時間:2010-05-18 14:46:45來源:luonan
摘 要:本文主要介紹臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在中空纖維生產(chǎn)線上的良好整合應(yīng)用,體現(xiàn)了臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在電氣控制系統(tǒng)上整合應(yīng)用的高性價比、技術(shù)方案優(yōu)勢。
關(guān)鍵字:PLC 人機(jī)界面 溫控器 RS485通訊
1 引言
中空纖維是一種特殊化學(xué)材料,主要用于服裝材料加工和制造。含有中空纖維成分的紡織材料具有質(zhì)地柔軟,透氣性好,結(jié)實耐用等優(yōu)點(diǎn),被廣大紡織輕工業(yè)普遍采用。本文介紹的生產(chǎn)線專門用于生產(chǎn)中空纖維這,其電氣控制系統(tǒng)完全采用臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品集成,以單一自動化技術(shù)平臺實現(xiàn)化纖工藝和技術(shù)生產(chǎn)要求。
2 工藝自動化系統(tǒng)
2.1 工藝流程
原料甲和原料乙以某種比例配比方式混合后輸送出去,經(jīng)過齒輪泵攪拌均勻后送往凝膠槽掛膠上料,再經(jīng)過水洗槽水洗,由牽絲輪帶動中空纖維進(jìn)入繞絲槽處理,最后由繞絲輪將中空纖維成品卷繞成型。生產(chǎn)線系統(tǒng)主要由配料罐甲、配料罐乙、齒輪泵、凝膠槽、水洗槽、牽絲輪、繞絲槽、繞絲輪等部件構(gòu)成,如圖1所示。
圖1 工藝流程畫面
3 自動化系統(tǒng)設(shè)計
3.1控制系統(tǒng)原理
制系統(tǒng)原理如圖2所示。利用臺達(dá)人機(jī)界面豐富的通訊口功能,可以提供給用戶3個COM接口,方便與外圍工控設(shè)備通訊聯(lián)機(jī)。COM1:RS232通訊方式與下位PLC連接,進(jìn)行生產(chǎn)線工藝參數(shù)設(shè)置和讀??;COM2:RS485通訊方式與一臺變頻器連接,可以進(jìn)行變頻器給定頻率設(shè)定,顯示輸出頻率、輸出電壓、輸出電流、報警信息以及大致原因等參數(shù),同時可以通過人機(jī)界面通訊控制起動、停止變頻器;COM3:RS485通訊方式與6臺溫控器連接,可以顯示溫度設(shè)定值、當(dāng)前值,還可以通過通訊設(shè)定這6臺溫控器通訊站號、PID參數(shù)等內(nèi)容值。
臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品通訊協(xié)議符合標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS通訊協(xié)議,使得臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品整合應(yīng)用時通訊連接方便、穩(wěn)定。人機(jī)界面COM2、COM3通訊口均支持RS485通訊方式,該方案應(yīng)用COM2口與變頻器VFD002S21A相連,人機(jī)界面直接讀取變頻器內(nèi)部參數(shù);應(yīng)用COM3口直接連接6臺DTC系列溫控器,實時讀取相應(yīng)槽位SV、PV值,采用PID溫度控制方式達(dá)到準(zhǔn)確控溫效果,可以通過人機(jī)界面分別設(shè)置P、I、D相關(guān)參數(shù)以及實現(xiàn)通訊協(xié)議自動同步功能。
圖2 控制系統(tǒng)原理
3.2系統(tǒng)配置與通訊
(1)配置。控制系統(tǒng)方案配置如表2所示。表2列出的配件是生產(chǎn)線控制系統(tǒng)主要元器件,此外還包括低壓電器(低壓斷路器、繼電器、按鈕、指示燈等)、檢測傳感器(K型熱電偶、PT100熱電阻、接近開關(guān)等)元器件,此處不予贅述。
表2 系統(tǒng)配置表
(2)通訊。巧用人機(jī)界面提供的宏指令功能可以達(dá)到事半功倍的效果,上面的程序就是一個應(yīng)用例子,將PLC程序運(yùn)算的數(shù)據(jù)結(jié)果賦給變頻器作為給定頻率,實際上可以編輯更多的宏指令代替PLC程序,可以靈活的實現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算和流程控制,但是要結(jié)合人機(jī)界面畫面程序注意考慮程序容量和執(zhí)行效率。為了確保通訊暢通,必須將人機(jī)模組參數(shù)項通訊口通訊協(xié)議、通訊格式分別和變頻器、溫控器相應(yīng)參數(shù)設(shè)置一致,本例中COM2和COM3通訊格式均為:RS485,19200,7,E,1。
人機(jī)界面CLOCK Macro宏指令介紹:
SelectCOM(1) ;選擇通訊口;
(2#1@INVERTER-2001) = (1@D514) ;賦值語句;
END
3.3 轉(zhuǎn)速控制
系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制由PLC控制變頻器實現(xiàn)。DVP12SC型號PLC具有8DI、4DO,具有高速計數(shù)和高速脈沖輸出功能,本項目采用輸入點(diǎn)X1、X10、X11分別采集三路旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖信號,對應(yīng)PLC內(nèi)部高速計數(shù)器軟元件分別是C236、C243、C245,分別對應(yīng)齒輪泵、牽絲輪、繞絲輪速度,前者齒輪泵速度要求精確控制,調(diào)試時較有難度,后二者速度只要求實時顯示,不要求精確控制。由于變頻器低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時電機(jī)速度較慢,所以利用60ms定時中斷程序采集編碼器脈沖差值波動較大,測速不準(zhǔn)確,只能改變軟件算法,程序通過特殊輔助繼電器M1012和M1013組合應(yīng)用完成速度檢測,M1013是1S時鐘脈沖,M1012是100ms時鐘脈沖,具體做法就是,采用M1013采集各路編碼器1S內(nèi)積累的脈沖數(shù)量,再利用M1012時鐘脈沖進(jìn)行脈沖數(shù)量平均值計算,得到趨于合理、穩(wěn)定的脈沖數(shù)量值,再經(jīng)過程序處理轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)速度,實際證明這種方法還是能夠滿足客戶要求的,效果良好。
3.4 人機(jī)界面設(shè)計
臺達(dá)人機(jī)界面新版軟件提供“拮取畫面”功能按鈕,可以將人機(jī)某個畫面以后綴名為JPG的文件格式存儲在USB存儲盤中,方便地將工業(yè)現(xiàn)場工藝參數(shù)報表存儲和打印出來。系統(tǒng)工藝參數(shù)存儲畫面如圖3所示。按下圖3“存儲”按鈕后,該畫面就以JPG文件格式存儲在U盤中,文件名以日期+畫面序號命名,如果U盤未插在人機(jī)背面,會顯示未找到存儲盤報警。
圖3 系統(tǒng)工藝參數(shù)存儲畫面
4 結(jié)束語
中空纖維生產(chǎn)線項目結(jié)合臺達(dá)機(jī)電HMI、PLC、變頻器、溫控器、編碼器等機(jī)電產(chǎn)品,為客戶開發(fā)了一套穩(wěn)定可靠的系統(tǒng),該生產(chǎn)線自投產(chǎn)以來運(yùn)行正常,不但能夠滿足現(xiàn)場工藝要求,而且更提高了設(shè)備穩(wěn)定性和生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率。
作者簡介
孫承志 工程師 供職于中達(dá)電通股份有限公司沈陽機(jī)電業(yè)務(wù)處。
參考文獻(xiàn)
[1]臺達(dá)DVP-PLC應(yīng)用技術(shù)手冊程序篇.
[2]臺達(dá)DOP系列人機(jī)界面應(yīng)用技術(shù)手冊.
[3]臺達(dá)VFD-S系列交流變頻器使用手冊.
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