西门子模块6ES7511-1CK01-0AB0安装调试
热式传感技术的进步
自从热电偶技术和早期的热线式风速计产生之后，热式**测量技术已经有了长足的进步。热式技术以热传导为基础，一般是根据两个温度传感器间的温差产生一个直接与温差和质量**成比例的信号。很久以来，热式**传感器在很多行业中得以应用，并满足了一些特殊的要求。现代化的热式**传感器在设计上已由实验室设备进化为了牢固的过程设备，每一代新产品都在传感器性能方面有突破性的进步。
早期的热式产品设计者们在维持生产公差、温度跟踪及符合工业封装标准方面经历了很多挑战。这些挑战使得设计者们采用更牢固、生产上更具备一致性的热电阻（RTD）。基于热电阻的**传感器很快被分类，并与早期的温差设备相关联，并且成为了热式**传感器家族的一部分。随着RTD的改进，生产商们更向倾于采用铂缠绕低质量型设计。随着时间的推移，生产技术向更小公差的方向演变，从而使得两个RTD的配对成为了控制上越来越严格的过程。
由于大部分现代化的热式设计是基于两个RTD之间的差值，因此RTD在构造上一定要一致。早期，FCI和其他一些厂家意识到了这一点，并且FCI设计出了个等质量传感器构造。这种传感器设计确保了传感元件在追踪过程变化的时候可以保持一贯性。等质量设计是一种突破性的进展，大大拓宽了热式传感原理的使用范围，使之在多种过程应用中有了用武之地。
随着制造技术、填充方法、热道时效及材料优化等方面的进步，产品的性能也有了逐步的**。如今，FCI及其他采用新RTD生产技术的公司，通过使用平版印刷蚀刻芯片RTD，真正避免了RTD间的生产公差，使得RTD的调整成为简单、可复制的步骤。因此，可以用极低的成本生产出高质量、易配对的RTD。这一进步直接推动了热式技术向更高性能更低成本的方向发展。
微处理器推动性能的**
当热式传感技术在一致性和稳定性方面不断发展时，信号处理及硬件方面也有了突破性进展。FCI在标定数据收集和信号处理方面取得了进展，并且通过**的曲线拟合演算法逐步**了产品性能。下图展示了FCI突破性的曲线拟合方法，这种方法**了产品性能和精度。从图1的常见误差差频宽可以看出传统型产品的局限性。而采用D2P曲线拟合方法的FCI的热式质量**计，与传统型产品形成了鲜明对比。近年来，误差和不确定性缩减有了重大进展，使FCI产品在保持1001量程比的前提下，达到了0.5%的标定精度。
图1 FCI的D2P曲线拟合方法带来的性能**
标定方法及NIST可溯源设备填补了空白
传感及信号处理上的发展对标定程序和方法提出了更高要求。为了使热式**仪表真正成为高端产品并满足用户现场工况，制造商必须将产品的改进与合格、高精度的标定相结合。这意味着，要么必须将产品送去的**标定实验室进行标定，或者斥巨资自行搭建标定设备。FCI公司拥有自行投资兴建的，具备研发和产品标定双重功能的标定实验室，可以对包括惰性气体和危险气体以及液体在内的多种介质在很宽的量程范围内进行标定。
由于冷却率与介质热物理特性（如粘度、密度、比热、热导性及热膨胀系数等）呈函数关系，对热式传感技术的优化需要拥有流体方面丰富的经验。随着新的模型和等式推导方法的出现，使用参照气体进行标定已经可以达到2~3%的读数精度，然而有一点相当明确，要实现佳性能必须使用实际气体或实际液体进行标定。象FCI这样拥有完善的标定实验室的公司，可以在实际液体介质（如水或果汁、碳氢化合物及冷却剂）中进行标定；同时，也可以在各种气体介质（从惰性气体到危险混合气、低密度气体如氢气和氦气等）中进行标定。符合实际介质的标定、自动数收集及高精度的**参照标准（如音速喷嘴、超声波多普勒和科里奥力**计等）造就了好于0.5%读数的精度。
图2所示为FCI的气体音速喷嘴和混合气标定台。
图2 FCI标定实验室的混合气和音速喷嘴标定台
将实验室结果应用到现场
将实验室标定结果应用到现场的安装位置对所有的**测量原理来说都是个挑战。直管段、实际安装、流层、过渡流形、紊流强度、漩涡、脉动及宽量程范围等过程条件是所有**测量原理共同的难题。热式原理是18”管线到30英尺管道上经济、**的**测量选择。使用热式原理并且选择正确的型号对于达到高的现场安装精度很关键。对于2”及2”以下管径的应用，大部分热式产品制造商提供“在线式”构造，提供一截固定着传感头的管段，这样的构造避免了固定、偏移、施转或插件入长度导致的误差。同时，很多“插入式”产品也通过改进安装方式避免或大幅降低了安装变量的影响。位置锁定或键盘编码式插入、多传感装置、深度标尺、方位标记等方法确保了插入式**元件的安装，适用于4”到几米管径。
流体调整拓宽了安装位置的选择范围
流体调整被很多**测量原理所采用以进一步完善测量。调整器提供出色的隔离、漩涡消减，并且真正做到了无压损。这种流体调整方法神奇地拓宽点式**测量原理的应用范围。例如热式测量原理，推荐安装条件为上游20倍管径下游10倍管径的直管段。而采用了嵌入式的流体调整器后，热式质量**计只需要上下游一共7倍管径的直管段即可达到标称精度。
过程条件的影响及多点式测量
热式**测量原理实际上利用了温度传感。大部分的热式**设备制造商生产的**元件中包含一个参照传感器，与温差测量相结合，或独立测量过程温度的实时变化。由于热式设备是直接测量质量**的设备，而过程温度的变化会直接影响到质量**，热式设备在设计上可以自动修正过程温度变化带来的影响。等质量**传感器设计确保了变化无滞后效应，因此可以提供实时的温度补偿。正因为如此，大部分热式**计天生多变量，并且可以提供过程温度输出。
另外，热式设备几乎不受压力变化的影响，除非测量的是极低**（低于0.25英尺秒），因为自然对流现象可能在插入式传感构造上产生热度上升的**效应。利用低功率分界层传感，包括FCI在内的一些公司开发出了非插入式设计，将低**和高流速传感**到了一个新的高度。
在极低**应用中，大部分制造商的产品规格或软件选择限制了插入式构造的使用。在正常工程**范围下，排除压力影响的独立研究显示，未经校正的热式质量**计每100PSI的压力波动可能导至1~2%的读数漂移。热式传感原理，无论是恒温差式还是恒功率式，都同样受到影响。图3所示为FCI**计在典型的压力波动范围内的性能曲线图，压力影响对精度的影响被控制在1%以内。
图3 典型性能曲线显示压力波动对精度影响1%
热式产品制造商监测到，大幅度的过程压力波动会由于气体特性的变动而对测量精度产生更大影响。对于这类特别的应用，FCI推出了专利产品——内置压力传感及校正的热式质量**传感器。在大部分采用热扩散原理产品的普通过程控制应用中，无需用到这种特殊构造的产品。然而，在诸如天然气传输这类存在大幅度压力波动的密闭传输装置应用中，就需要采用这种特殊构造，使热式原理的产品达到应用的精度要求。
总而言之，突破性的传感器设计、**的信号处理、高精度标定及运用流体调整技术减轻不理想的安装条件对测量的影响相结合，使得热式**仪表站在了高性价比和长使用寿命的测量原理的前沿。目前市场上有各种性能和价位的热式产品可供选择。如今，**可靠的热式产品完全适用于各种苛刻的过程应用，并满足用户对精度和重复性的要求
1 引言
手机做为时尚消费品飞速发展成市场热门需求。手机外形的美观程度及质量是消费者选择手机的重要的因素。点胶机则作为美化手机塑壳生产的重要设备。要达到大的产量，必须要考虑生产线的效率。因此**点胶机的生产效率具有十分重要的意义。
2 点胶机数控系统分析
2.1 系统需求分析
数控系统控制的点胶机设备共有四个轴，使用四台伺服控制器和伺服电机，X轴一台、Y轴两台、Z轴一台；输入信号有急停按钮、手动自动转换按钮、手动点胶按钮、暂停按钮、回零按钮、左右限位输入信号及伺服报警信号等共计21个输入信号；控制流程是使用数控系统控制四个伺服控制器及伺服电机、四个点胶器的开关信号，自动运行时Y轴控制的两个平台交替工作，X轴和两个Y轴需要走直线插补或圆弧插补，Z轴需要走不同高度的点胶面，更换产品比较频繁，更换产品后需手动调整开胶点，然后在进行单步动作或自动运行；功能与特点：1.所有轴上均采用了滚珠丝杠和伺服电机，可以确保用户能够流畅、、正确地点胶；2.点胶准确、均匀；3.注胶量、点胶速度可任意调节；4.LED中文菜单显示；5.轻触式按键操作；6.控制简单、方便、直观。
2.2客户方案分析
客户的原控制方案是：5.7寸液晶平＋轴卡控制器＋伺服控制器＋执行机构的控制方案，这种控制方案的不足之处有：1、系统的稳定性、抗干扰性等非常的差；2、系统的控制是完全开环的控制即控制板卡直接通过脉冲来控制伺服控制器；在用户流畅、、正确地点胶等方面存在不足；3、G代码功能、M代码功能等方面存在不足，不能直接执行CAD等图形编辑软件生成的代码程序，用户使用非常的不方便。
3中达电通自动化伺服系统设计
3.1方案设计
点胶机设备需要四个轴控制即X、Y(2个)、Z，但是X和Y(2个)要进行插补运行，而插补运行时在G代码的加工软件指令中只有X和Y、X和Z、Y和Z,要与CAD等图形编辑软件生成的G代码程序通用就不能使用2个Y轴；因此我们解决的方式是使用中达电通的四轴数控系统(PUTNC-H4-4)：X轴控制原来的X轴在横向运动；Y轴控制原来的Y1轴，同横向的X轴进行插补控制个点胶平台；Z轴控制原来的Y2轴，同横向的X轴进行插补控制第二个点胶平台；A轴控制原来的Z轴走不同高度的点胶面；这样就可以解决控制系统能直接执行CAD等图形编辑软件生成的代码程序；中达的数控系统本身具有24个输入点、16个输出点，设备的I/O点也够使用；中达的A系列伺服使用的控制理论是**的强健式的控制理论(PDFF),即使在伺服电机的负载惯量大范围的变化时，伺服系统仍然可以保持优异的性能，进行流畅、、正确地定位。通过客户的技术要求和原控制方案的不足我们选择了基于中达电通的数控系统的控制方案，系统由数控系统、伺服控制系统、执行机构组成控制方案，参见图1。系统电气接线参见图2。电控柜图片参见图3。
图1 点胶机自动化伺服框图
3.2 数控系统
中达H4系列PUTNC-H4-4型数控系统是核心控制平台。中达H4系列PUTNC-H4-4型是5.7”单色LCD四轴Vcmd控制器，包括输入板AB208一块；输出板AB209一块。PUTNC-H4-4的主要功能与特点：
（1）开放式的系统架构，內含嵌入式可编程 PLC ，可应用各类产业机械和自动化设备。
（2）高清晰LCD液晶显示，用户可以自行规划画面内容，亦可RS232连接DELTA人机，界面更亲和。
（3）全功能CNC键盘，配合PLC开发，可自定义按键功能，操作更灵活。
（4）**机型大提供多至4轴的伺服轴接口, 响应速度可达1000Kpps，运动速度更快。
（5）解析度可设定至 7 位数，配合不同的检测装置可实现半闭环/闭环控制架构，控制精度更高。
（6）大提供2组D/A输出、A/D输入。
（7）提供标准的24点输入和16点输出，如有需要可选配I/O扩展单元，可再扩充32点输入，32点输出。
（8）具有主仆模式功能和被动ENCODER反馈功能，轻松构建主从追随和同步裁剪功能。
（9）除支持标准G代码NC编程外，更提供变量表格编程和示教功能编程功能，编程更灵活。
（10）MACRO宏指令，可以进行数学、逻辑运算，NC编程功能更强大。
（11）程序存储容量 256K byte，NC程序组别高达1000组。
（12）提供RS232C标准接口，可连接个人电脑（PC）实现DNC 在线加工功能。
3.3伺服控制系统
中达ASD-A0121LA型配置3套；ASD-A0221LA型配置1套。ASDA伺服原理采用的是**强健式的控制理论(PDFF)，如图4所示。
图2 伺服系统接线图
图3 点胶机自动化伺服电控柜
图4 ASDA伺服原理
（1）PDFF强健式控制优点：
•在大范围负载惯量变化,系统依然保有性能；
•对命令和干扰有不同的补偿控制；
•稳定性完全保证；
•阻尼刚性优良, 低速转动特性优良；
•超越量很小。
（2）PDFF强健式控制缺点：控制参数需由繁复数学计算而得, 使用者无法自行调整。对此，设计中可依阻尼刚性的大小, 利用驱动器内含十组强健控制器, 供使用者选用。
3.4数控系统I/O点的规划与连接
数控系统I/O点的规划与连接参见表1。
表1 I／O点规划
bbbbb 信号说明 OUPUT 信号说明
I00 EM-STOP O00 X轴伺服ON
I01 程序暂停 O01 Y轴伺服ON
I02 程序启动 O02 Z轴伺服ON
I03 排胶 O03 A轴伺服ON
I04 回零 O04 点胶器开关
I05 X轴原点信号
I06 Y轴原点信号
I07 Z轴原点信号
I08 A轴原点信号
I09 X轴左限位
I10 X轴右限位
I11 Y轴前限位
I12 Y轴后限位
I13 Z轴前限位
I14 Z轴后限位
I15 A轴上限位
I16 A轴下限位
3.5 台达伺服系统调试
（1）手动调试。在整个系统的机械安装和电器的连接完毕后，首先利用上位系统或台达伺服所具有的手动控制方式，同时将所有伺服的参数P0-02设置成14，让机构的X轴和Y轴进行往复的运动，在伺服的显示屏上会显示伺服在此机构上面应用的转动惯量JL/JM，我们利用台达伺服的调试小软件GAIN.EXE，将伺服显示的转动惯量JL/JM和我们通过调试计算出来的响应频宽B.W输入的GAIN.EXE软件中，在点胶机中我们测试出伺服的转动惯量JL/JM、响应频宽B.W是80，计算出来我们需要的参数，把这些参数手动输入的伺服控制器中，点胶机即可正常运行。
（2）自动调试。这种调试比手动要简单了，首先也要像手动那样先将转动惯量JL/JM测试出来，把这个值输入到参数P1-37中，再把参数P2-31设置成64、P2-32设置成5，这样点胶机就可以正常运行了。
手动调整比自动调整要**的多，可以通过多次的加工测试来测试出一组适合整个机构的参数；但是手动调整的时间要比较长，花费的工期也比较多，同时在成批量生产的过程中，伺服参数的输入等也都非常的不方便；台达A系列伺服的高性能、整定时间短、在点胶机应用中的调频参数比较宽等等，所以我们在点胶机的正常应用中使用自动调整比较多一点。
（3）数控系统参数的说明。中达电通的数控系统在点胶机应用中需要更改的参数说明：
0093: 00000256：主仆式功能设定；256＝设定单节间不停顿模式；
0118: 00000100：X轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）；
0119: 00000120：X轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）；
0120: 00000100：Y轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）；
0121: 00000120：Y轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）；
0122: 00000100：Z轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）；
0123: 00000120：Z轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）；
0124: 00000100：A轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）；
0125: 00000120：A轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）；
0130: 00000001：X轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向；
0131: 00000001：Y轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向；
0132: 00000001：Z轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向；
0133: 00000001：A轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向；
0154: 00000001：X轴设定伺服电机的旋转方向；0＝正向、1＝负向；
0156: 00000001：X轴设定伺服电机的旋转方向；0＝正向、1＝负向。
（4）ASDA伺服参数的说明。ASDA伺服在点胶机应用中需要更改的参数说明，这里我们以X轴的参数为例。
P0-02:14：驱动器的状态的显示；用来显示机构的转动惯量
P1-01:2：控制模式及控制命令输入源的设定；
P1-37:11：伺服电机的负载惯量比；在自动模式下用来设定伺服电机的负载惯量比；
P1-44:12、P1-45:10：电子齿轮比的分子、分母；使伺服电机带动的滚珠丝杠等机构运动的距离与上位机要求的距离相同；
P2-00:125：位置控制增益；主要控制伺服位置环回路的应答性；
P2-04:5526：速度控制增益；主要控制伺服速度环回路的应答性；
P2-06:80：速度积分补偿；控制伺服电机、机构的固定偏差和整个机构的抖动；
P2-25:3：共振抑制低通滤波；用来设定共振抑制低通滤波的时间常数；
P2-26:14：外部干扰抵抗增益；用来增加对外力的抵抗能力并降低加减速的过冲现象；
P2-31:64：自动及简易模式设定；在自动模式时用来设定响应的频宽；
P2-32:5：增益调整方式；设定伺服的调整模式为PDFF自动模式即负载惯量比固定，伺服的响应频宽可调整。
4结束语
点胶机是具有广泛应用前景的手机塑壳生产线、PCB板生产线、SMT混装生产线的重要设备。中达数控点胶机可以有效减少生产线的生产周期时间。对于生产效率和设备的稳定性的**来说，伺服自动化也还要依靠科学的管理和的操作配合以及良好的设备维护与保养来实现。随着市场竞争的日趋激烈，该项目将会在越来越多的企业应用中创造显著的经济效益。