高性能工控機(jī)維修

　　　　二、機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在未來的時(shí)間里發(fā)展前景是如何的?　　　　經(jīng)過十多年的發(fā)展，目前機(jī)房環(huán)境監(jiān)控處于青壯年階段的成長期，未來幾年將會是這個(gè)行業(yè)的高速發(fā)展期，環(huán)境監(jiān)控將會成為機(jī)房建設(shè)必上的項(xiàng)目，而一些老的機(jī)房也會增加環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)來提高機(jī)房的管理水平大部分單個(gè)的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)走向集團(tuán)型以及多機(jī)房聯(lián)網(wǎng)的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)然，隨著機(jī)房環(huán)境監(jiān)控行業(yè)的成熟，廠家的項(xiàng)目利潤會進(jìn)一步下降，但直接用戶的項(xiàng)目和行業(yè)客戶的項(xiàng)目的利潤影響不大，反而會因?yàn)轫?xiàng)目額度的提高給機(jī)房環(huán)境監(jiān)控廠家?guī)砭薮蟮陌l(fā)展機(jī)會。同時(shí)，機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)其實(shí)是機(jī)房里面的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，隨著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)的日益完善以及物聯(lián)網(wǎng)概念的逐步成熟，機(jī)房環(huán)境監(jiān)控廠家會因?yàn)樵跈C(jī)房里面積累的物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)而在以后行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中取得了發(fā)展先機(jī)。如果我們錯(cuò)過了“互聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展機(jī)會，那我們要更好地把握好即將到來的“物聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展機(jī)會。　　。

4.2稱重傳感器的選型稱重傳感器選型四大要素為穩(wěn)定性的選擇、靈敏度的選擇、對傳感器數(shù)量和量程的選擇、精度的選擇稱重傳感器材料包括以下幾個(gè)部分：應(yīng)變片材料、彈性體材料、貼片黏合劑材料、密封膠材料、引線密封材料和引線材料。應(yīng)變材質(zhì)通常為高純度康銅，彈性體材料通常選擇各樣金屬，主要有鋁合金、不鎊鋼和合金鋼等等。稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類。玻璃工廠內(nèi)的電子秤通常選用電阻應(yīng)變式傳感器彈性體的材質(zhì)有不銹鋼、合金鋼、碳鋼，傳感器的受力形式有壓式和拉式，傳感器的形狀有柱形、S形、長方形。選擇傳感器的量程時(shí)需考慮電子秤的最大稱量值、秤斗重量、排料設(shè)備重量、保險(xiǎn)系統(tǒng)、沖擊系數(shù)等?，F(xiàn)玻璃工廠內(nèi)的電子秤稱重傳感器使用進(jìn)口品牌較多。4.3給排料設(shè)備的選型如今玻璃工廠內(nèi)的電子秤給排料設(shè)備有電磁振動給料機(jī)、螺旋輸送機(jī)、蝶閥等。選擇給排料設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮電子枰的最大稱量值、稱量周期、物料的特性、設(shè)備的給料能力、經(jīng)濟(jì)性等因素。在平板玻璃工廠中物料硅砂的顆粒度及硬度較大，硅砂電子秤的加料設(shè)備通常選用電磁振動給料機(jī)或者帶式輸送機(jī)，而不選用螺旋輸送機(jī)’以防止硅砂對螺旋葉片的過度磨損。而物料硝酸鈉粘度大，硝酸鈉電子秤的給料設(shè)備通常選用螺旋輸送機(jī)，如果選用電磁振動給料機(jī)很可能會造成給料堵塞。

主要特點(diǎn)：1、經(jīng)典的WindowsXP操作界面，人機(jī)界面友好，操作簡便快捷；高性能的嵌入式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和8.4寸分辨率為800×600的TFT真彩顯示屏，可以提供豐富直觀的信息，包括設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)及各種幫助信息等2、本機(jī)WindowsXP系統(tǒng)自帶恢復(fù)功能，避免因非法關(guān)機(jī)或誤操作等引起的系統(tǒng)崩潰。3、配備有超薄型工業(yè)鍵盤和光電鼠標(biāo)，可以象操作普通PC機(jī)一樣通過鍵盤或鼠標(biāo)完成各種操作。4、主控板采用DSP+FPGA結(jié)構(gòu)，16位DAC輸出，對基波可產(chǎn)生每周2000點(diǎn)的高密度正弦波，大大改善了波形的質(zhì)量，提高了測試儀的精度。5、功放采用高保真線性功放，既保證了小電流的精度，又保證了大電流的穩(wěn)定。6、采用USB接口直接和PC機(jī)通訊，無須任何轉(zhuǎn)接線，方便使用。7、可連接筆記本電腦（選配）運(yùn)行。筆記本電腦與工控機(jī)使用同一套軟件，無須重新學(xué)習(xí)操作方法。8、配有獨(dú)立專用直流輔助電壓源輸出，輸出電壓分別為110V（1A），220V（0.6A）。以提供給需要直流工作電源的繼電器或保護(hù)裝置使用。9、具有軟件自較準(zhǔn)功能，避免了要打開機(jī)箱通過調(diào)整電位器來校準(zhǔn)精度，從而大大提高了精度的穩(wěn)定性。

3.3.1反復(fù)校正法步驟去皮調(diào)零配料秤空秤下，用與該秤放大通道的零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位器使秤值顯示近于零（最小分度值附近）并記下該顯示值，作為零點(diǎn)值。靈敏度粗調(diào)。在該配料秤上加一定重量砝碼（最大值稱量值的30%左右，均勻放在秤斗上），調(diào)節(jié)靈敏度電位器，使秤顯示值等于:砝碼重量+零點(diǎn)值。卸下砝碼，重復(fù)一次前兩步工作。靈敏度精調(diào)?？粘诱{(diào)零至最小分度值附近，并記錄該零點(diǎn)值。加砝碼（均勻放在秤斗上）至配料最大值，調(diào)節(jié)靈敏度電位器，使顯示值等于：砝碼重量+零點(diǎn)值。觀察、記錄若干中間值及零點(diǎn)值計(jì)算誤差，必要時(shí)重復(fù)一遍精調(diào)步驟。3.3.2計(jì)算步驟采用以下公式X=X1xX2/（X2-X3）式中：X：加砝碼后應(yīng)調(diào)節(jié)到的顯示值；X1:所加砝碼總重；X2:加砝碼后實(shí)際顯示值；x3:加砝碼前皮重顯示值?？粘訝顟B(tài)下，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使皮重顯示值大于零，記下該顯示值，得X3。

?5.4.3電機(jī)聯(lián)動測試從上文可以看出伺服電機(jī)在單軸通道下的響應(yīng)性能很好，但是噴涂機(jī)器人在正常作業(yè)時(shí)需要五個(gè)電機(jī)聯(lián)動，這就對于多個(gè)電機(jī)的配合運(yùn)動提出了很高的要求，所以需要測試UMAC的運(yùn)動控制系統(tǒng)對于多個(gè)電機(jī)的聯(lián)動控制性能在進(jìn)行電機(jī)聯(lián)動測試時(shí)，可以同時(shí)控制_5個(gè)電機(jī)的運(yùn)行，但是這種情況下無法通過采集的數(shù)據(jù)來直觀的分析響應(yīng)性能，事實(shí)上，對于2軸以上的聯(lián)動測試，響應(yīng)的數(shù)據(jù)就不能直觀地進(jìn)行觀測。所以本文選擇兩種型號MA-30和MA-06的電機(jī)各一臺，聯(lián)動控制在平面內(nèi)畫圓、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)，UMAC可以跟蹤電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)來繪制平面圖形，這樣即可直觀地觀測分析電機(jī)聯(lián)動響應(yīng)性能。首先定義電機(jī)坐標(biāo)，MA-30和MA-06分別定義為x軸和Y軸，假設(shè)系統(tǒng)的反饋精度是1個(gè)脈沖信號cts，圓的直徑是2_50，畫圓速度是0.12ms，電機(jī)運(yùn)動軌跡如圖5-18（a），誤差分析見圖（b），從誤差分析圖可以看出電機(jī)對于圓度測試的誤差是-6.65cts，這說明電機(jī)聯(lián)動響應(yīng)性能良好，可以滿足噴涂機(jī)器人的精度要求。?接下來對電機(jī)進(jìn)行直線、圓弧插補(bǔ)測試。編寫PLC程序，定義電機(jī)運(yùn)行平面為xy平面，轉(zhuǎn)速1800rpm?1000cts/mm，進(jìn)給速度為_SOOmm/min，然后畫長寬為50mm*30mm的圓矩形，圓角為5mm，運(yùn)動軌跡如圖5-19所示。從圖中兩臺電機(jī)聯(lián)動插補(bǔ)運(yùn)行的圖形可以看出，在直線段軌跡筆直平穩(wěn)，在圓弧段軌跡光滑圓潤，這也證明了控制系統(tǒng)良好的響應(yīng)性能。?5.5本章小結(jié)本章從機(jī)翼自動噴涂作業(yè)系統(tǒng)的整體方案入手，將總體系統(tǒng)分為三個(gè)子系統(tǒng)來研究，即運(yùn)動控制系統(tǒng)、輸調(diào)漆系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)，對每個(gè)子系統(tǒng)的功能進(jìn)行了分析，結(jié)合實(shí)際的噴涂任務(wù)要求，完成了各個(gè)子系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計(jì)。在軟件方面，基于UMAC開發(fā)了運(yùn)動控制軟件和系統(tǒng)監(jiān)控軟件，其中運(yùn)動控制軟件運(yùn)行于下位機(jī)UMAC上，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的伺服控制，系統(tǒng)監(jiān)控軟件運(yùn)行工控機(jī)上，完成系統(tǒng)進(jìn)行初始化、邏輯狀態(tài)監(jiān)控、三維交互實(shí)時(shí)顯示機(jī)器人運(yùn)動狀態(tài)、處理各種突發(fā)情況。最后從UMAC控制算法的原理分析入手，對伺服控制參數(shù)進(jìn)行了整定，測試了系統(tǒng)聯(lián)動響應(yīng)性能，證明控制系統(tǒng)可以滿足噴涂機(jī)器人控制的要求。?。

1.3數(shù)據(jù)采集的建立數(shù)據(jù)采集參數(shù)的選擇通過正交試驗(yàn)，設(shè)置數(shù)據(jù)采集的三個(gè)核心參數(shù)采樣間隔、發(fā)送周期時(shí)間和刷新頻率的最佳參數(shù)。根據(jù)電子秤控制系統(tǒng)CPU掃描周期為30ms，因此采樣響應(yīng)應(yīng)小于等于30ms，且越小越好。經(jīng)正交試驗(yàn)確認(rèn)采樣核心參數(shù)的設(shè)置為采樣間隔時(shí)間20ms，發(fā)送周期時(shí)間200ms，刷新頻率50Hz。2.電子皮帶秤運(yùn)行狀態(tài)分析系統(tǒng)的開發(fā)及測試2.1設(shè)置現(xiàn)場HMI監(jiān)控機(jī)由技術(shù)人員在車間電氣實(shí)驗(yàn)室依次安裝配置DAserver服務(wù)、MySql數(shù)據(jù)庫。完成配置HMI監(jiān)控機(jī)后，對車間所有工段HMI監(jiān)控機(jī)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行測試，具體情況如表1：由表1可以看出，所有HMI監(jiān)控機(jī)數(shù)據(jù)通訊正常，數(shù)據(jù)庫響應(yīng)時(shí)間均小于等30ms，滿足需求。安裝網(wǎng)絡(luò)AB1783-US8T交換機(jī)根據(jù)討論制定的對策，依次安裝交換機(jī)、對交換機(jī)進(jìn)行配置、重新規(guī)劃路由表、將新規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路組態(tài)到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的ENBT中。完成硬件的安裝與網(wǎng)絡(luò)配置后，對所有交換機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率和丟包率進(jìn)行測試：由表2可知，交換機(jī)包轉(zhuǎn)發(fā)率平均值為1.610Mpps，丟包率平均值為0.016%，滿足目標(biāo)值要求。2.3使用C語言編寫系統(tǒng)界面完成相關(guān)硬件安裝配置后，由車間相關(guān)技術(shù)人員使用C語言編寫數(shù)據(jù)庫連接和系統(tǒng)界面。完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，對系統(tǒng)語句進(jìn)行檢驗(yàn)測試，由測試結(jié)果可知，系統(tǒng)程序語句錯(cuò)誤率為0%，滿足目標(biāo)需求。2.4設(shè)置數(shù)據(jù)采集參數(shù)技術(shù)人員在生產(chǎn)現(xiàn)場建立與HMI服務(wù)器的通訊后，設(shè)置之前經(jīng)正交試驗(yàn)確認(rèn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)參數(shù)，并對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行測試。

工控機(jī)與個(gè)人計(jì)算機(jī)，其實(shí)兩者在設(shè)計(jì)理念和使用環(huán)境上市截然不同的個(gè)人計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)理念是追求更高的速度、更好的使用舒適度、更好的用戶體驗(yàn)等。而工控機(jī)更多的是在惡劣的環(huán)境下使用，穩(wěn)定、可靠、擴(kuò)展性好、兼容性好是對工控機(jī)的最基本的要求；其次，對產(chǎn)品的易維護(hù)性、散熱、防塵、產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用周期甚至尺寸方面都有著嚴(yán)格的要求。所以，在設(shè)計(jì)和選擇工控平臺的時(shí)候，考慮更多的是機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其次才是對性能等因素的考慮。。

所選伺服驅(qū)動器可以與C6640通過EtherCAT實(shí)時(shí)通訊，有效縮短了系統(tǒng)的節(jié)拍時(shí)間伺服電機(jī)帶有光學(xué)式備用電池式絕對值編碼器，電機(jī)輸出軸端的轉(zhuǎn)角信號可以反饋到驅(qū)動器中，進(jìn)而輸入給工控機(jī)。這給半閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。機(jī)器人本體為自主研發(fā)的雙平行四邊形碼垛機(jī)器人，其在本體設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行對桿件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得機(jī)器人在高速重載運(yùn)行時(shí)桿件變形較小，保證了桿件的剛度，給動力學(xué)建模時(shí)僅考慮關(guān)節(jié)柔性提供了硬件基礎(chǔ)。機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)物組成如圖_5-2所示。?2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)C6640型號工控機(jī)支持TwinCAT3的編譯環(huán)境，而TwinCAT3集成了PLCNC功能，其操作系統(tǒng)為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)控制周期僅為50us，可滿足控制算法的實(shí)時(shí)性要求，這給控制算法的實(shí)時(shí)性提供了軟件基礎(chǔ)。TwinCAT3的軟件原理圖如圖_5-3所示。軟PLC模塊主要完成計(jì)算及輸出信號發(fā)出的功能，其主要分為運(yùn)動控制模塊和邏輯控制模塊。運(yùn)動控制模塊與驅(qū)動器中的虛擬軸模塊NC相連接，運(yùn)動控制信號輸入到NC軸后，NC軸輸出電流輸入到伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的運(yùn)動控制。電機(jī)編碼器與NC軸相連，將電機(jī)的實(shí)際位置反饋到NC中，進(jìn)而反饋到PLC中，根據(jù)偏差量對控制量進(jìn)行調(diào)整。此外，軟PLC的邏輯控制模塊與輸入、輸出模塊進(jìn)行通訊，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的急停及限位功能。

因?yàn)檫@三種說法都是根據(jù)原理演變出來的先看下原理就知道了液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當(dāng)被測容器中的液位升降時(shí)，液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永jiou磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180deg，，當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時(shí)翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。然后磁翻板液位計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造：上下2個(gè)法蘭，中間一個(gè)不銹鋼鋼管，上面一個(gè)翻板指示器。鋼管內(nèi)有磁性浮子。等主要結(jié)構(gòu)。所以才有這三個(gè)名稱的由來。磁翻板液位計(jì)是一種簡易的液位測量儀表，它適用于石油化工系統(tǒng)中貯有腐蝕性介質(zhì)的槽、罐、油田、油庫等的平底錐蓋及拱頂容器以及一般企業(yè)、民用建筑的水塔（水箱）所需價(jià)格低廉的液閏測量，以解決人工測理液位的困難。磁翻板液位計(jì)是由浮標(biāo)、連接鋼絲、導(dǎo)向滑輪、重錘指針、顯示標(biāo)尺等五部分組成。1、浮標(biāo)：浮標(biāo)是用二個(gè)不銹鋼（或碳鋼）空心圓錐體和一個(gè)不銹鋼（或碳鋼）空心圓柱體焊接而成，并在浮標(biāo)兩側(cè)焊有導(dǎo)向環(huán)起導(dǎo)向作用，浮標(biāo)的作用是直接把液位變化的浮力轉(zhuǎn)給鋼絲，使鋼絲將液位變化轉(zhuǎn)送給重錘指針，實(shí)現(xiàn)液位變化的現(xiàn)場指示。2、連接鋼絲：連接鋼絲的一端吊著浮標(biāo)，另一端連接重錘指針，中間部分封閉在鋼管內(nèi)。

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