Modicon M258作為施耐德電氣一款結構緊湊、高性能和高可擴展性的中型PLC，主要面向如包裝、機床、物料傳輸與倉儲設備、紡織以及木工機械設備等OEM客戶(hù)應用，可以為速度控制、高速計數、軸控制以及信息交互提供高性能的電氣控制解決方案。

    一、設備用途：

    該客戶(hù)是濟南市掛牌保護的十大企業(yè)之一，是全國大型成套設備的主要生產(chǎn)基地。目前主要涉及的產(chǎn)品及行業(yè)有門(mén)窗幕墻加工設備、太陽(yáng)能光伏組件設備、建筑機械設備、 鐵塔設備、鋼結構生產(chǎn)設備等，已有五項產(chǎn)品被國家建設部列入“建設部重點(diǎn)科技成果推廣項目”，四項產(chǎn)品被國家科技部列入“火炬計劃項目”。H型鋼數控沖孔生產(chǎn)線(xiàn)項目是濟南市2011年科學(xué)技術(shù)發(fā)展計劃第一批項目之一，其成功研制填補了國內空白，迄今已獲國家多項發(fā)明和實(shí)用新型專(zhuān)利，達到國際先進(jìn)水平，也標志著(zhù)該客戶(hù)在國內外先進(jìn)鋼構數控設備領(lǐng)域實(shí)現核心技術(shù)的突破性創(chuàng )新。

    H型鋼數控沖孔可實(shí)現對H型鋼的快速翻轉和沖孔加工，主要用于工業(yè)與民用建筑梁柱構件；工業(yè)構筑結構承重柱架；地下工程鋼樁及支撐保護結構；石油化工及電力工業(yè)設備結構；高鐵、軌道、船舶交通梁框構架；港口傳送、高速公路擋板支架等結構的生產(chǎn)加工。

    二、結構特點(diǎn)：

    H型鋼數控沖孔生產(chǎn)線(xiàn)在結構上和應用上取得了全新的突破。其結構簡(jiǎn)單且功能強大，其特征在于翼面沖孔主機對H型鋼的翼面進(jìn)行沖孔，腹面沖孔機對H型鋼的腹面進(jìn)行沖孔。翼板沖孔主機實(shí)現雙沖頭同步?jīng)_孔功能，并可根據上位監控實(shí)現預置設定代碼程序、多角度自動(dòng)翻轉和CAD功能。
   
                    

    該線(xiàn)工藝結構先進(jìn)、加工精度高、生產(chǎn)效率高，是傳統鉆削加工效率的20倍；可加工生產(chǎn)長(cháng)2m~12m、翼面×腹面為100×150mm~175×300mm的H型（近類(lèi)）鋼；沖孔孔徑Ф12~Ф20mm、重復定位精度±0.02mm、定位精度±0.1mm、加工精度小于等于0.25mm。

    三、工藝簡(jiǎn)介：

    1. 上料：將 H 型鋼上到上料料臺上， 上料料臺通過(guò)液壓升降系統把 H 型鋼升到合適位置。

    2. 送料：采用電磁鐵送料，將 H 型鋼從上料臺進(jìn)入上料道。

    3. 加工：本產(chǎn)品采用 X軸 3臺伺服電機，接力控制將 H 型鋼從進(jìn)料道送到出料道，并對 H 型鋼的長(cháng)度方向進(jìn)行定位，3 臺伺服均采用摩擦送料，外接編碼器進(jìn)行實(shí)際位置反饋，進(jìn)行全閉環(huán)控制。Y 軸和Z軸 由伺服經(jīng)絲杠進(jìn)行定位。

    4. 根據加工程序對工件進(jìn)行上翼面和腹面的沖孔，加工完成后，由電磁鐵把 H 型鋼從出料道進(jìn)入翻轉料臺。

    5. 翻轉：對 H 型鋼進(jìn)行翻轉，翻轉完成后 H 型鋼由出料道經(jīng)X軸 接力送入進(jìn)料道。

    6. 對 H 型鋼的下翼面進(jìn)行加工，加工完成后出料。

    四、控制需求及方案描述：
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   IO點(diǎn)：

    總共DI110點(diǎn)和DO56點(diǎn)。
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    伺服電機： 

    5臺伺服電機，其中3臺物料輸送電機摩擦送料，需要全閉環(huán)控制。
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    位組態(tài)軟件：

   上位工控機的組態(tài)軟件為VB編程，需要與PLC實(shí)現實(shí)時(shí)數據交換。
   
                   

    本方案上位機采用PC，管理軟件VB開(kāi)發(fā)，實(shí)現加工工件的CAD繪圖和加工程序錄入，以及對機器的工作狀態(tài)及故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。下位機采用M258 PLC， 通過(guò)集成的CANopen總線(xiàn)對5臺Lexum32伺服控制。上位PC和下位PLC通過(guò)集成的Ethernet端口通訊。

    3臺摩擦送料電機，采用Lexium32M伺服外接第二路編碼器的全閉環(huán)控制方式實(shí)現。Lexium32M伺服通過(guò)修改幾個(gè)控制參數，即可通過(guò)SoMachine集成的功能塊實(shí)現對伺服驅動(dòng)器的第二路編碼器反饋的全閉環(huán)控制。

    5臺Lexium32伺服通過(guò)共直流母線(xiàn)連接，降低設備能耗。

    五、Schneider整體解決方案優(yōu)勢：

    Schneider整體解決方案在此案例的架構為M258 PLC+Lexium32伺服，其典型特征為PLC集成數個(gè)通訊端口，以及Lexium32伺服可實(shí)現對外接編碼器的全閉環(huán)控制。
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    PLC高集成性，既提高通訊穩定性，又降低控制方案成本。M258 PLC集成了CANopen、Ethernet、Modbus端口，無(wú)需擴展通訊模塊。
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    高精度的全閉環(huán)控制。外接編碼器信號直接進(jìn)入Lexium32M伺服驅動(dòng)器，簡(jiǎn)單易用，而傳統方案是外接編碼器信號進(jìn)入PLC，編程復雜，成本又高。
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    電氣安裝方便。一根CANopen總線(xiàn)電纜連接5臺伺服，而Lexium32伺服驅動(dòng)器為書(shū)本型設計，可緊靠一起并排安裝。
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    節能增效。5臺Lexium32伺服通過(guò)共直流母線(xiàn)連接，相比傳統鉆削加工設備降低能耗10%以上。
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   加工精度高、生產(chǎn)效率高，該機型是國內首創(chuàng )，傳統鉆孔機為單機間歇性加工，裝載和卸載型材比較耗時(shí)；此設備為連續式加工，是傳統鉆孔機加工效率的20倍，為每個(gè)工作班的加工量統計。