人機界面和PLC在雙盤收線機中的應用

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行控制，代替復雜繼電器控制線路，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。控制系統(tǒng)的PLC采用數(shù)字I/O模塊，負責對定長、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使用，因此須將相同的動作對應的放置，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，導致故障不能復位，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，提醒維護人員進行維修。

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。考慮該系統(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)場工作人員進行現(xiàn)場處理，同時觸摸屏顯示故障位置及相應解決辦法，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)中得到了廣泛的應用。利用PLC和人機界面對復雜運行過程進行簡化處理，有利于設(shè)備維護與修理，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。