Modicon M258作為施耐德電氣一款結(jié)構(gòu)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(shè)備、紡織以及木工機械設(shè)備等OEM客戶應(yīng)用，可以為速度控制、高速計數(shù)、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(shè)備用途：
該客戶是濟南市掛牌保護的十大企業(yè)之一，是全國大型成套設(shè)備的主要生產(chǎn)基地。目前主要涉及的產(chǎn)品及行業(yè)有門窗幕墻加工設(shè)備、太陽能光伏組件設(shè)備、建筑機械設(shè)備、 鐵塔設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)備等，已有五項產(chǎn)品被國家建設(shè)部列入"建設(shè)部重點科技成果推廣項目"，四項產(chǎn)品被國家科技部列入"火炬計劃項目"。H型鋼數(shù)控沖孔生產(chǎn)線項目是濟南市2011年科學技術(shù)發(fā)展計劃第一批項目之一，其成功研制填補了國內(nèi)空白，迄今已獲國家多項發(fā)明和實用新型專利，達到國際先進水平，也標志著該客戶在國內(nèi)外先進鋼構(gòu)數(shù)控設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)核心技術(shù)的突破性創(chuàng)新。
H型鋼數(shù)控沖孔可實現(xiàn)對H型鋼的快速翻轉(zhuǎn)和沖孔加工，主要用于工業(yè)與民用建筑梁柱構(gòu)件；工業(yè)構(gòu)筑結(jié)構(gòu)承重柱架；地下工程鋼樁及支撐保護結(jié)構(gòu)；石油化工及電力工業(yè)設(shè)備結(jié)構(gòu)；高鐵、軌道、船舶交通梁框構(gòu)架；港口傳送、高速公路擋板支架等結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)加工。
二、結(jié)構(gòu)特點：
H型鋼數(shù)控沖孔生產(chǎn)線在結(jié)構(gòu)上和應(yīng)用上取得了全新的突破。其結(jié)構(gòu)簡單且功能強大，其特征在于翼面沖孔主機對H型鋼的翼面進行沖孔，腹面沖孔機對H型鋼的腹面進行沖孔。翼板沖孔主機實現(xiàn)雙沖頭同步?jīng)_孔功能，并可根據(jù)上位監(jiān)控實現(xiàn)預(yù)置設(shè)定代碼程序、多角度自動翻轉(zhuǎn)和CAD功能。
該線工藝結(jié)構(gòu)先進、加工精度高、生產(chǎn)效率高，是傳統(tǒng)鉆削加工效率的20倍；可加工生產(chǎn)長2m~12m、翼面×腹面為100×150mm~175×300mm的H型（近類）鋼；沖孔孔徑Ф12~Ф20mm、重復(fù)定位精度±0.02mm、定位精度±0.1mm、加工精度小于等于0.25mm。
三、工藝簡介：
1. 上料：將 H 型鋼上到上料料臺上， 上料料臺通過液壓升降系統(tǒng)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 型鋼從進料道送到出料道，并對 H 型鋼的長度方向進行定位，3 臺伺服均采用摩擦送料，外接編碼器進行實際位置反饋，進行全閉環(huán)控制。Y 軸和Z軸 由伺服經(jīng)絲杠進行定位。
4. 根據(jù)加工程序?qū)ぜM行上翼面和腹面的沖孔，加工完成后，由電磁鐵把 H 型鋼從出料道進入翻轉(zhuǎn)料臺。
5. 翻轉(zhuǎn)：對 H 型鋼進行翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)完成后 H 型鋼由出料道經(jīng)X軸 接力送入進料道。
6. 對 H 型鋼的下翼面進行加工，加工完成后出料。
四、控制需求及方案描述：
· IO點：
總共DI110點和DO56點。
· 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。
· 上位組態(tài)軟件：
上位工控機的組態(tài)軟件為VB編程，需要與PLC實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交換。
本方案上位機采用PC，管理軟件VB開發(fā)，實現(xiàn)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)及故障進行實時監(jiān)控。下位機采用M258 PLC， 通過集成的CANopen總線對5臺Lexum32伺服控制。上位PC和下位PLC通過集成的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)控制方式實現(xiàn)。Lexium32M伺服通過修改幾個控制參數(shù)，即可通過SoMachine集成的功能塊實現(xiàn)對伺服驅(qū)動器的第二路編碼器反饋的全閉環(huán)控制。
5臺Lexium32伺服通過共直流母線連接，降低設(shè)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(gòu)為M258 PLC+Lexium32伺服，其典型特征為PLC集成數(shù)個通訊端口，以及Lexium32伺服可實現(xiàn)對外接編碼器的全閉環(huán)控制。
· PLC高集成性，既提高通訊穩(wěn)定性，又降低控制方案成本。M258 PLC集成了CANopen、Ethernet、Modbus端口，無需擴展通訊模塊。
· 高精度的全閉環(huán)控制。外接編碼器信號直接進入Lexium32M伺服驅(qū)動器，簡單易用，而傳統(tǒng)方案是外接編碼器信號進入PLC，編程復(fù)雜，成本又高。
· 電氣安裝方便。一根CANopen總線電纜連接5臺伺服，而Lexium32伺服驅(qū)動器為書本型設(shè)計，可緊靠一起并排安裝。
· 節(jié)能增效。5臺Lexium32伺服通過共直流母線連接，相比傳統(tǒng)鉆削加工設(shè)備降低能耗10%以上。
· 加工精度高、生產(chǎn)效率高，該機型是國內(nèi)首創(chuàng)，傳統(tǒng)鉆孔機為單機間歇性加工，裝載和卸載型材比較耗時；此設(shè)備為連續(xù)式加工，是傳統(tǒng)鉆孔機加工效率的20倍，為每個工作班的加工量統(tǒng)計。
