西门子模块6ES7215-1HF40-0XB0性能参数
Beckhoff PCIe 板卡 — 高度集成的 PCI Express 插卡
Beckhoff 紧跟时代潮流，研发出大量结构精巧、紧凑的工业 PC。Beckhoff 的 PCIe 板卡基于 PCI Express 标准，通过添加接口进一步完善了这些工业 PC 系列，而它们优雅的紧凑型外观不会受到影响。与 PCI 或 PCIe 插卡相比，Beckhoff PCIe 板卡可以通过直插式连接板用螺丝固定在 PC 内，因此，非常适合于工业应用场合。
此外，Beckhoff 还在 CeBIT 上展出了不锈钢材质的工业 PC：CP77xx 系列面板型 PC 和 CP79xx 系列控制面板。IP 65 设备可用于诸如食品、包装和药品等行业。
CP-bbbb 3 － 基于以太网的桌面传输软件
CP-bbbb 3 是 Beckhoff 新推出的一款控制和可视化解决方案，多可将 255 个面板型 PC 连接至一台工业 PC，同时，CP-bbbb-3 也是一个纯软件解决方案，完全基于标准硬件（以太网）和 IP 图像传输协议。屏幕内容由主机中的一个虚拟的图形适配器捕获，并通过以太网发送到一台或多台装有 bbbbbbs 操作系统（CE、XP 或 bbbbbded Standard）的面板型 PC 上。
基于 PC 的控制：智能楼宇能量监控
此次 CeBIT 展会的其中一个核心主题就是楼宇自动化。除了展示基于 PC 和 Ethernet 的控制技术在所有楼宇控制和不同的楼宇类型（从工业楼宇到酒店）中的应用之外，Beckhoff 还展示了能量数据采集解决方案。数据通过开放式接口传输给控制中心，并由楼宇管理系统进行分析。采用 Beckhoff 系统能够测量相关的参数并做出适当响应。所有用于楼宇控制的能源和消耗数据监控功能都无缝集成到了 PC 控制系统中，因此在系统设计和楼宇运营过程中都能够节省能源。
www.beckhoff.com/IPC
www.beckhoff.com/Building
Beckhoff 工业 PC 技术在工业 IT 应用中的运用。
关于德国倍福
德国倍福自动化有限公司的-总部位于德国威尔市。公司在世界各地设有分支机构，加上全球的合作伙伴，目前公司业务已遍及60多个国家。
倍福始终以基于PC的自动化新技术作为公司的发展理念，所生产的工业电脑、现场总线模块、驱动产品和TwinCAT控制软件构成了一套完整的、相互兼容的控制系统，可为各个工控领域提供开放式自动化系统和完整的解决方案。近30年来，倍福公司的元件和系统解决方案在世界各地得到了广泛的应用。
自2001年3月德国倍福成立北京代表处以来，公司在中国的业务迅速发展，先后成立了上海代表处和广州代表处，并在宁波、武汉、成都、青岛设立了联络处。2007年8月上海代表处经转制后正式成立倍福中国公司，并将倍福中国区总部迁至上海。随着各种具有良好性价比的新产品、新技术不断进入中国市场，其勇于打破传统控制模式，倾力推广PC控制新技术的理念已被越来越多的中国用户所接受
在卷筒流水线的板带生产企业中，如扎钢、铝铂、卷筒纸等，其裁切系统，许多企业基本上还在沿用以前的直流或交流变频组成的闭环控制系统，其裁切精度虽能达到基本的要求，但往往不是很高，随着社会的发展，生产企业精益求精，对提高自身的品牌形象也日显重要，同时也满足了客户对产品越来越高的要求。康尔达印刷器材有限公司（以下简称康尔达）是一家生产印刷板材的企业，近几年陆续对三条流水线的裁切系统进行了改造，由原来的交流变频控制系统改成了交流伺服控制系统，其精度得到了大大的提高，由原来的每张板材误差1mm（国家标准是1.5mm）改进到了误差0.5mm，其效果是明显的，且只需购一台PLC，一套伺服电机（带驱动器），程序自行开发，系统自行安装，其成本也比较低。
系统原理
康尔达公司的组成系统如图1。
图1
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图1：康尔达公司的交流伺服定剪系统。
假设要裁切的长度为S，主动辊的周长为L，主辊转过的圈数N（或者说角度），则S=LN，这是一个线性方程，也即S和N成正比，假设减带机齿轮的变比为K，则可求出S和电机转过圈数X，S=L*X/K。此式说明S和X仍为一个线性方程，为此要取得需要的长度S，只需控制住电机转过的圈数。在原系统中采用变频器、PLC、编码器和高速计数模块来组成控制系统，其中PLC给定值（长度对应的脉冲量）送入变频器驱动电机运转，电机运转又带动编码器旋转产生脉冲，反馈回高速计数器送入PLC和原给定值比较，直到相等时停止电机的运行。实际使用中此系统虽然通过调整变频器的方式，引入、二加减速时间来减少电机的惯性，使电机在极慢速成爬行时停车。但此系统的精度仍不可能很高。其缺点：（1）编码器和电机不同轴、不是一体；（2）电机停车要用抱闸来刹车，而抱闸的快慢和力量对精度都将产生影响。而利用交流伺服系统后这两方面的缺点都克服了，从而得到了更高的精度。
工艺设备
■操作台—由主令电器控制定尺系统的自动和手动，由8421编码的拨码开关提供所需要的裁切尺寸。
■PLC—采用FX1N-40MT，该PLC具有成本较低，且带有所需要的高速脉冲输出，一个PLC单元能同时输出2点100KHz脉冲，该PLC配备有7条特殊指令，包括零返回、位置读出、或相对驱动以及特殊脉冲输出控制，抗干扰能力也较强，且编程方便，使用面广，采购方便。
■伺服电机和驱动器—伺服电机采用松下伺服电机MDMA202A1G，此电机带有同轴高精度的旋转编码器，该编码器为增量式2500p/r，分辩率：10000；驱动器采用松下MDDA203A1A和伺服电机组成的系统具有很好的控制性能，此系统稳定性好，设置好参数后不用再人工干预，可靠性高，基本上不用维护，因此也不存在维护费用。
控制系统硬件图
如图2。
图2：控制系统硬件图
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控制系统软件
因采用的是三菱FX1N-40MT，用其附带的FXGP/WIN软件进行梯形图语言编程，非常直观，易理解，整个程序简洁，且与驱动器的通讯方便，只需较简单的接线便可完成。
图3：程序框图。
程序框
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图4：程序图。
程序图
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使用交流伺服的优点
■运转平稳，低速时也不会出现振动；
■控制精度高，交流伺服的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证；
■响应速度快，加减速时间均可在极短的时间内完成；
■能恒力矩输出，不受转速的影响；
■具有较强的过载能力；
■交流伺服驱动系统自身组成闭环，控制更可靠。
结束语
采用了此套系统后，稳定性和精度大大提高，减少了损失，满足了客户更高的要求，经济效益显著。同时也为今后的推广积累了经验，再接下来的几年里我司相继更改了其他的流水线，较低的成本取得了很好的效果。后来也在同行中得到了认同和推广，后来上的线全部都采用了该类似的系统，而摒弃了原来的变频夹送方式。
1 引言
为适应电冰箱压缩机大规模生产的需要，我们开发研制了压缩机密封壳体全自动焊接机，实现了密封壳体焊接的全自动化生产要求。该设备采用可编程序控制器(PLC)控制、气压驱动、直流调速、自动气体保护焊、双机械手搬运、仿形靠模等技术，并设置了气压不足、水压不足、断丝、气体保护、料满、仿形轮脱开等各种报警系统，且性能良好，提高了产品质量和生产效率。班产600台。先后在北京、浙江等五家压缩机公司投入使用，其性能达到或超过了意大利同类进口设备，而造价仅为进口设备的四分之一。
2 机械传动系统
密封壳体全自动焊接机总体布局如图1所示。工位1是预装工位，操作者将待焊的压缩机从来料传输线上搬至预装工位(也常用一个三自由度机械手自动完成)。按下启动按扭，双机械手将预装工位上的待焊件搬至加工工位(工位2)的同时，将加工工位上的已焊件搬至卸料工位(工位3)。加工工位的特制气缸完成定心夹紧后，压头将上下壳紧密压严，仿形滑台上的焊枪快进后便开始焊接，与此同时双机械手复位，卸料机构动作。操作者将下一个工件搬至预装工位，按下启动按钮，等待下一个工作循环的开始。
图1 焊接机总体布局示意图
1.压头支架 2.仿形滑台 3.来料辊道 4.工位1 5.双机械手
6.工位2 7.工位3 8.成品辊道
2.1 双机械手部件
双机械手部件安装在龙门支架上，如图2所示。它具有快速进退、提落和松夹三个自由度。快速进退速度可达800mm/s。行程终端有缓冲减速和**的定位装置，以保证快速而又平稳；提落行程设有终端限位装置，起保护活塞部件的作用；松夹机械手是一件特殊结构的气动执行件，如图3所示，体积小、精度高、动作灵活可靠，单侧开合行程为8mm。
图2 双机械手运动示意图
图3 定心夹具示意图
2.2 工作台旋转部件
工作台旋转由直流电动机(400W、1500r/min)经减速器(i=1∶380)驱动，如图4所示。工作台上部是定心夹具，其结构与双机械手的结构相同；中部安装有仿形凸轮，用来控制焊枪与工件的相对运动轨迹，以形成所需要的椭圆曲线；由于定心夹具使用气压传动，所以下端是旋转进气接头，通过主轴中心通孔将压力气体送至夹具体气缸。
图4 工作台结构简图
1.电机 2.减速器 3.机座 4.仿形凸轮 5.定心夹具
6.工件 7.旋转进气接头 8.同步齿形带
2.3 仿形滑台部件
仿形滑台的结构示意图如图5所示。焊枪安装在焊枪调位装置上，可以沿X、Y方向移动和Z方向转动，用以调节焊枪的佳倾角和起弧距离，以保证焊缝质量。快进退支架在其气缸的驱动下，可以沿导轨移动50mm，以便于工件的装卸。压缩机上下壳的结合面是一个椭圆，当工件绕其中心转动的过程中，其半径R是一个变值，所以需要焊枪在X方向能有相应的位移，压轮及滑板在仿形凸轮和仿形气缸的控制下，实现所需要的位移，形成椭圆轨迹。
图5 仿形滑台结构简图
1.工件 2.焊枪 3.焊枪 调位机构 4.快进退支架
5.快进退气缸 6.滑板 7.轴承座 8.仿形气缸 9.支座
10.导轴 11.压轮 12.凸轮
3 气压传动系统
该焊接设备除工作台旋转使用了直流电动机外，其余运动均采用气压传动，其中7个气缸为进口件，3个气缸是自行设计制造的。下面对部分元件作一简要说明，双机械手的开合，由FC1和FC2传感器检测，只有当FC1和FC2均为ON时，机械手才处于开合位。压头处装有三个检测传感器FC7、FC8和FC9，FC7和FC9为活塞运动极限位置传感器，FC8为压头工作位传感器。只有当FC8为ON时，才能进行焊接；FC9为ON时，表明定心夹具上没有工件，并立刻报警。
压头回路中装有减压阀，通过该阀可调节压头的压紧力大小，使上下壳体紧密合拢，而不会使定心夹具承受过大压力。
仿形回路中压力继电器的作用是：在维护设备时，通过手动换向阀使焊枪后退；再次投入工作后，应将手动换向阀接通仿形气压；当气压为0时，整机不能投入工作，防止因误操作而发生事故。仿形压头与仿形凸轮的压紧力靠该回路中的减压阀调节。
总回路中也安装了压力继电器，当气压不足时，控制系统报警，停止焊接。系统所采用的换向阀除仿形回路采用手动外，其余各回路均选用电磁换向阀。
4 电控系统
控制系统采用西门子的PLC控制，输出均通过中间继电器动作。PLC共有8个输入模块，5个输出模块。输入模块主要包括电源110V输出、手动/自动选择、各种报警输入、双手启动按扭、焊机接通、故障复位、气压检测以及各执行件位置信号反馈等。输出模块包括接通焊机、工件计数、正反转延时以及各执行件电磁阀的驱动等。其控制系统结构框图如图6所示。
图6 控制系统结构框图
如前所述，上下壳结合轨迹为一椭圆，为了在整周焊接过程中，保证质量，使焊缝厚度均匀、美观，就必须保证焊点处相对于椭圆中心运动的线速度基本恒定。而当焊点处于短轴或长轴处时，其线速度相差甚大。为了解决这个问题，我们采用了直流调速系统，并且通过实验，选定几个离散点(如图7所示)，即选定几种递变速度，即可满足实际生产要求。为此，开发了一套发光二极管检测装置，配合可控硅调速装置，圆满地解决了焊缝轨迹问题。这套检测装置属非接触式，较目前国外设备所用的齿轮齿条电位器式的检测装置，具有性能可靠、寿命长、调速性能好等特点，其示意图如图8所示。
图7 工件变速取点图
图8 调速原理示意图
1.直流电机 2.仿形凸轮 3.焊枪 4.仿形滑台
5.发光二极管 6.遮光板 7.调速装置
仿形滑台在仿形凸轮的控制下，移动其上的遮光板，不同位置遮挡的二极管数量不同，从而转换成不同幅值的电信号，输入到可控硅直流调速装置中，控制直流电机的转速。