基于S7-300的交流伺服系统在汽车仪表板生产线上的应用

　　0 引言

　　以前的伺服驱动系统多以直流系统为主，这是因为直流电机调速比较方便，本身的机械特性较硬，但直流电机由于有电刷换向，不适用于防爆场合，且结构复杂，维修不便。近年来由于电子技术飞速发展，交流调速技术日趋成熟，其调速性能可与直流系统相媲美，并正逐步取代直流电机调速。

　　我公司的原系统为CANN0N公司独立研制，以STD总线、Z80CPU为核心的单片机组成的直流伺服控制系统。该系统抗干扰能力差，软硬件资料不详， 维修困难， 且备件价格贵， 采购周期长， 经常造成停机。因此我们采用西门子S7—300PLC及位控模块FM357、SIM0DRIVE611A伺服驱动模块、1FK6伺服电机构成的数控系统对原系统进行了改造。

　　1 系统组成和工艺流程

　　1.1系统组成

　　系统组成框图如图1。

　　由图可知， 机械手控制系统是整个汽车仪表板生产线的核心， 它主要完成高精度的定位控制、与上位机通讯、数据采集、故障报警， 以及控制发泡机高压循环及浇注时间， 接收来自转盘线的速度信号以适应转盘不同运行方式。高压发泡机系统主要完成ISO (异氰酸酯)和POL (聚醚多元醇)2种发泡料的流量、压力调节及原料循环控制。转盘控制系统主要完成转盘速度调节及模具开合控制。

　　机械手控制系统是此次改造的重点，该系统的主要构成如图2。

　　硬件配置如下：

　　(1)上位机采用研祥EWS.843P一体化工控机，体积小巧，操作方便，主要完成参数设定，故障显示等。(2)以西门子S7.300PLC为核心，CPU模块为CPU316-2DP，主要具有与上位机通讯、处理I/O模块、控制计数器模块、位置控制模块的功能。(3)输入模块为32点的SM32l，输出模块为l6点的SM322主要完成数字量的I/O控制。(4)FM357位置控制模块主要完成高精度的定位控制。(5)FM350计数模块主要采集来自转盘的光电码盘信号，以便完成与转盘的协调控制。(6)SIMODRIVE6l1A伺服驱动模块主要接受FM357的控制信号，为伺服电机提供动力。(7)1FK6交流伺服电机为执行电机。

　　1.2 系统工艺流程

　　系统工艺流程如图3。

　　2 系统软件构成

　　2.1系统的动作时序

　　系统的动作时序图如图4。

　　2.2 程序框图及系统软件

　　系统上位机监控软件采用西门子公司WINCCV5.0软件， 运用该软件设计显示浇注轨迹及示教参数输入等， 中文人机界面， 操作方便。

　　下位机PLC程序采用西门子公司STEP7 V5.1软件，实现编程监控。程序框图如图5。

　　3 结束语