基于X-SEL控制器的开发应用

石２０１４年　第２８卷　第１期　油仪器　・２５・　ＰＥＴＲｏＬＥＵＭ　ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＩＳ　・开发设计・　基于Ｘ—ＳＥＬ控制器的开发应用　余正杰　饶丹武　邵　欣　闫　勇　马俊欣　薛立武　（东方地球物理公司西安物探装备分公司　陕西西安）　摘　要：文章介绍了一种自动称量、分档设备中通过采用Ｘ—ＳＥＬ控制器及配套的ｘ、Ｙ驱动轴，来达到工件盘排列要求，　以及为实现工件盘排列而使用ＳＥＬ语言编制程序的过程。　关键词：Ｘ—ＳＥＬ；机械手；控制器；ＳＥＬ语言　中图法分类号：Ｐ６３１．４　３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—９１３４（２０１４）０１－００２５－０４　０引　言　工件盘自动排列广泛应用于现代工业生产中。对　于大量形状相同的小工件（或产品），传统的人工排　列，效率低、人工成本比较高，是工业自动化生产流　程中需要大力改善的一大效率瓶颈，因此各种工件自　２　ｘ—ＳＥＬ通用型机械手控制器的应用　２．１系统概述　本系统由ｘ、Ｙ驱动轴组成。从待测料盘取出工　件放到称量台上，称量完毕再把工件从称量台取下放　到对应质量档位料盘中对应位置上。每个料盘７７个　点，放置工件时需要按顺序放置。机械手运行的范围　内包括１个待测料盘和５个盛料盘，共有４６３个位置　点，如图１所示。在此我们主要介绍通过控制器实现　工件盘排列的过程。　Ｉ１　ｉ　嬲３　３　动排列机在各行各业中得到了广泛的应用。某些企业　生产过程中需要对一种惯性体的质量进行分档，过去　一直采用的是人工测试、摆放的方式，但随着生产量　的增加、劳动强度也越来越大，人工成本也需要相应　增加　３年左右增加的人工费用与研制一台称量、分　档一体的自动设备的费用基本相当。于是通过研究分　析，决定采用ＩＡＩ的通用机械手控制器为核心研制此　设备。而此设备研制的关键点是电子天平与控制器的　ｌ　璺瓣盘５ｌ　ｌ　鬟瓣盘２　通信和工件盘的排列。在Ｉ此我们介绍了控制器实现工　件盘排列的基本原理。　键　　ｌ　ｌ，Ｉ－　Ｉ＿　瓤　Ｐ　１　Ｘ－ＳＥＬ通用型机械手控制器简介　ＩＡＩ的Ｘ—ＳＥＬ控制器，装有３２位ＲＩＳＣ的ＣＰＵ，　通过独创ＳＥＬ语言的不断发展，能实现多任务（并　列动作）、不需ＰＬＣ也能实现工件盘的排列功能、模　拟梯形图功能对应等。该Ｘ－ＳＥＬ控制器有通用型ｌ－４　轴、小型１—４轴规格，通过使用专用的连接电缆和各　种驱动轴连接。控制器数据由位置数据、应用程序构　成。Ｘ．ＳＥＬ语言分为位置数据和应用程序，与其它常　ｌ　　ｌ盛粉盎｛　，Ｉ＿　ｔ　Ｉ＿　藏鞯盘ｌ　５　Ｉ１　ｌ　哥４２　１　Ｉｌ　ｌ　衄　ｌ＿　∞　ｌ　ｉ２ｔ　ｉｌ　Ｐ５　，寝辑盘｛　特糍耘矗　用的语言一样有整型变量、实数型变量。位置数据中　设定和载人了坐标值、速度、加速度、减速时的加速　度（减速度）。ＳＥＬ语言最大的特点是指令比较简单，　不需先编译成计算机语言，能边编译边高速动作。　笋　ｌ　Ｉ＿　ＩＩ＿　｝．　ｉ　魁　ｌ，　，Ｉ＿　图１　待测料盘和盛料盘的整体排列图　第一作者简介：余正杰，男，１９７４年生，工程师，２０００年毕业于中国地质大学（北京）自动控制专业，现在从事物探装备的研发和技术服务工　作。邮编：７１００７７　・２６・　石油仪器　ＰＥＴＲｏＬＥＵＭ　ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＩＳ　２０１　４年２月　Ｘ—ＳＥＬ通用型机械手控制器的ＳＥＬ语言中有进　行工件盘排列的指令，可以比较方便的实现各种规格　工件盘的排列设置，此处采用的是比较常用的用命令　设定工件盘排列位置的方法。过程如下：　２．２工件盘排列的设定　码进行设定。可将驱动轴中不平行，互相不正交的３　维轴作为ＰＸ、ＰＹ轴如图３所示的模式１中１、７、７ｌ　位置数据按顺序放人连续的３个位置数据区。　Ｉ　７７　７Ｏ　６３　５６　４９　４２　３５　２８　２１　ｌ４　７　Ｉ　２．２．１　工件盘排列号码的设定，指令：ＢＧＰＡ　在工件盘设定的最初，用ＢＧＰＡ命令设定工件盘　排列号码，设定工件盘排列开始，最后，用ＥＤＰＡ结　束排列动作。输入的排列号码可以设置从１—１０；此设　７６　６９　６２　５５　４８　４ｌ　３４　２７　２０　ｌ３　６　Ｉ　７５　６８　１２　５　７４　６７　７３　６６　取料盘　料盘１　ｌ１　４　ｌＯ　３　定只对局部设定程序的过程有效，且不能排列号码设　定中嵌套号码设定，只能执行完ＥＤＰＡ后再重新设定　其它工件盘的排列号码。　２．２．２工件盘排列模式的设定，指令：ＰＡＰＮ有２种　模式。　７２　６５　５８　５１　４４　３７　３０　２３　ｌ６　９　２　Ｉ　Ｉ　７１　６４　５７　５０　４３　３６　２９　２２　１５　８　ｌ　Ｉ　按照需要进行排列的工件盘的顺序选择模式：如　图２所示的２种模式。　ＰＡＰＮ　２选择模式２时需此定义，模式ｌ是默认　的设置，不用再专门设置。　模式１　（Ｉ　ｌＰＹ输　≯　图３工件盘排列模式１的３点位置设定方法　往位置数据存储区位置ｌ１放人３点位置数据的　方法：　７７　７０　６３　５６　４９ｌ４Ｉ　ＩＩ　３ｉＩ　２８　２ｌ　１４　７　７６　６９　６２　５５　４８ｌ　４　３４　２７　２日　ｌ３　６　７５　６８　７４　６７　７３　６６　取料盘　料盘１　１２　５　１ｌ　４　ｌＯ　３　ＰＸ轴　位置号码１１　１：始点（最初的工件盘排列位置）　位置号码ｌ２　７：ＰＸ轴方向终点的工件盘排列位　置　位置号码１３　７１：ＰＹ轴方向终点的工件盘排列　位置　方格中的数字表示工件盘排列位置号码（工件盘　排列的顺序），需最先写入位置数据区（１—７为止）的　数据列为优先轴（ＰＸ轴），构成工件盘排列平面另一　方向的轴叫ＰＹ轴。用ＰＡＰＳ指定始点的位置号码。　ＰＩＡＰＳ　ｌｌ　７２　６５　５８　５ｌ　４４Ｉｌ　３７Ｉ　３　　０Ｉ　２３　ｌ６　９　２　７ｌ　６４　５７　５０　４３ｌ　３　２９　ｌ　２２　ｌ５　８　ｌ　ｂＹ轴＿／　模式２　７７　６４　６３　５０　４９Ｉ　３６　３ｉ　２２　２１　８　７　７６　６５　ｆｉ２ｌ　ｉｆｌ　４　８Ｉ　３７　３４　２３　２０　９　６　７５　６６　７４　６７　７３　６８　间距由各轴的个数设定进行自动演算。在３点位　置设定中位置数据仅指定２轴也可、指定３轴也可，　３轴工件盘排列平面为３维平面。见表ｌ为盘１的排　列程序。　表１盘１排列程序　ｌ０　５　取料盘　料盘１　ｌ１　４　ｌ２　３　Ｅ　Ｎ　Ｃｎ　ｄ　Ｃｍｄ　ｏｐ‘　。？ｏｐ。　Ｐｓｔ　Ｃｏｍｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｌ　ａｎｄ　２　指令说明　…’…’　７２　６９　５８Ｉ　５５　４４　ｌ　４１　３　０Ｉ　２７　１６　１３　２　７ｌ　７Ｏ　５７　５６　４３ｌ　４２　２　９Ｉ　２８　ｌ５　ｌ４　ｌ　ｐＹ妯圜圜／　图２工件盘排列的２种模式　２．２．３　工件盘排列个数的设定，指令：ＰＡＰＩ　２．２．４工件盘排列位置的设定可分为下列Ａ，Ｂ两种　Ａ：３点位置设定方法：将其连续的３个位置数据　放人位置数据存储区，用ＰＡＰＳ命令对始点的位置号　Ｂ：和驱动轴平行的工件盘位置排列方法的设定　工件盘排列基点：如图４所示。将始点（工件盘　２０　ｌ　４年　第２８卷　第ｌ期　余正杰等：基于Ｘ－ＳＥＬ控制器的开发应用　表３盘２工件盘位置号码的设置　０　０　・２７・　排列位置号码１）的位置数据放入位置数据存储区，　用ＰＡＳＴ命令指定该位置号码；　Ｅ　Ｎ　Ｃｎｄ　Ｃｍｄ　ａｎｄ　Ｊ　ａｎｄＺ　‘　‘　Ｐｓｔ　Ｃｏｍｍｅｎｔ　指令说明　７７　７０　６３　５６　４　９ｌ　４《３　５ｌ　２８　２ｌ　ｌ４　７　－　７６　６９　６２　５５　ｌ４８ｌ　４ｆＩ　３　４Ｉ　２７　２０　ｌ３　６　７５　６８　７４　６７　７３　６６　ｌ　２　ａ　取料盘Ｘ料盘１　ｌ１　４　—１　Ｘｌ　ｌＯ　３　７２　６５　５８　５ｌ　４４　ｌ　３７Ｉ　３　ｄｌ　９．３　ｌ６　９　２　７ｌ　６４　５７　５Ｏ　４　３Ｉ　３　２　９Ｉ　２９　ｌ５　８　ｌ　厂　ＰＹ轴　ｏ　例如：从图２中把工件盘位置号码ｌｌ设为ｌ，执　行工件盘移动指令时，则向始点（最初的工件盘排列　位置）移动；若将位置号码ｌ２设定为７，执行工件盘　图４与驱动轴平行工件盘排列位置的设定　移动指令时，则会沿ＰＸ轴方向移动。　②通过指令ＰＡＲＧ实现工件盘排列角度的计算，　工件盘排列间距：用ＰＡＰＴ命令指定ＰＸ、ＰＹ轴　在Ｘ－ＳＥＬ语言中，进行工件盘的３点位置设定后，执　行此指令将自动取得工具盘排列的角度，若为３维运　行时，还必须指定工件盘排列的ｚ轴，若无必要，可　以不执行此指令。　③执行指令ＰＡＰＧ可以取得工件盘排列的演算数　方向间距；　工件盘排列轴：用ＰＡＳＥ命令指定ＰＸ、ＰＹ轴方　向的２轴；（和优先轴（Ｐｘ）轴平行的驱动轴的轴号　码和优先轴垂直的驱动轴的轴号码）　ＰＡＳＴ　ｌＯ０将始点位置数据号码存ｌ００中　据设定工件盘排列的位置号码后，执行此指令可以　将工件盘排列位置号码对应的工件盘排列点的位置坐　ＰＡＳＴ　４５　３０　ＰＸ轴方向间距４５ｍｍ，ＰＹ轴方　向间距３０ｍｍ　标放人指定的存储区域。　２．４　工件盘排列的移动　工件盘排列的移动通过指令ＰＭＶＬ实现从现在的　位置往工件盘排列点进行插入移动见表４。　表４工件盘排列中位置的移动　ＰＡＳＥ　２　１　设定优先轴轴号码为２、和优先轴　垂直的轴号码为１　注：使用上述工件盘排列轴、排列问距、排列基　点设置，仅限于ＰＸ轴和ＰＹ轴和驱动轴平行、互相　垂直的工件盘排列。　２．３工件盘排列的演算　①工件盘位置号码排列可以通过指令ＰＳＥＴ、　ＰｌＮＣ、ＰＤＥＣ、ＰＴＩＮＧ实现　程序中首先需通过ＰＳＥＴ设定工件盘排列的位置　Ｅ　。ｒ－ｏｐ。卜Ｐｓｔ　Ｅ　Ｎ　Ｃｎｄ　Ｃｍｄ　０ｐａｎｄ　ｌ　ａｎｄ　２　Ｃｏｍｍｅｎｔ　指令说明　…’　。’　号码，见表２和表３。　表２分别指定６个盘排列时对应位置变量　Ｅ　Ｎ　Ｃｎｄ　Ｃｍｄ　Ｃｎｏｐ‘　。Ｔ＿０ｐ‘　。：Ｐｓｔ　Ｃｏｍｍｅｎｔ　指令说明　ａｎｄ　１　ａｎｄ　２　……‘　２．５此设备所用到的Ｉ／Ｏ分配表　输入输出分配表见表５。　・２８・　石油仪器　ＰＥＴＲ０ＬＥＵＭ　ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＩＳ　２０１　４年２月　表５输入输出分配表　输入ＮＯ．　信号名　输出ＮＯ．　信号名　３结束语　通过此设备的程序控制，可以比较方便的实现物　料多位置的排列。在人力成本不断加大的今天，能够　有效的降低生产成本，提高生产效率，还可根据生产　过程需求的增加，可以增加相应的配置来满足更多生　产的要求。　参考文献　［１】Ｘ—ＳＥＬ控制器使用说明书（资料）　［２】戴仙金．西门子Ｓ７—２００系列ＰＬＣ应用与开发　棚．北京：　水利水电出版社，２００７　【３】刘华波．西门子￥７２００　ＰＬＣ编程及应用案例精选［Ｍ】．北　京：机械工业出版社，２００９　（收稿１３期：２０１３—０８—１４编辑：梁保江）　（上接第２４页）　４现场试验　－－２０１３年１０月，该产品样机在ＸＸ油田ＸＸ号井　测井试验测井曲线如图６所示、通过油田解释专家评　价能够较好的评价套管与水泥环之间（第一胶结面），　以及水泥与地层之间（第二胶结面）的胶结情况。　ｌ＂　｝｛ｌ｛　｝　ｌ　ｌ　；ｊ　ｌ　　ｉＩ　』｛｛｛　　｛ｊ　ｉ　｛｝ｊ　ｊ　｛ｊ　ｊ【　ｌ　ｌ　ｊ　Ｉ｝Ｉ　【｛　ｌ；｛｛　；　｛；ｉ　｛ｆ｛　ｌ　｛　Ｉｆ　｛｛ｌ｛　１　ｌ；｛　｛《｛　ｌ　｛｝｛ｆ　ｌ　；｛　ｊ；Ｉ　ｊ　｛　ｌ　ｉ｛ｉ　　ｆ｛｛　｛ｆ；　｛　｝Ｉ　ｌ　ｊ｛｛　Ｉ　；ｊ　ｌ　｝ｊｆ　ｉｆ｛　　ｆ｝｝ｌ　１｛｛　ｉ　　２（　ＩＯＯ　ｌｌ　【　｝｛ｌ　｛　　｝　｝ｉ｝｛　ｌ　ｉ｝｝　｛｛｝　＋｛Ｉ　｝量　多　ｉ　ｊｌ　ｌｊ；Ｉｊ　　ｊｉ　　ｉ　ｌ　｛　ｉ　｝｛｝ｆ　　ｉ’Ｉ　　ｉ｝！｝｝｛　　Ｊ　ｊ　ｊ　Ｚ　　ｌｆ；ｌｊ　Ｉ　ｉ　ｌ　　　；ｌ｝　｝｝｝｝■　　ｊ｝｝　ｊ　ｌ≯　　ｌｌ　Ｉ　ｌ　　ｌ｛　ｊ｝ｉ　ｊ　１ｉ　　ｉ　；ｌ：｝ｌ｛ｌ　ｌ　　　ｉ｝　｝｝ｉ｛　　１｝ｊｉ　ｉ　！　ｉ　Ｉ’　ｆ　１　ｊ；　２（　１０　ｊ　｝　ｆｌｊ！　、ｌ　ｉ　ｉ　；　Ｉ　｝ｉ　ｊ｛　ｆ　｝　１　ｉ｛ｊ　！　｛｛ｌ！　　｝；ｌ　ｉ　ｌ｛　｛　｝　｛｛Ｉ｛ｊ：｛ｆｆ『　｛｝　砭｛ｊ．１　ｌｌ　　自－　ｉ｛ｌ　ｊ　【｛　｛；ｃ　｛　ｌ　｝　｛ｌ；　ｆ　｝王　｛｝｛ｆ　｝　ｊ　１　｝｛１　ｌ　ｌ　ｊ　｝｛｛ｉ　｛｛　｛｛ｊ　ｌ｝　｝ｊ｝ｊ　｛　Ｉ　ｊ｝；　｛｛ｌ　ｌ｝　ｉ　ｊ　ｊ　ｌ　２（　２Ｑ　｛｛　｝｛｛　｝ｌ｝　∞　毓　ｅ　瑚　￡　｛§　｛　ｌ　ｌ　■　枷　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ；ｉ　ｔ　目　ｊ　图６　ＸＸ井测井曲线图　５结论　该存储式变密度测井仪器的研制，成功解决了油　田开放过程大位移水平井的施工难度和施工风险，降　低了生产成本。该短节经过常温和高温测试各项测试　指标满足研制要求，实现过程采用双备份设计思路，　确保产品可靠性，提高一次性测井成功率。　参考文献　［１】洪有密．测井原理与综合解释［Ｍ】．东营：石油大学出版　社，１９９８　［２】中国电子科技集团公司第二十二研究所．ＭＣＥＴ－１０２０存储　式变密度使用与维修手册．２０１２（资料）　［３］陈峰．Ｂｌａｃｋｆｉｎ系列ＤＳＰ原理与系统设计［Ｍ】．北京：电　子工、Ｉ　出版社，２０１０　（收稿日期：２０１３—１０—２３编辑：梁保江）