Разработка автоматизированной системы управления сменой режущего инструмента на базе ПЛК | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №24 (210) июнь 2018 г.

Дата публикации: 13.06.2018

Статья просмотрена: 170 раз

Библиографическое описание:

Суханова, Н. В. Разработка автоматизированной системы управления сменой режущего инструмента на базе ПЛК / Н. В. Суханова, Д. В. Осипова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 24 (210). — С. 88-90. — URL: https://moluch.ru/archive/210/51401/ (дата обращения: 05.03.2021).



Стремление к минимизации появления брака на производстве приводит к необходимости прогнозирования состояния режущего инструмента. Информация о состоянии инструмента дает возможность управлять процессами резания, повышая надежность процесса обработки и предотвращая выход инструмента из строя. Помимо этого, необходимо непрерывно осуществлять контроль над процессом обработки, так как поломка инструмента, произошедшая во время технологической операции, может привести к неисправимому браку или внеплановым затратам на его исправление.

Повышение работоспособности режущего инструмента является важнейшим резервом интенсификации процесса резания и роста эффективности механообрабатывающего производства. Режущий инструмент является особым объектом механической обработки, от которого в первую очередь зависит работоспособность технологической системы в целом.

В ходе анализа методов измерения износа было принято решение использовать метод измерения мощности приводных электродвигателей, т. к. данный метод прост в реализации и требует конструктивных изменений в главные узлы станка, так же данный метод имеет не высокую стоимость реализации.

В состав структурной схемы автоматизированной системы управления (АСУ) сменой инструмента будут входят следующие элементы:

Токарный станок с револьверной головкой;

Система ЧПУ;

Токовые датчики, установленные в двигателе станка;

Измерительный модуль;

Преобразователь интерфейса;

Персональный компьютер, с программным компонентом;

Программируемый логический контроллер.

Принцип работы разработанной системы управления состоит в следующем. Датчик тока подключается к измерительному модулю, который обрабатывает сигнал и передаёт данные в цифровом виде по интерфейсу RS-485. Подключение измерительного модуля к персональному компьютеру производится через преобразователь (RS-485 ↔ USB). Первичный преобразователь (датчик с токовым выходом) преобразовывает физические величины в электрический сигнал, измерительный модуль — оцифровывает этот сигнал и выдаёт значения измеряемой величины в цифровом виде. Результаты измерений передаются по интерфейсу RS-485, используя протокол Modbus.

На компьютере сервер данных автоматически определяет устройства, подключенные по интерфейсу RS-485. После чего ПК запоминает измерительный канал, откуда поступают данные и считывает их. Далее данные поступают в базу данных программного компонента на ПК, где в дальнейшем происходит анализ данных и определяется состояние режущего инструмента.

В программном компоненте имеется меню «База данных», в котором можно осуществлять редактирование и просмотр данных содержащихся в Базе данных, то есть можно вывести на экран список инструментов и список обрабатываемых деталей, так же можно вывести график измерений силы тока во время обработки для каждого инструмента, содержащегося в БД.

На главной форме в непрерывном режиме идет отображение графиков текущих измерений по нескольким каналам(осям) для выбранного инструмента и детали. Оператор может самостоятельно выбрать эталонное значение токовых сигналов для определенного инструмента, которое будет использоваться программой для сравнения с текущими показателями. Результатом будет сообщение на программируемый логический контроллер о необходимости смены инструмента.

Передача данных между компьютером и ПЛК осуществляется через проток Modbus интерфейс RS232, соединяясь через COM порт.

Основным моментом является то, что сигнал на смену инструмента, передаваемый с ПК, не может остановить процесс обработки. Остановка движения режущего инструмента, не закончившего технологический переход, может привести к непоправимому браку. Программирование ПЛК, используемого в данной системе, подразумевает запуск механизма смены режущего инструмента только после окончания технологического перехода.

Рис. 1. Структурная схема АСУ сменой режущего инструмента

Литература:

1. Григорьев С. Н., Синопальников В. А., Надежность и диагностика технологических систем

2. Мартинова Л. И., Григорьев А. С., Соколов С. В. «Диагностика и прогноз износа режущего инструмента в процессе обработки на станках с ЧПУ» Автоматизация в промышленности № 5, М. 2010 г

3. Рубинштейн С. А., Левант Г. В., Орнис И. М., Тарасевич Ю. С., Основы учения о резании металлов и режущий инструмент

Основные термины (генерируются автоматически): режущий инструмент, измерительный модуль, программный компонент, COM, USB, Баз данных, персональный компьютер, программируемый логический контроллер, процесс обработки, цифровой вид.


Похожие статьи

Автоматизированная система управления роботом-манипулятором...

Программируемый логический контроллер CX9001 является компактным контроллером, реализован на базе процессора IXP420

Модули ввода/вывода соединены с процессорным модулем посредствам системной шины K-bus, обеспечивающей быструю передачу данных.

Лабораторный стенд на базе ПЛК ОВЕН 110 | Статья в журнале...

Основными компонентами стенда являются: программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК110–30.

ПЛК по сети RS — 485 опрашивает данные с модуля аналогового ввода.

Применение программируемых логических интегральных схем...

Большое внимание уделяется функциям моделирования процесса обработки, когда

Большую практичность представляют реконфигурируемые устройства на базе программируемых логических.

Реконфигурируемые вычислительные модули на базе схем...

Архитектура универсальных средств автоматизации научных...

Рис. 4. Блок-схема высокоуровневого логического модуля. Использование программируемой логики позволяет ускорить процесс обработки данных, создавать устройства с обратной связью и малым временем реагирования...

Аппаратные и программные средства систем реального времени

1) Промышленные персональные электронно-вычислительные машины, предназначенные для сбора данных, управления объектами, обработки, визуализации и хранения потоков данных; 2) Промышленные контроллеры и программируемые логические контроллеры...

Использование СПК207 для управления привода ОВЕН ПЧВ3 по...

Также в большинстве таких систем применяются инструменты визуализации технологического процесса, такие как панели

Ключевые слова: электропривод, контроллер, Modbus, модули ввода-вывода.

Лабораторный стенд на базе ПЛК ОВЕН 110 | Статья в журнале...

Критерии выбора микроконтроллеров для разработки модулей...

Всё это, делает персональный компьютер, легко конфигурируемым устройством.

Если для отправки данных с модуля на центральных контроллер будет необходим его периодический опрос, энергопотребление сильно поднимется.

‒ По наличию аппартного USB.

Структура программного кода и практическое использование...

Персональные компьютеры применяются в настоящее время на всех уровнях промышленной автоматизации.

На базе свойства инкапсуляции программные компоненты позволяют осуществлять

Программируемые контроллеры. Часть 3. Языки программирования.

Микроконтроллеры интеллектуальных систем управления

Ключевые слова: интеллектуальная система, контроллеры, программируемая логическая интегральная

‒ устройств, выполняющих цифровую обработку сигнала; ‒ цифровой видео- и аудиоаппаратуры; ‒ устройств, выполняющих передачу данных на высокой скорости

Похожие статьи

Автоматизированная система управления роботом-манипулятором...

Программируемый логический контроллер CX9001 является компактным контроллером, реализован на базе процессора IXP420

Модули ввода/вывода соединены с процессорным модулем посредствам системной шины K-bus, обеспечивающей быструю передачу данных.

Лабораторный стенд на базе ПЛК ОВЕН 110 | Статья в журнале...

Основными компонентами стенда являются: программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК110–30.

ПЛК по сети RS — 485 опрашивает данные с модуля аналогового ввода.

Применение программируемых логических интегральных схем...

Большое внимание уделяется функциям моделирования процесса обработки, когда

Большую практичность представляют реконфигурируемые устройства на базе программируемых логических.

Реконфигурируемые вычислительные модули на базе схем...

Архитектура универсальных средств автоматизации научных...

Рис. 4. Блок-схема высокоуровневого логического модуля. Использование программируемой логики позволяет ускорить процесс обработки данных, создавать устройства с обратной связью и малым временем реагирования...

Аппаратные и программные средства систем реального времени

1) Промышленные персональные электронно-вычислительные машины, предназначенные для сбора данных, управления объектами, обработки, визуализации и хранения потоков данных; 2) Промышленные контроллеры и программируемые логические контроллеры...

Использование СПК207 для управления привода ОВЕН ПЧВ3 по...

Также в большинстве таких систем применяются инструменты визуализации технологического процесса, такие как панели

Ключевые слова: электропривод, контроллер, Modbus, модули ввода-вывода.

Лабораторный стенд на базе ПЛК ОВЕН 110 | Статья в журнале...

Критерии выбора микроконтроллеров для разработки модулей...

Всё это, делает персональный компьютер, легко конфигурируемым устройством.

Если для отправки данных с модуля на центральных контроллер будет необходим его периодический опрос, энергопотребление сильно поднимется.

‒ По наличию аппартного USB.

Структура программного кода и практическое использование...

Персональные компьютеры применяются в настоящее время на всех уровнях промышленной автоматизации.

На базе свойства инкапсуляции программные компоненты позволяют осуществлять

Программируемые контроллеры. Часть 3. Языки программирования.

Микроконтроллеры интеллектуальных систем управления

Ключевые слова: интеллектуальная система, контроллеры, программируемая логическая интегральная

‒ устройств, выполняющих цифровую обработку сигнала; ‒ цифровой видео- и аудиоаппаратуры; ‒ устройств, выполняющих передачу данных на высокой скорости

Задать вопрос