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臺達(dá)自動化產(chǎn)品在塑料床墊成型機上整合應(yīng)用

中達(dá)電通股份有限公司

摘　要: 本文主要介紹臺達(dá)自動化產(chǎn)品在塑料床墊成型機控制系統(tǒng)上的整合應(yīng)用。該控制系統(tǒng)結(jié)合臺達(dá)HMI、PLC、變頻器、溫控器等自動化產(chǎn)品，操作直觀、靈活，大大提高了系統(tǒng)運作效率，體現(xiàn)出臺達(dá)自動化產(chǎn)品較高的性價比，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

隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，塑料制品已經(jīng)越來越廣泛地應(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碓蕉唷Ｋ芰洗矇|制品也是人們生活中的必需品，市場需求旺盛，因此對于塑料床墊成型機的先進控制需求也越來越迫切。傳統(tǒng)的電氣控制設(shè)備存在精度低、安全性差等缺點已經(jīng)逐漸為現(xiàn)代化自動控制設(shè)備所代替。現(xiàn)今塑料床墊成型機的控制系統(tǒng)自動化程度愈來愈高，根據(jù)設(shè)備不同會應(yīng)用到不同種類的工業(yè)自動化產(chǎn)品，如：人機界面、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)控制對象的不同選擇相應(yīng)的設(shè)備來進行控制系統(tǒng)的構(gòu)建。

本文論述的塑料床墊成型控制系統(tǒng)是一個很好的臺達(dá)自動化產(chǎn)品整合應(yīng)用案例。基于臺達(dá)的DVP系列 PLC和變頻器等產(chǎn)品，實現(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)備機械部分分為機頭部分和主機部分，化工原料添加進機頭部分原料斗攪拌加溫。經(jīng)過在適當(dāng)?shù)墓に囈鬁囟瓤刂葡拢瑱C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部分，主機部分不同區(qū)域溫度要求控制不同，塑料絲經(jīng)過模具加工處理，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)定的裁剪長度切割，從而可以生產(chǎn)出長度、厚度、寬度不同的塑料絲網(wǎng)床墊制品。臺達(dá)正是針對該作業(yè)流程及特點，將旗下自動化產(chǎn)品進行了有效整合，成功應(yīng)用于塑料床墊成型機控制系統(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

塑料床墊成型機控制系統(tǒng)采用臺達(dá)人機界面作為主站監(jiān)控設(shè)備，充分利用人機界面DOP-A10THTD1三個通訊口。人機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COM2（RS485）連接機頭控制系統(tǒng)12臺溫控表；人機COM3（RS485）連接主機控制系統(tǒng)11臺溫控表。人機界面可以設(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臺變頻器，PLC通訊寫入變頻器給定頻率、變頻器啟動停止命令，讀取實際輸出頻率；人機界面設(shè)定電機目標(biāo)轉(zhuǎn)速，讀取電機實際轉(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：

序號	元件名稱	型號規(guī)格	數(shù)量（臺）	備注
1	電源模塊	DVPPS02	1	DC24V，2A
2	PLC主機	DVP28SV11R	1	16K Step
3	PLC擴展模塊	DVP06XA-S	1	4AI+2AO
4	HMI	DOP-A10THTD1	1	10.4”，65536色
5	溫控器	DTB4896RR	23	RS-485通訊
6	變頻器	VFD007B43A	4	750W
7	變頻器	VFD015B43A	2	1.5KW
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）、檢測傳感器（接近開關(guān)、行程開關(guān)等）、變頻器通訊電纜等，此處均不予贅述。

3.3 控制設(shè)備實物圖

控制系統(tǒng)實物圖如圖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)場儀表顯示面板圖

3.4　控制程序

A、人機界面控制程序簡要介紹如下：

主要分為主機溫度控制、機頭溫度控制、變頻電機速度控制、普通電機控制、變頻器參數(shù)設(shè)置等畫面，實現(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部分：

1）擬量處理：接受機頭控制柜內(nèi)2路模擬量信號，經(jīng)過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換后，1路作為直流調(diào)速系統(tǒng)電機旋轉(zhuǎn)速度實時數(shù)值輸出；1路模擬量傳送給機頭控制柜直流調(diào)速系統(tǒng)，做為速度給定命令；

2）控表啟動停止控制；

3）裁斷控制程序，根據(jù)設(shè)定長度不同，不同氣動元件組合動作實現(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、停止命令，設(shè)定線速度（m/min）轉(zhuǎn)換為頻率給定數(shù)值（Hz），讀取變頻器實際輸出頻率（Hz）轉(zhuǎn)換為電機運行速度（m/min）數(shù)值。

5）快速輸送控制，裁刀程序執(zhí)行之后動作。

通過上述程序的運行，可以實現(xiàn)整個塑料床墊成型機控制系統(tǒng)的有效控制，大大提供原系統(tǒng)的工作效率和可靠程度，并可實現(xiàn)遠(yuǎn)程安全控制。

4 結(jié)語

根據(jù)客戶設(shè)備技術(shù)要求，本塑料床墊成型機控制系統(tǒng)結(jié)合臺達(dá)HMI、PLC、變頻器、溫控器等自動化產(chǎn)品，為客戶開發(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。運行實踐表明，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，安全可靠，性價比高，值得業(yè)界同行借鑒和推廣。

【參考文獻】

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[2] 郭宗仁等. 可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及通信網(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，在機床、紡織等領(lǐng)域具有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗，現(xiàn)從事臺達(dá)自動化產(chǎn)品技術(shù)整合應(yīng)用與研究。