上海玉菱铝塑管包装有限公司的一台铝塑管切割机是1998年投产运行的，其控制系统是通过PLC控制步进电机，这种控制模式已经落后，整个系统存在以下缺点：（1）参数的调整和整个系统的调试难度大（2）继电器控制，故障率高，维护困难，严重制约着生产的稳定运行（3）产品的废品率高。
上海理工大学数控数显实验室受其委托，对其设备进行全数字化技术改造，以实现数控加工，提高劳动生产率，降低产品的废品率。
一、系统概况
整个系统的控制主机是PLC，人机交互界面是触摸屏，通过PLC与触摸屏的通讯，完成对整个系统的自动控制，实现铝塑管的数控切割。其系统框图如下：
图1 系统结构
二、系统设备装置
根据产品生产的要求，从经济性的角度出发，选择控制系统的元器件。（1）伺服系统器件的选择：选用松下大型MINAS V系列的全数字式交流伺服驱动器MDD203AIV（其主要性能指标：适配电机的额定功率为2000W，电源电压为3相200V，编码器类型为2500P/R）。与驱动器配套使用的交流伺服电机为MDM202A1。选用松下交流马达变频器DV707H2200BC（其主要性能指标：适配三相感应式电动机的额定功率为2200W，电源电压为三相AC380V～440V）（2）主控系统器件的选择：选用松下FPO系列化产品C16T（NPN型，输入与输出均为8个点，且有串口）（3）人机交互界面的选择：选用中国台湾的HITECH人机触摸屏PWS1700（配有强大的功能软件ADP3）。
三、控制系统设计
控制系统的核心器件是FPOC16T，其输入信号包括：交流伺服驱动器的输出信号（编码器零位脉冲输出，报警输出），色标传感器信号，变频器报警信号。其输出信号包括：交流伺服驱动器的输入信号（脉冲输入信号，脉冲方向输入信号），变频器启动信号及频率设定选择号，高频焊接信号。如图2示PLC的I/O分配；可见，控制系统的核心任务是由PLC完成输入输出信号的处理。
图2 PLC的I/O分配
四、PLC软件设计
软件部分应具有以下功能：（1）当系统失电停机再次得电时，利用PLC的记忆功能，按下启动按钮能继续工作（2）输入输出信号处理功能（3）触摸屏中设置参数的掉电保存功能（4）人机界面与PLC的通讯连接功能。如图示PLC控制系统软件框图：
图3 PLC控制系统软件框图
五、PLC与触摸屏通讯设计
PLC与触摸屏的通讯设计是本次课题的难点。当PLC与触摸屏能正常通讯时，可以在触摸屏中设置工作参数，完成铝塑管的数控切割。需要做的准备工作是：
1、通讯线制作：
触摸屏的COM2口（25针）与PLC的串口（R，S，G）相连。通讯协议是：COM2口的引脚4与5短接，引脚2（发送数据输出TXD）接PLC的串口R，引脚3（接收数据输入RXD）接PLC的串口S，引脚7（信号地GND）接PLC的串口G。
2、PLC与触摸屏控制读写区的参数设置：
PLC的系统寄存器No.402（用于脉冲捕捉输入功能设置）：设定输入对应位1，2，3，4为“1”。即X1，X2，X3，X4作为脉冲捕捉功能输入端。
PLC串口通讯方式系统寄存器No.412（用于串口通讯方式设置）：设定为K1，即此时用于计算机链接通讯。
触摸屏系统控制读写区（用于触摸屏画面切换控制）：控制区设置寄存器为DT10，位址区设置寄存器为DT20。
PLC与触摸屏通讯参数（用于数据传输）：PLC与触摸屏的系统通讯参数设置必须一致，设置站号Station=1，传输波特率为9600bps，数据位为8位，偶校验，1个停止位。
六、结束语
本自动控制系统经过合适的选型，认真的硬件配置及完善的程序设计，完全满足铝塑管准确切割的要求（切割误差小于0.2mm），该系统自2000年5月投入运行至今，一直运转良好，得到了用户的好评。
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