2. Разработка структурной схемы мпсу то
Состав структурной схемы мпсу то
Структурная схема системы управления манипулятором включает:
– Персональный компьютер системы управления верхнего уровня;
– Технологическое оборудование.
2.2 Назначение элементов су
Используем рабочую станцию AWS-8430 фирмы Advantech с процессорной платой PCA-6179L, предназначенную для управления производственными и технологическими процессами в масштабах производственного участка, цеха или завода, способную круглосуточно работать в условиях запыленности, больших перепадов температуры и влажности, вибрации.
Основные характеристики рабочей станции:
- Процессор: Intel Pentium III 933 MHz Socket 370;
- Слоты расширения: 3xPCI, 4xISA;
- COM порты: 2xRS232;
- Чипсет: VIA Apollo Pro 133A, 133 MHz FSB;
- Оперативная память: 1,5 Gb SDRAM;
- Жесткий диск: ATA 40Gb;
- Видео: Ati Rage 128, AGP, 8 Mb SGRAM;
- LAN: 10/100 Base-T Ethernet;
- FDD, CD
-USB: 2xUSB 1.0
Рис. 1. Общий вид AWS-8430
- уровень влажности - 5 ~ 85% RH @ 40° C,
- рабочая температура - 0 ~ 50° C,
- температура хранения -20 ~ 60° C.
2.3 Выбор периферийного оборудования
2.3.1 Выбор сервоприводов
На основе проектировочного расчета мощностей приводов были выбраны серводвигатели серии 1FT6 фирмы SIMENS:
190 Вт, 1FT6021-4AK71-SS5
Номинальное число оборотов: 1500 ... 6000 мин–1
Момент вращения состояния покоя M0: 0,4 ... 300 Нм [5]
Макс. допустимая перегрузка 4хM0
Уровень шума по DIN EN ISO 1680: 55 ... 74 дБ (A)
Охлаждение: самоохлаждение, принудительная вентиляция,
водяное охлаждение
Рис. 2. Серводвигатели серии 1FT6
Для данных серводвигателей были подобраны сервоусилители серии 6SL3120-1TE:
6SL3120-1TE13-0AA0 - одномоторный модуль SINAMICS
Вход: DC 600В
Выход: 3AC 400В,
Внутреннее воздушное охлаждение,
Оптимизированные образцы импульсов и поддержка функций встроенной расширенной системы безопасности, включая кабель DRIVE-CLIQ
Данные модули имеют книжный формат и каждый рассчитаны на одну ось.
Рис. 3. Сервоусилитель серии 6SL3120-1TE
Для управления сервоприводами был выбран модуль контроля CU320.
В модуле управления CU320 выполняются функции коммуникации, управления и регулирования приводов для одного или нескольких модулей двигателей и модулей питания. Модуль управления CU320 принципиально предназначен для многодвигательных приводов.
Коммуникация между модулем управления и подключенными компонентами происходит по DRIVE-CLiQ. А соединение с ЭВМ происходит по ProfiBUS DP.
Характеристики сервопривода
• Позиционирование, скорость и момент устанавливаются путем передачи цифрового сигнала по ProfiBUS DP.
• Высокая динамика
• Высокий КПД
• Методика плавного регулирования
• Автоматическая или ручная настройка
• Переносной пульт управления
Рис. 4. Схема подключения сервоусилителя
2.3.2 Выбор модулей
Подключаемые модули выбираем с интерфейсом PCI и ISA, так как рабочая станция имеет шину PCI и ISA.
CP-132I PCI адаптер 2xRS-422/485 c гальванической изоляцией
Данный модуль предназначен для создания в системе портов RS-422 и RS-485.
В нашей системе порт RS-422 будет предназначен для подключения пульта управления манипулятором R28TB, а порт RS-485 – для подключения МВВАС.
Конструкция
Конструкция: Адаптер PCI
Входной интерфейс
Интерфейс: PCI
Выходной интерфейс
Интерфейс: RS-422, RS-485
Кол-во портов: 2
Скорость передачи данных: 921.6 Кбод
Разъем: 2хDB9 Male
Гальваническая изоляция: 2000 В
Встроенные адаптивные средства
Контроллер ввода\вывода: 16С550С
Рис.5. CP-132I
Encoder-300 ISA модуль трехкоординатного квадратурного шифратора используется для подключения Encoder300.
Encoder300 предназначен для контроля за перемещением, путем преобразования информации, поступающей от фотоэлектрических преобразователей серводвигателей, в цифровой код ЭВМ.
Таким данный модуль замыкает обратные связи по положению следящей системы приводов.
Серводвигатели имеют встроенный энкодер с разрешением 2048 имп/об и отдельно выведенными выходными сигналами A, B, Z. Данные выводы подключаются к модулю, и при подаче питания происходит определения положения вала двигателя.
Конструкция
Конструкция: Адаптер ISA
Интерфейс
Интерфейс: ISA
Количество контролируемых осей
Координатных осей: 3
Импульсные входы шифратора
Импульсных входов на координату: 3
Входные сигналы: Фаза А, Фаза В, Метка (Z)
Тип входов: Дифференциальный, КМОП
Разрядность счетчика: 16 бит
Максимальная входная частота: 1 МГц
Режимы шифратора: Квадратурный, Больше/Меньше, Импульс/Направление
Рис. 6. Encoder-300
AD-CIF50-PB PCI адаптер PROFIBUS DP/FMS Master
Данный адаптер предназначен для создания в системе полевой шины PROFIBUS DP, необходимой для обмена данными с модулем контроля CU320.
Данная сеть предназначена для высокоскоростной передачи данных между устройствами. В данном случае между ЭВМ и модулем контроля. В качестве ведущего устройства могут использоваться контроллеры. Как ведомые устройства, могут использоваться приводы, клапаны или устройства ввода-вывода. Диагностические функции Profibus DP позволяют быстро локализовать сбои в системе.
Конструкция
Конструкция: Адаптер PCI
Выходной интерфейс
Интерфейс: ProfiBUS
Кол-во портов: 1
Скорость передачи данных: 12 Мбод
Разъем: ASPC2
Рис. 7. AD-CIF50-PB
PCI-1731 фирмы Advantech
PCI модуль вывода дискретных сигналов
Модуль вывода дискретных управляющих сигналов предназначен для формирования дискретных сигналов типа «вкл./выкл.» на исполнительные устройства или управляющих сигналов для приводов.
Манипулятор имеет пневмоцилиндр для зажима\разжима схвата, который имеет два канала дискретного управления, а так же в стойки силовой автоматики находится контактор, управляющий напряжением в сети, он имеет один канал дискетного управления.
Поэтому выбранный модуль вполне подходит для управления данными устройствами.
Конструкция
Конструкция: Адаптер PCI
Интерфейс
Интерфейс: PCI
Дискретные входы
Кол-во каналов: 16
Входные характеристики:
Низкий: 0.8 В макс.
Высокий: 2.0 В мин.
Дискретные выходы
Кол-во каналов: 16
Выходные характеристики:
Низкий: 0.8 В макс. @ 8.0 мА
Высокий: 2.0 В мин. @ -0.4 мА
Рис. 8. PCI-1731
PCL-733 фирмы Advantech