基于CAN总线解决方案的玻璃磨边机

1 引 言

玻璃磨边机属于玻璃深加工设备，用于把粗加工成型玻璃的两边或者四边经过磨轮磨制成各种各样的边型，以适合各种不同的应用环境，比如汽车玻璃、家用玻璃等。目前玻璃磨边机大都采用变频器来控制，通过普通电机来带动丝杆来调节磨刀的位置，效率低下且精度不高，严重制药了生产效率的提高，同时不能满足客户多样化的需求。

2 工艺概要分析

随着工厂自动化水平要求的提高，传统的玻璃磨边机已经不能满足客户的要求，因此迫切需要一种新的控制方式来对原有设备进行改良，因此客户对工艺提出更高的要求。该设备与普通的玻璃磨边机具有不同之处，主要体系如下：

能够通过hmi在线选择、修改所加工工件，且能在3s之内控制磨刀电机迅速运行到正确位置，这个位置必须是plc自动实时计算hmi设置的数据得到的；

能够保存多组玻璃加工参数，在切换加工工件时，不需用户再输入参数，只需直接调用即可；系统断电后，系统能够自动控制磨刀回到断电前的位置；加工精度必须控制在±0.2mm；hmi必须能够实时显示出故障、运行状态、实际位置等信息，以便操作人员清楚当前系统处于何种状态。

3 can总线解决方案

3.1 方案与配置设计

深圳步科电气有限公司及时响应客户需求，根据客户工艺要求因地适宜地为该系统选择了can总线解决方案，采用kinco总线型控制器-k4 plc作为系统控制核心，采用kinco智能伺服驱动器作为磨刀驱动电机，彻底解决了客户目前遇到的问题。kinco k4 plc是上海步科电气面向机器自动化领域推出的一款带can总线接口的小型plc，是步科电气kinco plc家族中的新成员，继承了kinco k3系列plc稳定、可靠、易用的特点。采用全新的设计理念，性能更好且功能更强的中央处理器，具有了比普通小型plc更强的数据运算能力，另外该型plc还具有can总线接口，与伺服驱动器、远程i/o、变频器等产品组成一个功能强大的总线系统解决方案，及为您的机械设备控制带来了强大、灵活、高效、性价比更高的控制方案。该型plc还可以通过can总线接口任意扩展i/o，最大支持2048个di/do。

基于can总线控制的自动化磨边机解决方案如附图所示。电控系统配置如附表所示。

附图 can总线自动化磨边机解决方案

3.2 can总线方案评估

鉴于客户提出的工艺要求，我们根据最佳的性价比原则为客户选择了can总线系统解决方案，该解决方案具有很强的灵活性和很高性价比。比较传统方案的优势：节约布线成本，减少布线时间，减小出错机率；减小施工难度，缩短施工周期；降低系统总成本；可靠性更高，抗干扰能力更强；全数字信息交互，信息量更大，实时性更高，可维护性更强。

3.3 can总线解决方法

对于该系统充分的利用了can总线技术优势，并充分发挥k4 plc的优点，为客户解决了工艺要求提出的问题。通过hmi上配方卡功能，实现对工件参数的修改、断电保存。

(1) 在hmi上选择好工件后，系统立即自动传递这些参数到k4 plc，plc 将自动根据这些参数来计算左右磨刀伺服电机的位置，然后通过can总线传递这些位置数据到伺服驱动器去，伺服驱动器再接收到这些数据后，将立即驱动电机运行到相应位置，从而实现更换工件动作。因选择参数到最终电机运行到位的时间需要控制在3s左右，所以plc将自动根据位置数据和时间来计算伺服电机的运行速度，从而实现快速定位目的。

(2) 在切换工件时，操作人员只需通过hmi上配方下降按钮就能把所需加工工件参数下载到plc，不需要重新输入。添加新工件时，操作人员只需一次性输入所有工件的所有参数即可，也可以调出这些参数进行修改，然后在保存到配方里面。

(3) 系统运行时，plc通过can总线实时采集伺服电机的位置数据，上电之后plc将把掉电前的数据发送到伺服驱动器，以控制电机返回到掉电前的位置。因can总线特有的数据传输机制，保证了伺服电机位置的绝对实时性，避免了普通485通讯方式的延时问题。

(4) 采用智能型伺服驱动器及其can总线控制技术，plc能够实时通过can总线监视伺服电机出现的故障，并在hmi上显示出来。同时plc还可以监视伺服电机实际位置、实际速度等信息，采用can总线通讯技术具有方便、数据量大等特点，解决了传统485方式无法实现大数据量传输等难点。

(5) 另外采用can总线系解决统方案，避免了传统脉冲方向控制方式的编程量大、调试复杂、接线众多等技术问题，为客户节省了成本和时间，提高了效率。

4 结束语

该系统为用户带来了效率(转换工件时间的缩短)的提高，同时也降低了系统综合成本。采用总线型k4 plc控制，能够方便实现更改工件参数、更换工件等动作，增加了设备的灵活性，使其使用于各种不同款式玻璃的加工。系统采用can总线通讯，增强了系统的透明度和系统的抗干扰能力。