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摘 要: 本文主要介紹臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品在塑料床墊成型機(jī)控制系統(tǒng)上的整合應(yīng)用。該控制系統(tǒng)結(jié)合臺(tái)達(dá)HMI、PLC、變頻器、溫控器等自動(dòng)化產(chǎn)品，操作直觀、靈活，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)作效率，體現(xiàn)出臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品較高的性價(jià)比，得到了客戶的充分認(rèn)可，值得業(yè)界同行借鑒和推廣。
關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)；HMI；PLC；變頻器
1 前言
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，塑料制品已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和大眾生活眾多行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，塑料制品相對(duì)成本較低，性能也毫不遜色，人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂盟芰现破返谋匦杵芬苍絹?lái)越多。塑料床墊制品也是人們生活中的必需品，市場(chǎng)需求旺盛，因此對(duì)于塑料床墊成型機(jī)的先進(jìn)控制需求也越來(lái)越迫切。傳統(tǒng)的電氣控制設(shè)備存在精度低、安全性差等缺點(diǎn)已經(jīng)逐漸為現(xiàn)代化自動(dòng)控制設(shè)備所代替。現(xiàn)今塑料床墊成型機(jī)的控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度愈來(lái)愈高，根據(jù)設(shè)備不同會(huì)應(yīng)用到不同種類的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，如：人機(jī)界面、PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)、編碼器、溫控儀表等各類產(chǎn)品。客戶往往可以根據(jù)控制對(duì)象的不同選擇相應(yīng)的設(shè)備來(lái)進(jìn)行控制系統(tǒng)的構(gòu)建。
本文論述的塑料床墊成型控制系統(tǒng)是一個(gè)很好的臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品整合應(yīng)用案例。基于臺(tái)達(dá)的DVP系列 PLC和變頻器等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)設(shè)備不同區(qū)域的溫度控制和塑料成型速度控制要求，精度較高且穩(wěn)定可靠，值得同行借鑒。
2 工藝分析
塑料床墊成型設(shè)備機(jī)械部分分為機(jī)頭部分和主機(jī)部分，化工原料添加進(jìn)機(jī)頭部分原料斗攪拌加溫。經(jīng)過(guò)在適當(dāng)?shù)墓に囈鬁囟瓤刂葡�，機(jī)頭噴嘴加工生產(chǎn)出直徑很細(xì)的圓柱形塑料絲。根據(jù)產(chǎn)品不同規(guī)格需要，更換模具可以改變圓柱塑料絲的直徑。大量的塑料圓柱絲源源不斷的輸送到主機(jī)部分，主機(jī)部分不同區(qū)域溫度要求控制不同，塑料絲經(jīng)過(guò)模具加工處理，形成厚度、寬度一定的塑料圓柱絲網(wǎng)絡(luò)交織的塑料成型制品。再根據(jù)設(shè)定的裁剪長(zhǎng)度切割，從而可以生產(chǎn)出長(zhǎng)度、厚度、寬度不同的塑料絲網(wǎng)床墊制品。臺(tái)達(dá)正是針對(duì)該作業(yè)流程及特點(diǎn)，將旗下自動(dòng)化產(chǎn)品進(jìn)行了有效整合，成功應(yīng)用于塑料床墊成型機(jī)控制系統(tǒng)。
3 控制系統(tǒng)
3.1控制系統(tǒng)原理
系統(tǒng)的控制原理框圖如圖1所示：
圖1 控制系統(tǒng)原理框圖
塑料床墊成型機(jī)控制系統(tǒng)采用臺(tái)達(dá)人機(jī)界面作為主站監(jiān)控設(shè)備，充分利用人機(jī)界面DOP-A10THTD1三個(gè)通訊口。人機(jī)COM1（RS232）連接下位PLC控制器COM1通訊口，通訊交換工藝參數(shù)數(shù)據(jù)；人機(jī)COM2（RS485）連接機(jī)頭控制系統(tǒng)12臺(tái)溫控表；人機(jī)COM3（RS485）連接主機(jī)控制系統(tǒng)11臺(tái)溫控表。人機(jī)界面可以設(shè)定不同控制區(qū)域溫度SV值，顯示溫度PV值；PLC通訊口COM2（RS485）通訊連接7臺(tái)變頻器，PLC通訊寫(xiě)入變頻器給定頻率、變頻器啟動(dòng)停止命令，讀取實(shí)際輸出頻率；人機(jī)界面設(shè)定電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速，讀取電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速。
3.2 控制方案設(shè)備配置
控制系統(tǒng)技術(shù)方案的設(shè)備配置如表1所示：
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序號(hào) |
元件名稱 |
型號(hào)規(guī)格 |
數(shù)量（臺(tái)） |
備 注 |
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1 |
電源模塊 |
DVPPS02 |
1 |
DC24V，2A |
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2 |
PLC主機(jī) |
DVP28SV11R |
1 |
16K Step |
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3 |
PLC擴(kuò)展模塊 |
DVP06XA-S |
1 |
4AI+2AO |
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4 |
HMI |
DOP-A10THTD1 |
1 |
10.4”，65536色 |
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5 |
溫控器 |
DTB4896RR |
23 |
RS-485通訊 |
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6 |
變頻器 |
VFD007B43A |
4 |
750W |
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7 |
變頻器 |
VFD015B43A |
2 |
1.5KW |
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8 |
變頻器 |
VFD022B43A |
1 |
2.2KW |
表1 控制方案的設(shè)備配置表
上述表格僅列舉出控制系統(tǒng)主要元器件，此外還包括低壓電器（低壓斷路器、電磁接觸器、電磁繼電器、按鈕、指示燈等）、檢測(cè)傳感器（接近開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等）、變頻器通訊電纜等，此處均不予贅述。
3.3 控制設(shè)備實(shí)物圖
控制系統(tǒng)實(shí)物圖如圖2、圖3、圖4所示：
圖2 控制系統(tǒng)接線圖
 
圖3 控制系統(tǒng)操作面板圖
圖4 現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示面板圖
3.4 控制程序
A、人機(jī)界面控制程序簡(jiǎn)要介紹如下：
主要分為主機(jī)溫度控制、機(jī)頭溫度控制、變頻電機(jī)速度控制、普通電機(jī)控制、變頻器參數(shù)設(shè)置等畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)設(shè)備不同區(qū)域溫度控制和塑料成型速度控制要求，同時(shí)可以監(jiān)控設(shè)備工藝參數(shù)。
B、PLC控制程序主要分為下面幾個(gè)部分：
1） 擬量處理：接受機(jī)頭控制柜內(nèi)2路模擬量信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換后，1路作為直流調(diào)速系統(tǒng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度實(shí)時(shí)數(shù)值輸出；1路模擬量傳送給機(jī)頭控制柜直流調(diào)速系統(tǒng)，做為速度給定命令；
2） 控表啟動(dòng)停止控制；
3） 裁斷控制程序，根據(jù)設(shè)定長(zhǎng)度不同，不同氣動(dòng)元件組合動(dòng)作實(shí)現(xiàn)塑料網(wǎng)狀成型制品快速裁斷控制；
4） 變頻器通訊控制：包括變頻器啟動(dòng)、停止命令，設(shè)定線速度（m/min）轉(zhuǎn)換為頻率給定數(shù)值（Hz），讀取變頻器實(shí)際輸出頻率（Hz）轉(zhuǎn)換為電機(jī)運(yùn)行速度（m/min）數(shù)值。
5） 快速輸送控制，裁刀程序執(zhí)行之后動(dòng)作。
通過(guò)上述程序的運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)塑料床墊成型機(jī)控制系統(tǒng)的有效控制，大大提供原系統(tǒng)的工作效率和可靠程度，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程安全控制。
4 結(jié)語(yǔ)
根據(jù)客戶設(shè)備技術(shù)要求，本塑料床墊成型機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)合臺(tái)達(dá)HMI、PLC、變頻器、溫控器等自動(dòng)化產(chǎn)品，為客戶開(kāi)發(fā)了一套穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)線系統(tǒng)，受到了客戶和使用單位的充分認(rèn)可，再次證明中達(dá)電通是客戶值得信賴的合作伙伴。運(yùn)行實(shí)踐表明，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，安全可靠，性價(jià)比高，值得業(yè)界同行借鑒和推廣。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 臺(tái)達(dá)全系列可編程序控制器 臺(tái)達(dá)內(nèi)部資料 2008
[2] 郭宗仁等. 可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù). 人民郵電出版社，2002
[3] 變頻器在工業(yè)中的選擇與應(yīng)用 劉繼黨等 科技信息 2009年第23期
作者簡(jiǎn)介：
孫承志，男，中達(dá)電通資深技術(shù)工程師，工學(xué)學(xué)士，在機(jī)床、紡織等領(lǐng)域具有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)從事臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品技術(shù)整合應(yīng)用與研究。
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