時間:2010-04-19 15:38:10來源:ronggang
摘 要:以臺達PLC和觸摸屏為控制核心,通過與變頻器、傳感器和電磁閥構成高效、可靠、先進的控制系統(tǒng),用 PLC實現(xiàn)對電磁閥及變頻器的控制,利用觸摸屏對工作過程進行實時監(jiān)視、數(shù)據(jù)分析及故障監(jiān)控,使HXFA368型條并卷聯(lián)合機具有自動化水平先進和生產效率高等特點。
關鍵詞:PLC、觸摸屏、變頻器、HXFA368型條并卷聯(lián)合。
THE Applicatino of PLC and Touch Screen in the HXFA368 Draw Frame&Lap Machine
Abstract:The control system is compose of the Delta P LC and the touch screen ,with the inverter, sensors and solenoid valves constitute a highly efficient, reliable, advanced control systems,PLC control solenoid valve and inverter , touch screen carry out real-time monitoring process , data analysis and fault monitoring, so HXFA368 Draw Frame&Lap Machine have advancedlevelof automation and high production efficiency.
Keywords:PLC、touch sreen、freqyency converter、drawframe&Lap machine
1 引言
HXFA368型條并卷聯(lián)合機在紡紗的整個過程中是個瓶頸環(huán)節(jié),一旦出現(xiàn)問題,后邊整個生產過程就無法進行,所以要求設備控制系統(tǒng)穩(wěn)定、性能可靠、使用方便和自動化程度高等特點。該控制系統(tǒng)將可編程序控制器(PLC)運算速度高、指令豐富、功能強大、可靠性高和抗干擾能力強等特點與觸摸屏操作簡單、功能強大、界面友好直觀的特點結合在一起使用,使該系統(tǒng)具有很好的人機交互功能,在生產應用中取得很好的效果。
2 工藝流程及硬件結構設計
HXFA368條并卷聯(lián)合機主要由成卷部分、牽伸部分、電氣控制柜組成,結構簡潔緊湊,在紡織備中起著承上啟下的作用,其部分工作流程見圖1:
圖1工作流程圖
系統(tǒng)采用中達電通公司DVP-60ES00R主機和DVP32XP(擴展模塊)系列可編程控制器作為中心控制單元,輸入點數(shù)52點,輸出點數(shù)40點,共計92點。操作顯示單元選用中達電通公司DOP-AE10THTD65536系列觸摸屏,電機驅動選用中達電通公司VFD110B43A系列變頻器控制。
在設備上共安裝48個傳感器和8個限位開關,其主要作用是負責各動作的定位、棉條有無的檢測和脈沖信號的采樣,傳感器的輸出信號都為開關量,以常開或常閉觸點接入控制器的輸入端子,選用24v直流電磁閥,直接用PLC的各輸出點驅動電磁閥。設備通過一個電機和10個氣缸完成系統(tǒng)機電氣一體化控制,達到了設備的工藝要求。
3 系統(tǒng)軟件設計
系統(tǒng)設計軟件流程圖如圖2所示。
圖2:程序流程圖
3.1系統(tǒng)初始化
每套控制程序初始化都是必需的,每一次PLC上電或對PLC強制復位都要初始化,主要對在程序中使用的各種計數(shù)器、定時器、寄存器等進行復位和設置,同時保留上次運行需要記憶的各種數(shù)據(jù),完成運行前的各項準備工作。
3.2工作程序
工作程序由通信程序、計數(shù)程序和步進程序等組成,下面對各部分進行陳述。
通信程序采用MODBUS通信協(xié)議來完成PLC與變頻器之間數(shù)據(jù)的傳輸,MODBUS通信協(xié)議指令如下:
LD M1200
MOV H86 D1120 設置通訊格式
SET M1120 通訊格式保持
MOV K100 D1129 通訊時間超時設定
LD M1129
SET M1122 置位送信要求
LDP M1012
MODRD K1 H2101 D40 將D40所存數(shù)據(jù)寫入變頻器地址H2101
LD M1127 接收完畢
RST M1127
設備運行速度經計算轉化成頻率,系統(tǒng)軟件通過MODWD指令將轉化后的頻率寫入變頻器地址,最后由變頻器驅動變頻電機運轉來拖動設備運行,另外通過MODRD指令讀取變頻器的運行狀態(tài)(溫度、頻率、電流)數(shù)據(jù),通過觸摸屏顯示出來,以便用戶對變頻器運行狀態(tài)的查詢,通過變頻器溫度、頻率、電流等數(shù)據(jù)判斷變頻器及設備運行是否正常,及時對設備進行維護,達到安全生產。
計數(shù)程序主要是對計數(shù)傳感器采集的脈沖信號進行處理,通過高速計數(shù)器C235來記錄脈沖信號,每經過一個計數(shù)周期后就將C235所記錄的脈沖信號數(shù)進行計算,轉化成棉網(wǎng)的長度,經過幾個計數(shù)周期,采集的脈沖數(shù)經累計后到達了用戶設置長度,電機停止運行,完成其他一些列動作。
由于該設備在運行過程中執(zhí)行動作比較多,所以在程序設計時采用了步進指令來完成這些動作,一個步進指令必須執(zhí)行三個任務:
1、驅動輸出線圈
2、指定轉移條件
3、指定步進點的控制權要轉移給那一個步進點。
下面是設備控制程序部分步進指令
STL S0 步進從初始狀態(tài)S0開始
LDI X25 空管檢測,無空管及X25=OFF 轉移到S20步進點
SET S20
LD X25 空管檢測,有空管及X25=ON 轉移到S21步進點
TMR T31 延時后轉移到S21步進點
OUT M132 驅動繼電器M132
LD T31
SET S21
RET
控制動作程序利用步進指令編寫使得程序思路明確、條理清晰,在相關的動作互鎖上容易處理,設備系統(tǒng)調試時也容易查錯。
根據(jù)設備工藝要求控制程序具有停止、自動、調試三個工作狀態(tài),當設備被指定在停止狀態(tài)時,除了通信程序外,其余程序都被禁止運行。當設備被指定在調試狀態(tài)下時,PLC只能運行通信程序和調試程序,此時,通過觸摸屏可以對設備動作進行單步執(zhí)行,同時,當設備出現(xiàn)故障時,可以在調試狀態(tài)下進行故障排除。當設備被指定在自動工作狀態(tài)時,按下啟動按鈕,設備將按圖1流程圖所示進行工作。
3.3人機界面
控制柜上人機界面可使過程可視化,智能化,方便系統(tǒng)調試,增強系統(tǒng)故障之后的恢復能力,改善系統(tǒng)的可維護性,降低運行成本。
根據(jù)畫面顯示信息量采用十八個畫面,各畫面之間通過觸摸鍵進行切換,同時觸摸屏上各類組件的內存單元和與PLC中數(shù)據(jù)存儲區(qū)的的單元相關聯(lián),構成系統(tǒng)整體監(jiān)控。根據(jù)設備工藝要求設計了參數(shù)設定、系統(tǒng)調試、故障信息查詢參數(shù)設定等畫面。
參數(shù)設定畫面
參數(shù)設定畫面主要是為了給現(xiàn)場操作人員進行設備工藝參數(shù)調節(jié)使用的,根據(jù)棉紡工藝的不同,對棉卷大小進行調節(jié),設備運行速度調節(jié),棉卷滾出停止位置調節(jié),動作的快慢進行調節(jié)等。系統(tǒng)調試畫面是為設備調試和故障排除而設計的,通過此畫面的24個按鈕,可以對動作流程圖中的每個動作進行單步執(zhí)行來進行故障排除和設備調試。故障信息查詢畫面提供了故障報警和歷史數(shù)據(jù)查找功能,一旦系統(tǒng)發(fā)生故障,屏上主畫面出現(xiàn)故障原因,點擊信息查詢按鈕故障報警畫面分析報警原因,觸摸屏提供了一個十分靈活和友好的窗口,方便現(xiàn)場人員的使用,增強了系統(tǒng)的可操作性。
在對DOP-AE10THTD65536觸摸屏進行組態(tài)設計開發(fā)過程中,運用宏指令對控制程序進行了安全保護,防止用戶對控制程序私自修改,造成事故發(fā)生,以下是部分宏指令:
$133 = (1@D1003) 將控制程序內存校驗和送給觸摸屏內部存儲器$133
IF $133 != 13877(DW) 將控制程序大小與原始控制程序內存校驗和做對比
CLRB (1@M1072) 禁止PLC運行
ENDIF
該段宏指令禁止了用戶對PLC控制程序的隨意修改,提高了設備的安全性。
4. 結束語
HXFA368條并卷聯(lián)合機是集機、電、氣為一體化的自動化設備,基于臺達PLC和觸摸屏進行自動控制是整機一個很重要的組成部分,具有系統(tǒng)穩(wěn)定、操作方便、性能可靠等特點,該設備投入運行后受到用戶的一致好評。
參考文獻:
[1]顧戰(zhàn)松.陳鐵年.可編程控制器原理及應用.北京:國防工業(yè)出版社,1996
[2]楊駿,劉光漢.觸摸屏結合可編程序控制器的應用.機電工程,1997
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