河北省衡水市西门子（中国）有限公司授权代理商-西门子工业技术支持-西门子变频器

一、项目概述
    散热带是空调行业中，重要也是用得多的零部件之一，它对散热器和冷凝器的温控效果，起到非常重要的作用。由于散热带成型技术的工艺复杂性，而且空调行业对它的需求量又很大，所以它的制造工艺往往很难用简单的机械设备来实现。传统工艺制造方法是：通过机械的齿轮传动，加上简单的伺服控制。传统工艺制造的技术弱点是：工艺参数修改困难，而且控制精度较差。
    此次，我们研制的这套散热带成型机设备，电气控制部分采用了西门子simaticcpu315t-2dp对系统的各个传动轴进行jingque的运动控制，不仅可以有效地提高传动轴的定位精度，同时能够在整个系统运行过程中实时修改工艺参数，很好地克服了传统设备中的技术弱点。
    二、控制系统构成

    散热带成型机是一套典型的运动控制系统，它的原料是一盘被卷成盘状的散热带（见图一），而它的成品是一根根有着同样长度和一定高度的锯齿型散热带（见图二）。图二

    这个机床共由六根轴构成（见图三），对轴的各种操作和工艺参数，均是通过西门子的人机界面（hmi）来设定。系统的第一根轴是速度轴，通过变频器实现速度控制，其作用是将机床的原料——盘状的散热带按照系统设定的运行速度快速放出。系统的第二根轴经过齿轮箱和成型刀具相连，虽然它也是由变频器控制，但它却是机床的主轴，因为在它的轴端安装了作为整个系统主动轴的增量式编码器。第三根轴是一根从动轴，它的位置介于第一根轴和第二根轴之间起到一种阻尼和缓冲的作用。在传统的工艺中，这根轴被磁粉制动器所代替，但由于磁粉制动器的磁粉随着时间的推移被磁化，产品的质量得不到充分保证。现在我们将这根轴和主轴进行电子齿轮比的相对同步控制，使它和主轴形成一个微小的速差以产生一定的张力，这样既克服了磁粉制动器的缺点，同时也消除了由于原料不平整等因素引起的制造误差。
    散热带经过了成型刀具成型之后，形成松散的锯齿状。但是，成品散热带的锯齿状是很紧密的，并且，散热带成锯齿状后有较强的弹性，不容易形成终的形状。因此，第四、第五、第六根轴，要对整根散热带子进行多级整形调整。由于机床运行过程中，散热带的移动速度很快，要达到每秒三米，所以系统控制的一个难点是：各整形轴之间要配合得恰到好处，且不能产生累积误差。在这里我们使用了simatict-cpu所提供的juedui电子齿轮比作jingque地同步功能，使得第四、第五、第六根轴和主轴末端的编码器实现位置同步，很好地解决了这一难题。
    系统控制中的另一个难点是：在散热带的快速移动中切出长短一致的带子。对机床第六根轴的控制中，我们使用了simatict-cpu的电子齿轮比同步中的output cam功能，使第六根轴到达规定位置后能迅速发出信号，触发刀具切断带子。
    整个机床的六根轴，通过profibus-dp（driver）通讯口的等时同步通讯模式进行联接，极大地提高了系统的一致性、稳定性和快速性。

    三、控制系统完成的功能
    整个控制系统的核心部件，我们选择了西门子的simaticcpu315t-2dp。它是西门子家族中一款性价比较高的，集成了西门子simotion运动控制器和simatic逻辑控制器于一体的新一代s7-300 plc自动化控制产品。这两大zhuming的西门子控制器内核之间的通讯，是由simatict-cpu的内部硬件来保证，勿需要用户额外编制通讯程序，实现了复杂的逻辑控制器和gaoji的运动控制器之间的无缝连接，节省了用户的开发成本，大大缩短了系统的编程、调试时间。
     系统中将 cpu315t-2dp的两个通讯口都配置成12mbits/sec的通讯速率，其中标准的mpi/dp口用于连接人机界面和变频器，另一个profibusdp（drive）口连接伺服控制器和外接编码器。整个系统的六根轴由simatict-cpu通过profibus总线形式，采用isochronemode（等时同步）模式链接控制，极大地提高了系统的控制精度。硬件配置见

     伺服控制器采用了西门子新推出的sinamics s120cu320（见图五），电机模块选用了书本型并带有接口的双轴模块，电机选用1fk7系列带有接口的伺服电机。硬件组态时通过软件s7 technology中集成的s7tconfig调试软件，使用“驱动器参数自动配置模式”，一次性将所有伺服系统数据（包括：伺服驱动器参数配置，伺服电机参数，伺服电机所带的编码器）读上来，免去了繁琐的伺服驱动器和电机的参数配置过程。

    四、项目的实施与运行
     simatict-cpu的开发软件，通过集成在step7环境下的工艺软件包s7 technology进行硬件配置，驱动器调试，工艺参数设置，编制程序。
     对simatic t-cpu就编制程序工作而言，与使用simatic s7-300plc的编程软件step 7一致。这也是对于工程技术人员力的地方，只要你有plc编程的技术基础，你就可以在simatict-cpu这个平台上，独立地完成非常复杂的运动控制系统开发任务。由于simatict-cpu是一个集成了西门子simotionyouxiu运动控制器和simatic 逻辑控制器于一体的新一代simatics7-300 plc自动控制产品，所以，你不仅仅可以轻松得到的西门子simatic s7-300plc控制器的诸多技术优势（例如，逻辑控制，工业网络通讯，hmi通讯，远程诊断，等等），同时，可以顺便得到西门子youxiusimotion运动控制器的诸多运动控制技术优势。
     simatic t-cpu主要用于各种需要多轴运动控制的应用场合。这种多轴运动控制系统的应用，对电气控制系统的实现往往有一定的难度。如果你采用了simatict-cpu，只要在电脑中安装了step 7软件和s7-technology软件包，所有多轴运动工艺所需要的运动控制功能，都可以在step 7编程库中找到相对应的命令功能块，调用它们和使用通常的simatics7-300软件功能块没有任何差别。你可以采用plc结构化编程方式，非常容易地实现运动控制的编程、调试工作。这样，西门子simatict-cpu的用户，对工程师运动控制的知识背景要求不高，非常人性化。
    工艺轴的参数，如速度、位移等等，以及轴的各种状态和错误信息都包含在分配给轴的db块中，编程时只要读取各个轴的db块中相应地址的数值，就能对轴的运动状态一目了然。而且，通过db块中的错误报警信息，能够及时地判断和处理故障。图六是机床的四根伺服轴经过配置后所生成的db块

    五、应用体会
    机床投入运行后工作正常，性能稳定。尤其是设备能够达到每秒3米的成型速度，及其可以动态修改工艺参数的技术特性，受到了用户的好评