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空调铜铝连接管对焊机的PLC控制系统
左丽娜;周玉卿;张希川
【期刊名称】《制冷与空调》
【年(卷),期】2008(008)0z1
【摘要】以可编程序控制器PLC为核心,在分析铜铝管对焊机保护功能和焊接功能的基础上,设计铜铝管对焊机的控制系统.PLC控制的铜铝管对焊机具有预调节和显示功能,在自我保护条件下,完成铜铝管的优质焊接.
【总页数】3页(P112-114)
【作者】左丽娜;周玉卿;张希川
【作者单位】东北制药总厂;东北制药总厂;沈阳工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM92
【相关文献】
1."铜铝铜空调连接管"的开发与应用 [J], 赵越;左铁军;王昕;尹衍升;王岩
2.“铜铝铜空调连接管”的开发与应用 [J], 赵越;左铁军;王昕;尹衍升;王岩
3.空调铜铝连接管对焊机的PLC控制系统 [J], 左丽娜;周玉卿;张希川
4.铜铝铜复合结构空调器连接管 [J],
5.技术难点突破铝代铜前景广阔——全铝空调热交换器、分体式空调器（铜铝）连接管省级新产品鉴定会侧记 [J], 山石
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PLC在铜铝管对焊机中的应用插入式铜铝管对焊机是一种专用于铜铝管焊接的焊机。
其原设计电路采用时间继电器控制焊接参数。
由于时间继电器控制精度不够，使用时焊接参数不易保持稳定状态。
经常在连续作业一段时间后，焊接效果改变，需重新调整焊接参数，特别是产品规格改变时，都要试焊大批试件来寻找最佳参数。
这样既增加了调谐时间也浪费了大量铜铝管原材料。
为了改变这种情况，我们在该机的控制电路中引入可编程序控制器进行程序逻辑控制。
从而大大提高了铜铝管对焊机的定时精度和工作可靠性。
使该机增加了技术含量，在国内外同类专用焊机中具有领先地位。
1 系统的总体设计用可编程序控制器改造传统的继电器控制系统，有两条途径。
一是拘于原来的继电器控制系统的结构来进行PLC的硬软件设计。
在软件设计中，参照原来的继电器控制系统的梯形原理结构来编制PLC的梯形图，并根据继电器控制系统梯形原理图与PLC的梯形图的不同点作出符合规则的PLC梯形图。
另一种是不拘于原来的继电器控制系统的结构，而是从控制系统的要求和内在规则出发，并根据PLC的特征，重新考虑设计思路，确定设计方案，充分发挥PLC的优势进行设计。
本文采用的是后者。
首先，应分析该系统的电气控制要求。
从执行部件的工作状态出发，确定系统在完成一个工作循环中包含几个不同工作状态，继尔确定每个状态的切换信号。
这是用PLC对开关量系统进行设计的最基本、最重要的环节。
按这种思路分析铜铝管对焊机的控制系统，可以确定，这是一个具有五个状态的顺序逻辑控制系统。
这五个状态是：（1）对电磁阀PQ1单独送电，压缩空气通过PQ1输入两只立式气缸，向下同时分别压紧铜铝管。
同时压缩空气，也输入控制铜铝管间定位片的一只气缸，使铜铝管间原伸出的定位片缩回，铜铝管便可以相对运动，以便焊接了。
（2）对电磁阀PQ1继续送电，保持对铜铝管的铜铝管对焊机原设计电路采用时间继电器控制焊接参数。
由于时间继电器控制精度不够，压紧，同时，对电磁阀PQ1送电，压缩空气通过PQ2输入卧式气缸，使其推动铜管横向插入铝管。
研制开发
图1 固定点焊机自动控制系统图
系统中，驱动器A控制步进电机实现焊枪在工作面内径向移动，驱动器B控制工作台转动，普通电机实现焊枪上下移动。
传感器A采集工作台转动角度，B采集焊枪径向位移。
3 点焊机控制流程设计
整个点焊机控制的工作流程[3]：先通过触摸屏设置参数（竖直间隔、步距角、圈数等），使得程序自动启动，电机给电，驱动伸叉电机使焊枪下降进行焊点，
·
图2 固定点焊机控制流程图
4 触摸屏画面设计
触摸屏画面设计采用西门子WINCC
主要功能是触摸屏借助通信协议与现场控制设备进行数据交换。
固定点焊机自动控制系统触摸屏画面包括操作记录、位置给定、位置监控、报警记录、手动调试、信号监控、登录系统和退出系统
操作记录画面记录每一次操作信息，报警记录画面记录每一次报警信息，以便分析系统故障；位置监控画面监视电机和焊枪的工作的位置；位置给定画面用以设置焊点间距、圈数以及步距角等参数；信号监
（5）缓慢操作手动葫芦下降提升装置，将移出的阳极电抗器放置于专用防护托盘上完成拆除。
）安装步骤与拆除步骤相反。
装置制作完成后，利用某换流站年度检修期间进行阳极电抗器更换试验。
对比原有更换方法与新研制工装更换方法所用时间，数据如表1所示。
原有工作时间与现有工作时间对比
/min现有时间/min
63
62
66
70
可以看出，使用该装置完整更换一次阳极电抗器使用时间远远下降，比原有工作时间降低一半左右，大大节省了工作时间，提高了工作效率，保证
（上接第6页）。
沈阳工业大学科技成果——铜铝管自动对焊机
所属领域先进制造
成果简介
经过近20年研究，为多家企事业单位相继开发了微机控制型插入式铜铝管对焊机、PLC控制型铜铝管对焊机以及电压补偿型铜铝管对焊机等机型30余台，其中1台出口印度尼西亚。
1997年该成果经辽宁省科技委员会鉴定认为，达到国际先进水平。
1998年，该成果由辽宁省机械工业厅评为科技进步二等奖。
应用范围
冰箱、冷柜、空调等制冷设备的铜铝管路制造。
技术特性加工直径：φ6-20mm。
获奖情况辽宁省机械工业科技进步二等奖。
专利情况获1项实用新型专利。
技术水平国际先进
生产及使用条件（含环保要求）：生产工艺为铜铝管切断、铜管缩口、铜管铝管清洗、焊接、质检、防护层涂敷、产品包装。
交流380V电源，容量100kVA。
市场情况
推广应用到广东、浙江、江苏、山东等地10余家铜铝管制造企业，产生显著的经济效益。
应用情况已应用在制冷行业。
合作方式技术服务。
PLC在电焊机控制系统中的应用案例摘要:
本文介绍了PLC（可编程逻辑控制器）在电焊机控制系统中的应用
案例。
通过引入PLC技术，实现了电焊机控制系统的自动化，提高了
工作效率和焊接质量，减少了人力成本和生产中的错误，为电焊机行
业带来了巨大的好处。
第一节：介绍PLC技术
介绍PLC技术及其在自动化控制系统中的应用，概述PLC的工作
原理和优势。
解释PLC如何通过接口与其他设备进行通信和协调工作。
第二节：电焊机控制系统的需求
介绍电焊机控制系统的基本功能和要求，讨论传统电焊机控制系统
的局限性和问题。
第三节：PLC在电焊机控制系统中的应用
详细描述PLC在电焊机控制系统中的应用，包括系统架构、接口设计和功能实现。
介绍如何使用PLC控制电焊机的参数，监控焊接温度
和电流，并及时调整工作状态。
第四节：应用案例分析
提供一个实际的应用案例，详细描述PLC在电焊机控制系统中的应用。
讨论案例中的问题和挑战，并解释如何通过PLC技术解决这些问题。
第五节：优点和效益
总结PLC在电焊机控制系统中的应用带来的优点和效益，包括提高工作效率、减少人力成本、提高焊接质量和降低错误率等。
结论：
通过PLC在电焊机控制系统中的应用案例分析，我们可以看到PLC技术的巨大潜力和实际应用的可行性。
它不仅能够提高电焊机的控制精度和稳定性，还能够实现自动化生产和提高工作效率。
相信未来，PLC技术在电焊机行业中的应用将会更加广泛和深入。
注：以上是对文章的大体框架的描述，具体内容还需要根据实际情况进行补充和展开。
摘要点焊机作为一种重要的工业用具，在当今的工业生产中占着很重要的位置。
点焊是一种重要的焊接工艺，具有成本低、生产效率高、易于实现自动化和节省材料等特点。
如今，传统的点焊机自动化程度低，生产效率不高，焊点质量差，这已经不能满足工业发展的需求。
因此，需要开发一种自动化程度高的点焊机控制系统。
本文的点焊机控制系统系采用PLC加触摸屏的控制方式，能很大程度的提高企业的生产效率，减少废品率。
本文所涉及的点焊机系采用双面双点过流焊接的原理，工作时工件被压在两个电极之间,在压力的作用下两电极之间产生电阻。
当有电流通过时，就会产生高温电弧，高温融化被焊接的工件，并且电流瞬间从另一电极沿工件流至此电极，并形成回路，不对被焊工件的内部结构产生伤害。
和传统半自动化点焊机相比较，该设备焊出的焊点及焊缝长度分布更均匀、效率更高，节省人力。
本次设计的点焊机由可转动的圆形工作台、带动电机左右移动的横梁以及控制电机上下运动的主轴构成。
主要加工某公司旋转座椅的零部件，一共有三个工位需要加工，这三个工位的运动控制都是由伺服系统完成精确的定位控制。
3套伺服系统分别控制X、Y、Z轴完成精确定位，PLC则对伺服电机驱动器进行控制，伺服驱动器则负责驱动伺服电机。
关键词：信捷PLC；伺服电机；触摸屏AbstractSpot welding as an important industrial appliances, occupied a very important position in today's industrial production. Spot-welding process is an important, low cost, high efficiency, easy to automate and saving materials and so on. Today, the traditional spot welding low degree of automation, production efficiency is not high, poor weld quality, which can not meet the needs of industrial development. Therefore, the need to develop a high degree of automation control system of spot welding. Spot welding control system system control PLC paper, plus a touch screen, to a large extent improve production efficiency, reduce scrap rates. Spot welding system referred to herein using double-sided double-point overcurrent welding principle, the work piece is pressed between two electrodes under pressure produces resistance between the two electrodes. When a current is passed, it will have a high temperature arc, high melting temperature of the workpiece to be welded, and the current moment from the other electrode along the workpiece flow to this electrode, and form a loop, does not harm the internal structure is the welder member. And the traditional semi-automatic welding machine compared to the device solder joints and weld length out more evenly distributed, high efficiency and save manpower.The design of the spot welding by a rotatable circular table, motor driven beam move around and up and down movement of the spindle motor control composition. The main processing components rotating seat of a company, a total of three stations need to be processed, these three stations precise motion control is done by the servo positioning control system. 3 sets of servo control the X, Y, Z axis for accurate positioning, PLC is to control the servo motor drives, servo drives are responsible for driving the servo motor.Keywords: XinJie PLC; servo motor; touch screen目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题意义 (1)1.2 课题的国内外现状及趋势 (1)1.2.1国内电焊机科技水平及发展趋势 (1)1.2.2国外电焊机科技水平的现状和发展 (1)1.3．课题内容 (2)第2章点焊机工艺的介绍 (3)2.1 点焊机控制系统 (3)2.1.1 系统原理 (3)2.1.2 系统控制框图 (3)2.2 点焊机控制系统的结构介绍 (4)2.3 点焊的基本原理 (4)2.4 点焊机控制系统的工艺流程 (5)2.5本章小结 (6)第3章控制方案比较 (7)3.1 方案比较 (7)3.1.1确定控制方案 (7)3.1.2确定控制方向 (8)3.2 本章小结 (8)第4章硬件设计 (9)4.1 控制要求 (9)4.2 控制方案 (9)4.3 硬件控制系统 (9)4.4 硬件选型 (10)4.4.1 PLC选型 (10)4.4.2 伺服电机的选型 (11)4.4.3 伺服驱动器的选型 (12)4.4.4 触摸屏的选型 (14)4.4.5 熔断器的选型 (15)4.4.6 按钮开关的选型 (15)4.4.7 行程开关的选型 (16)4.4.8 焊枪的选择 (17)4.4.9 交流接触器的选型 (17)4.5 PLC的I/O地址表 (18)4.5.1.输入点 (18)4.5.2.输出点 (18)4.6 PLC外部接线图 (19)4.7本章小结 (19)第5章伺服系统设计 (20)5.1 系统设计思想 (20)5.2 伺服方案设计 (20)5.3 半闭环控制系统 (20)5.4 伺服驱动器与伺服电机的连接 (21)5.4.1 伺服单元CNO接口 (22)5.4.2伺服单元CN1接口 (22)5.4.3伺服单元CN2接口 (23)5.5 位置控制设定 (23)5.5.1 操作模式选择 (23)5.5.2 电子齿轮比的设定 (24)5.6寻找参考原点 (24)5.7本章小结 (25)第6章软件设计 (26)6.1 软件设计思想 (26)6.2 软件流程图 (26)6.3 各主要程序 (27)6.3.1 初始化程序 (27)6.3.2 高速计数指令的应用 (27)6.3.3 DPLSY脉冲输出指令 (28)6.3.4 精确定位程序 (29)6.4 本章小结 (29)第7章触摸屏系统 (30)7.1 触摸屏画面的制作 (30)7.1.1 新建工程 (30)7.1.2 开机动画制作 (31)7.1.3 主菜单画面制作 (31)7.1.4 自动控制画面制作 (32)7.1.5 实时监控画面制作 (32)7.2 触摸屏调试 (33)7.3 变量定义 (34)7.4 本章小结 (34)第8章程序调试 (35)总结 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录A 伺服驱动器硬件接线 (39)附录B PLC外部接线图 (40)附录C 主程序 (41)第1章绪论1.1课题意义点焊机作为一种重要的工业用具，在当今工业生产中占着举足轻重的位置。
交流自动电焊机的plc控制毕业设计开题报告摘要随着焊接技术和控制技术的发展，等离子弧焊或MIG弧焊在自动控制下在铝及其合金方面工业生产中起着很大的作用;而作为新型的焊接方法等离子MIG焊，在国了较大的进步，国内却较少在这方向上进行研究。
本文所进行是利用等离子MIG焊这种新的方法，结合PLC进行自动焊接铝及其合金。
在设计中，控制系统的核心单元采用57一200型CPU以及对应1/0、Al产品;焊接电源分别选用了TPSS000型MIG电焊机ARGP300型T工G电焊机，对两的控制信号来进行协调控制;焊胎、送丝系统、冷却水循环系统、三维步进电机行走等设备均由PLC 进行控制;液晶触显示触摸屏提供了友好的人机界面。
同时，控制软件利用STEP7的模块化设计方法，设计了共计12套程序，10套为带有固定参数的分别适用于不同厚度的管及板的不同工件，另2套为不带参数的程序，以用作用户的二次开发。
1焊接自动化发展的特点随着自动化技术的飞速发展，大力地推动了焊接自动化技术的快速前进。
在焊接中，系统涉及的变量越来越多，如复杂的焊接冶金物理化学过程、合理的工艺流程制定与实现、焊接的稳定性、应用的灵活性、操作的安全性及设计的优化及经济性等方面，单凭人工完成的可能性及成功率，相对较低，有时甚至无法实现。
而利用自动化焊接技术中的控制技术，如开环、闭环等，可以方便地达到高质量的焊缝成形。
焊接自动化包括一以下几个方面:焊接检测，自动操作和自动调节2焊接自动检测自动检测是目前焊接自动化一个关键的环节。
国内外的一些大专校和科研院过大量的工作，对焊接过程中的光、声、电等信号都可以进行检测。
在光信号检测方面，R.J.BEATTIE等人在复杂焊接中采用视觉传感器阵/u’曰砂’获得理想的控制性能:Wang QL等人在脉冲GMAW焊过来检测人用焊接过程的检测;W.ChenB.A.Chin运用红外等等各方面的应用〔月一’0]。
国内的一些科研单位及一些人员，发展，做了一些相关研究，如殷树言等人做的粗丝，COZ利用CCD进行熔滴过渡的拍摄;王其隆等人做的钢焊丝弧与过渡实验，采用视觉传感器进行熔滴过渡中电弧燃烧情况的深层分析等等3焊接自动调整为了保证焊接质量，通常在焊接过程中的某些变量能自动保持定的范围内进行调整，即焊接自动调整。
