)品。本裝置具有手動(dòng)操作與自動(dòng)操作測(cè)定方式,即:試樣的移動(dòng)與測(cè)定部均為自動(dòng)操作,送入試樣后,由一套VIPA 214 CPU組件通過(guò)控制由滾珠絲桿和直線(xiàn)軸承構(gòu)成的高精度垂直伺服系統(tǒng)完成自動(dòng)進(jìn)料,定位,退料等工序;通過(guò)控制由進(jìn)口滾珠絲桿推拉機(jī)和壓力傳感器構(gòu)成的水平伺服系統(tǒng)完成加壓,測(cè)量,復(fù)位等工序,在規(guī)定的壓力下由一組電子千分表所測(cè)得的硅鋼片疊厚數(shù)據(jù),
Abstract:
Key words :

一、       簡(jiǎn)述 

 
    疊裝系數(shù)測(cè)試儀是在硅鋼生產(chǎn)中必不可少的檢測(cè)儀器,本裝置主要用于硅鋼片的疊裝系數(shù)測(cè)定。本測(cè)試儀是在吸收國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)之上,根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際要求,為精確測(cè)量硅鋼片疊裝系數(shù)而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的最新產(chǎn)品。本裝置具有手動(dòng)操作與自動(dòng)操作測(cè)定方式,即:試樣的移動(dòng)與測(cè)定部均為自動(dòng)操作,送入試樣后,由一套VIPA 214 CPU組件通過(guò)控制由滾珠絲桿和直線(xiàn)軸承構(gòu)成的高精度垂直伺服系統(tǒng)完成自動(dòng)進(jìn)料,定位,退料等工序;通過(guò)控制由進(jìn)口滾珠絲桿推拉機(jī)和壓力傳感器構(gòu)成的水平伺服系統(tǒng)完成加壓,測(cè)量,復(fù)位等工序,在規(guī)定的壓力下由一組電子千分表所測(cè)得的硅鋼片疊厚數(shù)據(jù),本裝置具有對(duì)試樣自動(dòng)測(cè)量寬度和稱(chēng)重的功能,也可手工輸入寬度和重量數(shù)據(jù)。配合托料系統(tǒng)加裝一套自動(dòng)循環(huán)送料裝置,可自動(dòng)完成試樣的放置和回收。所有數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)作相應(yīng)處理從而完成整個(gè)測(cè)量工作,大大提高了采集精度和工作效率。

 
二、技術(shù)要求
 
 
1.    應(yīng)加荷重范圍0—10KN;疊層高度0—25mm
 
2.    測(cè)定精度

        附加載荷:壓強(qiáng)(1.00±0.05) MPa。

        疊層高度:測(cè)定值的±0.2%

3.   測(cè)定試樣:

        愛(ài)普斯坦方圈試樣: 30㎜×300㎜;

4. 測(cè)試用電氣及機(jī)械部件

1)各種低壓電氣部件均采用國(guó)際名牌。

2)壓力傳感器采用國(guó)際名牌,測(cè)定范圍 0—10KN, 精度0.001KN。

3)用于傳動(dòng)的機(jī)械部件采用國(guó)際名牌。

5. 厚度測(cè)試尺

1)生產(chǎn)廠(chǎng)家:日本三豐。

2)測(cè)定范圍 0—25mm, 測(cè)定精度0.01mm;

3)通訊機(jī)能:計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取測(cè)量數(shù)據(jù)。

6. 主要測(cè)試功能

1)需要測(cè)試的試樣信息為上位機(jī)傳來(lái)的信息,也可手工登記試樣信息。多余的信息可刪除。

2)試樣的重量由計(jì)算機(jī)自動(dòng)從電子秤讀取數(shù)據(jù),精度為±0.1% 。

3)試樣的寬度由計(jì)算機(jī)自動(dòng)從寬度測(cè)試尺讀取數(shù)據(jù),精度為±0.1㎜。也可手工輸入寬度數(shù)據(jù)。

4)自動(dòng)進(jìn)樣。

7. 疊裝系數(shù)的測(cè)定

1)壓強(qiáng)為(1.00±0.05) MPa,由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定。

2)壓力設(shè)計(jì)成具有壓力標(biāo)準(zhǔn)可修改的功能。

3)自動(dòng)進(jìn)行載荷設(shè)定,具有壓力超限報(bào)警保護(hù)功能。

4)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)定和疊裝系數(shù)的計(jì)算,數(shù)據(jù)可自動(dòng)上傳給上位機(jī),并可用打印機(jī)打印。

5)操作界面根據(jù)用戶(hù)習(xí)慣采用表格形式,分為微機(jī)操作和觸摸屏操作兩個(gè)部分,均可獨(dú)立操作互不影響。

8. 標(biāo)樣測(cè)試

具有單獨(dú)的標(biāo)樣測(cè)試畫(huà)面,且可預(yù)先輸入標(biāo)樣數(shù)值及上下限數(shù)據(jù),對(duì)超出上下限的測(cè)試結(jié)果予以警示。

9. 數(shù)據(jù)處理:

1)測(cè)量數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中,并可隨時(shí)調(diào)用。

2)所有測(cè)量數(shù)據(jù)都能轉(zhuǎn)換成Excel格式文件。

3)具有打印、查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)分析功能。

10. 網(wǎng)絡(luò)通訊功能:

    1)本計(jì)算機(jī)須接入局域網(wǎng),與上位機(jī)之間具有雙向通訊功能。本計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)格式必須滿(mǎn)足用戶(hù)實(shí)際要求,并且根據(jù)用戶(hù)實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)情況進(jìn)行配置。

    2)上位機(jī)發(fā)送的信息日后可能會(huì)發(fā)生變化,應(yīng)預(yù)留日后易于修改的格式。

11. 故障報(bào)警功能

          設(shè)備發(fā)生故障時(shí),應(yīng)該具有自診斷功能,顯示故障大致部位及引起故障的原因和排除方法。

三、系統(tǒng)配置

1 、硬件組成

電源模塊        VIPA 207-1BA00                        2   塊

CPU + DP 主站   VIPA 214-2BM02                  1   塊

模擬量輸入模塊 VIPA 231-1BD53                     1   塊

通信模塊        VIPA 240-1BA20                       2   塊

開(kāi)關(guān)量輸入模塊 VIPA 221-1BF00                      1   塊

開(kāi)關(guān)量輸出模塊 VIPA 222-1BF00                      1   塊

開(kāi)關(guān)量入/出模塊 VIPA 223-1BF00                    1   塊

操作面板        EVIEW MT501T                          1  個(gè)

驅(qū)動(dòng)裝置        EDP200 PA                                2   套

伺服電機(jī)        KINCO 23S31                            2  臺(tái)

2 、軟件組成

編程軟件           SW-873(WinPLC7)                  1 套

伺服組態(tài)軟件       ECO2WIN                              1 套

組態(tài)軟件           EasyBuilder500                       1 套

升降、測(cè)厚電機(jī)均采用伺服電機(jī),驅(qū)動(dòng)器采用KINCO的系列EDP200 PA,操作和生產(chǎn)工藝參數(shù)顯示采用EVIEW的MT-501T觸摸屏,全線(xiàn)控制采用 VIPA公司的200V PLC構(gòu)成。VIPA 214DPM的Profibus和ED200 PA和MT-501T通訊。

 四、各系統(tǒng)簡(jiǎn)介

 1. 升降的位置控制

升降用于試樣寬度檢測(cè)。電機(jī)采用交流伺服電機(jī)加伺服驅(qū)動(dòng)器控制。升降速度、位置由速度電位器通過(guò)MT-501T送入VIPA 214 CPU,再通過(guò)DP網(wǎng)由VIPA 214 CPU加到ED200 PA上。由于測(cè)量精度的要求,升降的加速度不能太大,因此升降速度的設(shè)定采用PID運(yùn)算。

驅(qū)動(dòng)器類(lèi)型:ED200 PA,0.4KW
設(shè)定:

P6040=06(停)或1F(運(yùn)行)
P6060=3
P6081=1000
P6083=100
P60FF=0.8
P60F601=8000

P60F602=50

P60F606=10
2. 測(cè)厚位置和速度控制
    由于測(cè)厚速度需根據(jù)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)速度(U=K * D * 1/P)。
其中U:測(cè)厚速度,K:修正系數(shù),D:兩極板距離,P:讀取的壓力值。所以測(cè)厚電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)定由以下兩個(gè)因素決定。
· 測(cè)厚位置通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)定,其信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的DP 口送入VIPA 214DPM PLC,PLC測(cè)量高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值即為測(cè)厚位置。
· 壓力設(shè)定通過(guò)MT-501T設(shè)定,在運(yùn)行中不斷讀取壓力值P并送入PLC。
    PLC將上述兩個(gè)參數(shù)相乘(壓力的倒數(shù))并乘以相應(yīng)的修正系數(shù)(根據(jù)機(jī)械變速比決定),需要注意的是,由于測(cè)厚電機(jī)在使用過(guò)程中需要高速換向,因此當(dāng)收到換向信號(hào)時(shí),電機(jī)需要高速的降速和升速過(guò)程,ECOSTEP200 PA需外接制動(dòng)電阻。
測(cè)厚驅(qū)動(dòng)器類(lèi)型:ED200 PA,0.75KW
設(shè)定:

P6040=06(停)或1F(運(yùn)行)
P6060=3
P6081=3000
P6083=100
P60FF=1.5
P
60F
601=8000

P60F602=50

P60F606=25 

五、系統(tǒng)功能介紹

 1、啟動(dòng),自檢,復(fù)位,待料。

2、放置被測(cè)試樣至送料器。

3、送料器送入被測(cè)試樣。

4、送料器將被測(cè)試樣送入轉(zhuǎn)料叉。

5、轉(zhuǎn)料叉將被測(cè)試樣翻轉(zhuǎn)90度。

6、轉(zhuǎn)料叉將被測(cè)試樣送至預(yù)定位置。

7、托料叉上行,托起被測(cè)試樣。

8、托料叉將被測(cè)試樣送至測(cè)寬位,轉(zhuǎn)料叉退出。

9、被測(cè)試樣進(jìn)行寬度測(cè)試。

10、寬度測(cè)量完畢,將被測(cè)試樣送入電子稱(chēng)料叉,進(jìn)行稱(chēng)重。

11、重量測(cè)試完畢,托料叉上行,將被測(cè)試樣送至疊裝系數(shù)測(cè)試位。

12、標(biāo)準(zhǔn)壓塊與測(cè)量平板將被測(cè)試樣壓緊,進(jìn)行疊裝系數(shù)測(cè)試。

13、疊裝系數(shù)測(cè)試完畢,托料叉上行,轉(zhuǎn)料叉進(jìn)入。

14、托料叉將被測(cè)試樣置入轉(zhuǎn)料叉后退至待料位。

15、轉(zhuǎn)料叉退出,將被測(cè)試樣翻轉(zhuǎn)90度平行于操作平臺(tái)。

16、送料器將被測(cè)試樣送出轉(zhuǎn)料叉。

17、取走被測(cè)試樣,待料。
 
六、系統(tǒng)的外觀圖
 
                                                                       系統(tǒng)外觀圖一
 
七、設(shè)計(jì)特點(diǎn)

 1、電工鋼疊裝系數(shù)的測(cè)量方法由傳統(tǒng)的垂直下壓方式改變?yōu)樗椒较蚶瓌?dòng)加壓,既簡(jiǎn)化了儀器的結(jié)構(gòu),又消除了消除了直立式壓力機(jī)構(gòu)由于自重產(chǎn)生的壓力偏差,提高了測(cè)量精度。

2、垂直伺服系統(tǒng)采用托料叉承載試樣,使試樣放置方便,安全,可靠。

3、在托料系統(tǒng)上方加裝測(cè)寬裝置,在托料系統(tǒng)下方加裝稱(chēng)重裝置,則可一次完成測(cè)寬,稱(chēng)重和測(cè)量疊裝系數(shù)三項(xiàng)工作,使儀器功能具有可擴(kuò)展性,大大提高了生產(chǎn)效率。

4、配合托料系統(tǒng)加裝一套自動(dòng)循環(huán)送料裝置,可自動(dòng)完成試樣的放置和回收。

5、預(yù)留了全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的機(jī)械接口和電氣接口,使自動(dòng)送料循環(huán)系統(tǒng)可在硅鋼片試樣的系列檢測(cè)流程中與其他檢測(cè)裝置銜接,從而為生產(chǎn)線(xiàn)上前后設(shè)備的連接提供了方便。

 八、綜述

     該測(cè)試儀從二OO 六年初投入使用至今,各個(gè)性能指標(biāo)完全滿(mǎn)足對(duì)硅鋼片的疊裝系數(shù)測(cè)定要求,不僅能完成自動(dòng)進(jìn)料、定位、加壓、測(cè)量、復(fù)位、退料等工序,而且具有試樣自動(dòng)測(cè)量寬度和測(cè)厚功能,不用人工干預(yù)。其臥立側(cè)壓式的創(chuàng)新設(shè)計(jì)減少了壓頭自重所致的測(cè)量誤差,提高了測(cè)量精度,并增加了自動(dòng)測(cè)寬測(cè)厚系統(tǒng),故障率低、維護(hù)簡(jiǎn)單,大大提高了數(shù)據(jù)采集精度和工作效率??梢韵嘈臯IPA 214DPM和ED200 PA的優(yōu)良性能和極高的性能價(jià)格比使它們?cè)跍y(cè)試儀器上具有廣泛的應(yīng)用前景。

 
                                                                系統(tǒng)配置圖

 

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