請問用PLC怎么控制光纖激光器和二氧化碳激光器?
問題:
回答:
CO2激光器的控制相當(dāng)簡單,無非就是一個PWM信號和一個開關(guān)光信號。光纖激光器的如果用PLC控制就比較復(fù)雜了。主要是首先要了解光纖激光器的控制接口定義,國內(nèi)的光纖激光器主要是銳科和創(chuàng)鑫,兩者的控制都是一樣的?,F(xiàn)在我以創(chuàng)鑫激光器為例來說明:
創(chuàng)鑫光纖激光器有個DB25接口,其中:在管腳描述中所有的控制Pin 均為TTL 信號,除非另有說明。請在接口設(shè)計時著重考慮的TTL 標(biāo)準(zhǔn)的電平范圍。一定要注意:24V的PLC需要用高速光耦轉(zhuǎn)換成5V。
一、控制接口管腳功能和控制邏輯分析
Pin# 描述
1-8(D0-D7)
功率設(shè)定(16 進制 0-FF,或 10 進制 0-255 )。
LSB(D0) 對應(yīng)Pin1, MSB(D7) 對應(yīng) Pin8。
– 00h(0): 小輸出功率
– FFh(255): 大輸出功率
– 無連接或不使用,相當(dāng)于 00h.
9 功率鎖存(Latch) 上升沿有效
10-15 接地
16,21
激光器報警狀態(tài)
Pin16 Pin21 狀態(tài)
L ? ? ? ?L 激光器溫度已經(jīng)超過工作溫度范圍
L ? ? ? H 正常狀態(tài)
H ? ? ?H MO 異常
18
主振蕩器(MO)開關(guān)信號:
– H 電平:MO 開
– L 或不接:MO 關(guān)
19
激光器調(diào)制輸入(Booster 放大器開/ 關(guān)輸入)
– H 電平:Booster 開
– L 或不接:Booster 關(guān)
20
脈沖重復(fù)頻率(同步)輸入為方波。
其規(guī)格參見操作 PRR 范圍。允許的占空比為 0.1~0.9。
22
引導(dǎo)激光(紅光二極管)開/ 關(guān)輸入
– H 電平:開
– L 或不接:關(guān)
23
急停輸入
– H 電平:OK( 正常工作)
– L 電平或不接:STOP( 激光器自動關(guān)閉)
(1)此激光器通過DB25 接口進行控制。
(2)Pin1~8 用于設(shè)定功率的8bit 總線。Pin1 為LSB,Pin8 為MSB。此Pin 的輸入范圍為0~255,對應(yīng)0~100% 的標(biāo)稱功率值。例如:
L ? ? ? ? L 溫度超標(biāo)
L ? ? ? ? H 正常工作
H ? ? ? ? H MO 報警
(4)Pin18 為MO(主振蕩器)開關(guān)信號。MO 應(yīng)少在 Booster(BS)打開前5ms 打開。打開MO 后,激光器將消耗一定的電力。(5)Pin19 為Booster(BS)的發(fā)射調(diào)制控制輸入端。提供H 電平可以打開BS,L 電平關(guān)閉BS。在Pin19 變?yōu)镠 電平后,經(jīng)過一定的延時開始出激光,而在該為L 電平后,經(jīng)過一定的延時后激光將關(guān)閉。
注意:
◎ MO 至少應(yīng)在BS 開啟5ms 前打開。如果開啟BS 時MO 處于關(guān)閉狀態(tài),則不會有激光輸出;
◎ 如果先開啟BS,而后再打開MO,激光會在MO 開啟1ms 后發(fā)射。以上兩種情況沒有在操作指導(dǎo)中列出,屬于非正常操作,應(yīng)盡可能避免。BS 隨上升沿同時開啟。
(6)Pin20 為同步輸入端,在指定范圍內(nèi)的脈沖重復(fù)頻率(PRR)從此管腳輸入(參見光學(xué)規(guī)格的PRR 限定)激光發(fā)射脈沖與信號上升沿同步。
注意:
◎ 如果輸入的 PRR 超出指定范圍,激光器保護回路會自動補充缺失的脈沖或限定PRR。
◎ 引導(dǎo)激光不允許與主激光同時開啟。在引導(dǎo)激光運行時,BS 會被內(nèi)部屏蔽。如果在引導(dǎo)激光工作時,Pin19 輸入H 電平,激光則不會發(fā)射能量,而且此時如果關(guān)閉引導(dǎo)激光后,會有激光被發(fā)射。在引導(dǎo)激光開啟的狀態(tài)下,可以開關(guān)MO。
(7)Pin23 為“紅光”控制輸入端。正常運行時應(yīng)處于H 電平狀態(tài)。一旦此Pin 處于L 電平狀態(tài),激光會被自動關(guān)閉(與MO 和BS 同時關(guān)閉相同),不需要取決于其它的控制信號。要重新啟動激光器,必須將MO 和BS 同時降為L 電平狀態(tài)(如果原先為H),再按正常操作步驟設(shè)置操作方能出光。
二、光纖激光器的運行
1、操作步驟
(1)移除激光輸出頭的保護蓋帽;
(2)將控制系統(tǒng)和激光器DB25 針接口連接,需要使用的管腳請參考5.2.2數(shù)字控制接口(DB-25)功能描述;
(3)控制針初始狀態(tài)推薦:Pi n18,19, 針處于低電平Pi n20 的重復(fù)頻率在規(guī)定的范圍內(nèi)
(4)將 24VDC 電源與激光器電源線連接(+24V 對應(yīng)紅色,大地線接黃色,負(fù)極接黑線);
(5)激光器在得到24VDC 供電的120 秒鐘后(預(yù)熱時間),就可以操作了。
注意:◎ 請先允許提供24VDC 主電源,再初始化控制信號。
(6)將急停輸入(Pin23)設(shè)定為H 電平;
(7)從 Pin1~8 設(shè)定想要得到的功率;
(8)將 Pin18 置為H 電平,開啟MO;
(9)等待5ms;
(10)通過Pin19 對激光進行快速調(diào)制。輸入H/L 電平來控制激光器的開關(guān)。激光器開關(guān)的上升/ 下降時間已經(jīng)限定(請參閱第4 章詳細(xì)規(guī)格)。調(diào)制的速度不能比上升與下降時間之和快。典型的上升/ 下降時間為250us,其調(diào)制周期應(yīng)當(dāng)大于500us(相應(yīng)頻率為2kHz);
(11) 完成一次激光開關(guān)的操作后, 等待下一段任務(wù)時, 如果時間超過20ms,建議關(guān)閉MO,這樣會減少耗電,延長MO 的使用壽命,并且避免了MO殘留功率輸出;
(12)完成一項任務(wù)后,將BS 和MO 關(guān)閉(Pin18 和Pin19 置為L 電平);
(13)將24VDC 供電斷開。
2、工作特點
(1)在激光運行過程中,可以通過Pin20 來改變PRR。在改變PRR 時,請注意兩個相鄰的上升沿之間的時間不得大于低的PRR 頻率的周期時間。對于低重復(fù)頻率20kHz 的激光器說,不得大于50us。否則,保護電路將會自動增加缺失的脈沖。如果PRR 大于指定的大重復(fù)頻率,保護電路會將其限制在大值。
(2)在激光運行過程中允許改變 Pin1~8 的功率設(shè)置,并將其存入激光器。激光器會在指定的上升時間內(nèi)對改變的功率設(shè)置作出響應(yīng)。
(3)如果Pin18 為H 電平,Pin19 為L 電平,會有低于20mW 工作波長的激光輸出。
(4)如果激光模塊的溫度超過+45℃,激光會自動關(guān)閉,并同時在Pin16 和Pin21 輸出相應(yīng)的報警信號。如果溫度降低到+45℃以下,則激光器不會自動恢復(fù)工作,并保持報警信號不變,重新啟動操作。
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