6ES7231-0HF22-0XA0接线图形 核废料泛指在核燃料生产、加工和核反应堆用过的不再需要的并具有放射性的废料。也专指核反应堆用过的乏燃料，经后处理回收钚239等可利用的核材料后，余下的不再需要的并具有放射性的废料。核废料按物理状态可分为固体、液体和气体3种。 本文项目涉及的是基于台达机电自动化技术的固体废料的上下料和出料过程的物流控制系统解决方案。 2 系统描述 此系统主要运用与物料的传送，是全输送线的一部分，用于上下料和出料过程。 系统采用了人机界面自动显示系统，对输送全过程及各个部位的工作是否正常工作进行监视，并自动显示故障类型及故障点，使整个系统控制做到微型化，系统做到多功能化、柔性化、智能化，安全、可靠、低价、易于操作。输送系统工程中，由于PLC技术的采用，实现整个系统的操作监控都的人机界面（触模屏上）远程监控。系统在人机界面指令开关来完成。在自动状态下，通过PLC控制可将输送站的运动控制系统自动启动，控制电力网的供电能力，停机时减小对电力网的冲击，并保证停机时能送出后一批物料。在人机界面画面，在该画面上能自动统计显示输送站生产产量及总产量，加上“动态流程”画面均可作为“报警界面”使用，既保证了在无故障时，该画面能监视整个生产过程的动态状况，使操作人员一目了然，又保证在系统出现故障时显示故障类型及故障点，便于维修人员及时进行抢修。较好地解决了传统输送系统效率低、不便对过程进行管理控制、故障维修困难、延误时间长等缺点。输送站门控界面如图1所示。 图1 输送站门控界面3 系统设计 3.1 系统原理结构设计 控制系统选用中达全系产品，系统配型为：PLC平台选用台达DVP64EH00R2（主机）+2*DVP08HN11R2（数字量扩展）+DVP04AD-H2（模拟量扩展）+4*DVP01HC-H2（高速计数扩展）+2*01PU-H2（定位模块）+AE10THTD（人机界面）+8*VFD-VE+8*PG01O（编码器反馈卡）。 因为每个电机的位置都需要采集，所有编码器信号都需输入PLC。64EH主机自带4路高速计数，其它信号由4个DVP01HC-H2（高速计数扩展）模块负责。变频器带电机工作在矢量闭环模式，使得控制。AE10THTD人机界面拥有三个通讯接口，COM1以232方式接入PLC，COM2与COM3组合在一起成为一个9 pin口与8个变频器直接通讯，通过对变频器的工作状态读取和修改监控系统运动状态。 系统原理结构如图2所示。开关量信号系统如图3所示。 图2 系统原理结构 图3 开关量信号系统3.2 人机界面设计 台达触摸屏AE10THTD 为65536色屏，可对画面色彩和运动状态作各种渲染。64K的配方空间可以适用多种复杂需求，可以解决PLC时停电保持区不够和作程序不便利的现象。 图4为主控页面。当条件允许满足 内箱运动到指定位置即低位，是否到低位由红外开关检测，分别装在内箱的四个角上，检测信号进入模拟量模块04AD，这样也用来判断箱子下来时候是否平直。到低位之后气缸齿合，相应门竖直后，吊具可以带上物件到指定位置，进行回复运动。因为在可能传送一些带辐射的物料，在传送过程也频繁的开关门，运动过程在一个密封罩内进行。 图4 输送站主控页面3.3 门控系统设计 输送站在传送运行过程中，门的运动控制是项目关键。根据图5所示门控结构，门的移动过程，从低水平位到竖直过程即为打开过程。主门靠三个电机（主3，主1，主2）运动来实现开关。如图门的三个位置分别为低水平位，升轨位，竖直位。在低水平位为关门，主1，主2，主3先同步运动到升轨位，主1，主2停下，主3继续向上运动把门拖到竖直，这时为开门。关门过程为：主3拉门到升轨位，主1，主2，主3同步运动到低水平位，关门结束。下图为门的独立操作画面。门的开关过程用到了VE变频器的定位和同步功能，主3的运动靠定位模块01PU控制，主1 主2分别对主3做跟随或脱离，充分展示了高性能矢量变频器VE的定位和同步优势。 调具和内箱的升降VE的闭环控制，做定点控制，类似电梯运动，体现了变频器的启动高转矩特性。 图5 门控结构4 台达机电产品在核废料输送站上整合解决方案，拓展了台达机电产品领域，tisheng了中达在用户心目中的形象。实际上，要抓住客户关键在于给客户提供完整的解决方案，为客户解决实际问题，不断满足客户的需求，持续改善，才能使客户成为长久的忠实客户。1 威海华东数控股份有限公司是2002年3月在威海机床厂有限公司的基础上经过资产重组，与山东省高新技术投资有限公司共同投资创办的山东省高新技术企业。公司主导产品：龙门加工中心，龙门导轨磨床，立式、卧式加工中心，数控车床、平面磨床、外圆磨床、摇臂铣床、数控系统、磁电式编码器等产品。 其中程控龙门导轨磨床是专门磨削中，大型工件，特别适合于机械加工厂、量磨具厂及汽车行业，在配置砂轮角度修整器后，特别适用于机床行业磨削各种导轨。工件可直接固定在工作台面上或电磁吸盘上。本机床采用龙门式布局，由双立柱、横梁及床身组成封闭刚性框架结构，工作台纵向运动由双出杆油缸驱动，适用比例liuliang阀远程无极调速；横梁上有两个横向拖板，可沿横梁作横向运动，它采用交流伺服电机经齿型带减速驱动滚珠丝杆，由plc控制实现横向定距磨削、间歇进给、进给调速等功能，并采用电子手轮实现对刀及微量进给功能。垂直滑板可沿横向滑板上的导轨作垂直运动，其采用交流伺服电机经行星齿轮减速驱动滚珠丝杆由plc控制实现横向定距磨削、间歇进给、进给调速等功能，并采用电子手轮实现对刀及微量进给功能。左右磨头采用变频驱动。磨头横向、垂直方向，工作台可利用面板操作任意设定行程距离，免除传统机型人工调整行程档铁的不便，tigao生产效率。2 简要工艺 加工过程为：使用卧磨头磨削平面，在工作台上固定好工件以后，开动液压站，根据工件的长度(纵向)设定工作台往复运动的行程，再进行横向行程的设定，加工范围设定好后，即可对刀磨削。手动操作磨削：开液压站，工作台在液压缸的驱动下进行往复运动，面板上电位器控制其运动速度，垂直进给选用手动模式，横向进给选择进给模式，间歇进给时，在工作台换向的磨头横向进给一定长度(进给量由波段开关控制)，用手轮控制磨头上下进刀，简便安全。本机还配备自动定尺寸磨削功能，通过触摸屏设置粗磨进刀量，粗磨次数，精磨次数等参数，可进行全自动平面磨削达到所设定尺寸并实现零磨削后，工作台自动停止与左端，砂轮可上升至定点油压电机电源立即自动关闭，使磨削更趋于自动化。设备外观如图1所示。图1 设备外观3 控制系统构成3.1 电气系统的布局 电气控制系统包括：液压传动部分，伺服传动部分，数据检测部分，plc模块控制器部分，触摸屏部分。都集中在电气控制柜，其采用独立的控制柜，其内部将机床的程控系统，伺服驱动控制系统，断路器，接触器，继电器等控制元器件集中布置，电器柜全封闭防护，并配有空调时温度控制装置，使得系统在良好的工作环境运行，保证了系统运行的可靠性。3.2 设计方案分析 项目初考虑过3个技术设计方案。 (1) 方案1 cpu226 cn用通讯模式控制三菱伺服进给，但功能模式切换复杂，通讯处理时间长，反应缓慢，实效差，严重影响操作加工，不予考虑。 (2) 方案2 施耐德plc+驱动 此产品必须配合使用，但施耐德伺服电机惯量太低，造成机床震动，不予考虑。 (3) 方案3 西门子cpu226 cn+安川伺服 即本系统，具体考虑如下文。 plc是本机床控制功能的核心，必须具有4路高速计数器(左横向定距，右垂直定距，工作台定距，电子手轮ab相脉冲计数)；具备2路伺服驱动微量进给控制的高速脉冲功能；系统的人机界面采用西门子专为s7-200开发的带功能按键的触摸屏k-tp178micro 支持s7-200系统的多主站连接友好的操作界面：触摸屏+按键。 快速的系统启动时间和操作响应时间特别适合车间磨床的实际生产加工要求，机械加工现场的恶劣环境以及超大存储空间，触摸声音反馈，硬件设计全面更新，无与伦比的高可靠性，更高的鲁棒性，防冲击和震动，并能防水耐脏，采用32位arm7处理器，性能优异，集成的lcd控制器，消除了cpu和lcd控制器的之间的传输瓶颈。 配置软件：wincc flexible，编程灵活快捷与龙门磨床的控制工艺要求及环境要求完全吻合；符合中国用户使用习惯 。选定的西门子硬件配置见附表。系统结构如图2所示。图2 系统结构4 控制系统功能及要点 程控龙门磨床与传统普通磨床比较，优势在于自动化程度大大的tigao，很大程度上节省人力，tigao了操作安全系数，成本不是很高，在价格上由很大优势。下面说明几个重要的功能：4.1 定距设置 进行磨削时，工作台的来回运动行程由安装在其底部的齿条带动编码器发ab相正交脉冲纪录。通过触摸屏k-tp178micro设置定距的起点与重点，由于液压传动存在缓冲，只有靠提前换向来“抵消”缓冲量，长度根据缓冲量在屏里设定。编程思路如图3示。左横向与右垂直定距原理与此相同。图3 编程思路4.2 手动进刀 处理的重点在于手轮进给的随动性，jingque性，根据手轮进给的功能特点，模式选择掰到手动时，摇动手轮相应的轴触发进给，有×1，×10两档，每格进给5μm，50μm；并且必须保证每次摇手轮磨头都能够进刀，随动性能要好，坚决不能有脉冲累计现象，以免撞碎砂轮发生故障。这就对控制程序提出了严格的要求：手轮脉冲输入——程序处理——高速脉冲输出。 考虑输入环节，高速计数器的特性是用于对s7-200扫描速率无法控制的高速事件进行计数，完全符合我们的控制需要，很好的解决了摇手轮事件的突发性，准确的纪录； 把接收到的脉冲准确的反映到相应的高速脉冲输出。处理环节，考虑采用中断，中断程序要求是短小而简单，执行时对其他的处理也不要延时过长意外的条件可能会引起主程序控制的设备的操作异常，而本处理需要提前清空高速计数，再计数赋值给高速脉冲口，后还要清除高速计数器，过程相对复杂，处理时间较长不考虑。项目采用的是sm0.6扫描时钟“间歇”处理上述过程完全可以胜任。4.3 自动磨削 整个工序是以时间为基础，充分的利用了s7-200中子程序的模块功能，在各种检测输入与强大的功能指令结合严谨的控制逻辑，终完成所需的工艺与安全功能。时序如图4所示。图4 自动磨削时序5 本公司自03年生产程控龙门磨床，经过反复试验改进，充分发挥了s7-200(05年后使用cpu226 cn)优异性能，即系统紧凑，可靠，功能强大(多路高速计数器)，成本低廉，凭借人际交互界面的友好，与系统的操作简单，控制可靠，控制精度高，性能价格比较高等优点。丰富的报警显示功能，帮助维修人员准确查找故障根源，提供了重要信息，极大的tigao了机床维修的快速性与可靠性， 满足了用户的需求，得到用户的好评，打开了一定的市场，为我厂取得了良好的经济效益。
