人機界面和PLC在雙盤收線機中的應(yīng)用
本文摘要:本文介紹了博基工控的BK-X86系列人機界面和SIEMENS S7-200系列PLC在雙盤收線機中的應(yīng)用,給出關(guān)鍵的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及程序設(shè)計結(jié)構(gòu)和設(shè)計。
1、引言
隨著電線電纜行業(yè)飛速發(fā)展,高效節(jié)能、自動化程度高的設(shè)備越來越受人們的歡迎,雙盤收線機便是其一。雙盤收線機適用于電線電纜行業(yè)的盤式收線,它具有收線速度高、定長自動高速換盤、在換盤過程中設(shè)備部降速、不停機、上下盤氣動升降、氣動夾緊線盤等功能,它將氣路控制盒多種檢測元件結(jié)合在一起,具有復(fù)雜的控制過程。由于PLC運行可靠性高,程序編制靈活多樣,適用環(huán)境能力強,使用方便,維護(hù)和保養(yǎng)簡便等優(yōu)點。因此,利用PLC和人機界面對雙盤收線機進(jìn)行控制,代替復(fù)雜繼電器控制線路,有利于提高設(shè)備的可靠性和利用率。
2、雙盤收線機的構(gòu)造和工作原理
本機由收線裝置、排線裝置、托盤裝置、氣動系統(tǒng)和機身電器控制系統(tǒng)組成。氣動升降上下線盤,氣動夾緊和放松線盤,氣路中備有壓力控制器,當(dāng)壓力低于設(shè)定值時,不能開機或自動停機。收線從空盤到滿盤自動調(diào)速。排線為單獨電機傳動,用交流變頻或直流調(diào)速控制。盤距(盤線間距)調(diào)節(jié)用交流變頻電機控制。換盤用的電機是用交流電機直接啟動,由定長信號控制其從左到右(或從右到左)自動換盤,或由操作者手動換盤及人工上下線盤。剎車系統(tǒng)用氣動控制碟形剎車盤。雙盤收線機工作流程見圖1。

3、PLC的程序設(shè)計
雙盤收線機共有15個控制按鈕,26個檢測點作為輸入點;執(zhí)行元件共有22個,其中電磁閥12個,其他執(zhí)行元件10個?刂葡到y(tǒng)的PLC采用數(shù)字I/O模塊,負(fù)責(zé)對定長、計長、速度等數(shù)據(jù)的實時采集和對設(shè)備的運行狀況進(jìn)行檢測,通過輸出來調(diào)整各個動作的協(xié)調(diào)性,用于控制左盤、右盤、排線、換盤及報警和警告等開關(guān)量和模擬量的輸出。系統(tǒng)采用STEP7-Micro/WIN32 V4.0 SP#編程軟件,根據(jù)工藝流程及控制系統(tǒng)的要求,用梯形圖方式進(jìn)行編程,PLC主要流程圖見圖2。

編程方式主要分為4個部分:手動調(diào)節(jié)、自動調(diào)節(jié)、故障自診斷及邏輯輸出等程序。手動調(diào)節(jié)用于設(shè)備調(diào)試,自動調(diào)節(jié)用于設(shè)備正常運行,故障自診斷用于顯示故障。由于許多動作時重復(fù)使用,因此須將相同的動作對應(yīng)的放置,防止編程混亂。流程圖中A與B在系統(tǒng)運行過程中循環(huán)使用,直到認(rèn)為停機或出現(xiàn)故障而自動停機。根據(jù)多次現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗,總結(jié)出一下幾點故障類型:(1)氣路故障,導(dǎo)致故障不能復(fù)位,系統(tǒng)不能運行;(2)電器檢測元件故障,例如檢測元件不到位干活元件損壞;(3)收線機換盤時收線速度不等,收線過松過緊,導(dǎo)致故障的發(fā)生;(4)左盤運行時,右盤檢測不到信號,以警告使用者;在換盤時,警告尚未消除,即出現(xiàn)故障,系統(tǒng)停機;反之亦然。在故障發(fā)生時,系統(tǒng)通過PLC檢測將故障信息顯示在人機界面上,并發(fā)出報警信號,提醒維護(hù)人員進(jìn)行維修。
4、人機界面的選型與設(shè)計
人機界面的作用是對控制系統(tǒng)的監(jiān)視和管理,如根據(jù)檢測結(jié)果顯示出警告或故障?紤]該系統(tǒng)控制信號和檢測點比較多,通過人機界面?zhèn)鬟f信息簡單,以及處于性價比等方便的考慮,選用北京博基工控研發(fā)生產(chǎn)的BK-X86系列人機界面。該系列人機界面主要分為初始信息傳遞、警告與故障顯示報警和狀態(tài)顯示數(shù)據(jù)處理三個部分。
PLC系統(tǒng)檢測所有的輸入信號,根據(jù)動作要求進(jìn)行邏輯判斷,給出故障或警告,通過三色燈提醒現(xiàn)場工作人員進(jìn)行現(xiàn)場處理,同時觸摸屏顯示故障位置及相應(yīng)解決辦法,故障解除以后才能正常運行。人機界面的工作流程示意圖見圖3。

5、結(jié)束語
北京博基工控研發(fā)生產(chǎn)的人機界面性能穩(wěn)定、性價比高,有利于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本,保證產(chǎn)品質(zhì)量,因此,在企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。利用PLC和人機界面對復(fù)雜運行過程進(jìn)行簡化處理,有利于設(shè)備維護(hù)與修理,并為企業(yè)帶來巨大社會和經(jīng)濟效益。該系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場控制方面,以其良好的控制性能,贏得客戶的廣泛贊譽。
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