摘要：本文介紹了永宏FBS系列PLC在自動噴涂線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。從軟硬件設(shè)計方面，敘述永宏FBS系列PLC卓越高效的PID溫度控制以及高精度的模擬量處理功能。

關(guān)鍵詞：永宏P(guān)LC   PID控制   模擬量輸出   線性轉(zhuǎn)換

前言

      隨著市場的需求﹑環(huán)保要求以及勞動者勞動安全重視程度的提高，實現(xiàn)噴涂生產(chǎn)線自動化無疑是最明智的選擇。噴涂生產(chǎn)線自動化大大的提高了生產(chǎn)效率，降低了環(huán)境污染指數(shù)，杜絕了人工噴涂所帶來的職業(yè)病風(fēng)險。

一 噴涂線工藝介紹

      自動噴涂線主要由上下件區(qū)傳送帶﹑主傳送帶﹑加熱部分﹑噴槍系統(tǒng)﹑產(chǎn)品自轉(zhuǎn)系統(tǒng)﹑除塵系統(tǒng)﹑UV光固化等組成。產(chǎn)品經(jīng)上件傳送帶傳送至主傳送帶，經(jīng)過預(yù)熱區(qū)流至除塵系統(tǒng)，然后進入自動噴涂房，在經(jīng)過360°旋轉(zhuǎn)噴涂后流入加熱區(qū)，再經(jīng)UV光固化系統(tǒng)完成固化，最后從下件傳送帶流出。

二 控制系統(tǒng)構(gòu)成和產(chǎn)品應(yīng)用特點

      由于該控制系統(tǒng)有多個變頻器和多路溫度需要集中控制，因此采用觸摸屏﹑PLC﹑模擬量輸出模塊﹑溫控模塊相結(jié)合的控制模式。本工程采用永宏觸摸屏﹑永宏FBS系列PLC ﹑永宏模擬量輸出模塊FBS-4DA及永宏溫控模塊FBS-TC6來完成本項目。

永宏FBS系列PLC的特點及簡介：

FBs系列 PLC是永宏公司2004年推出的產(chǎn)品，相比目前各大廠同等級PLC，F(xiàn)BS-PLC有許多特點與優(yōu)勢：

具8組高速計數(shù)器，計數(shù)頻率最高可達(dá)920KHz，計數(shù)模式可為A/B×4、A/B×3、A/B×2、A/B、CLK/DIR×2、CLK/DIR、 U/D×2、U/D等8種；

具5組16位或32位的0.1ms時基的高速定時器；

具4軸可作直線補間的高速NC定位控制輸出，頻率920KHz；

具16點正負(fù)緣中斷輸入；具36點捕捉輸入；

具4組高速PWM輸出，最高頻率可為18.4KHz/184KHz，分辨率可為(1000/100) 響應(yīng)速度極快，精確度高,具有中大型PLC的功能內(nèi)涵。

永宏模擬量輸出模塊FBS-4DA簡介：

      FBs-4DA是FATEK-FBs系列PLC的模擬量輸出擴展模塊，提供4通道的14位模擬量輸出信號。應(yīng)用時可利用模塊內(nèi)的跳線設(shè)定來規(guī)劃模擬量輸出信號的類型及其振幅。此外還可以設(shè)定輸出碼格式為單極性或雙極性，這樣可以使輸出信號與輸出碼的關(guān)系更符合我們的習(xí)慣。在安全防護方面當(dāng)CPU超過0.5秒還沒對模塊進行存取時會自動變?yōu)榱爿敵?即變?yōu)?V( 當(dāng)輸出設(shè)為電壓信號)或0mA( 當(dāng)輸出設(shè)為電流信號)。

永宏溫度模塊FBS-TC6簡介：

      FBs-PLC為了滿足廣大的溫控應(yīng)用市場，提供了最常用的熱電偶和白金電阻等兩大類共五種溫度測量模塊；FBs-TC6溫度模塊可用作6點熱電偶輸入的溫度測量，熱電偶類型共有J、K、T、E、N、B、R、S 等8種選擇；溫度模塊的溫度測量設(shè)計采用分時多任務(wù)方式，每個溫度模塊在實際I/0 尋址上只占用1個數(shù)值量輸入(Input Register)及8點數(shù)字量輸出(Digital Output)，一臺PLC主機最多可作32點溫度測量，而溫度測量的更新速率可選擇一般(更新時間為4 秒，分辨率為0.1°)或快速(更新時間為2 秒，分辨率為1°)兩種模式。

三 重要功能的實現(xiàn) 

溫度的PID控制

圖1.    FBS-6TC的接線原理圖

      用PID控制溫度是目前較為高效和準(zhǔn)確的控制手段，永宏P(guān)LC提供了非常方便的PID溫控指令，下圖為本工程的溫度控制程序。

 圖2.  永宏溫控PID程序

模擬量輸出控制變頻器

      永宏的模擬量輸出控制同樣非常方便，只需要往相應(yīng)的輸出緩存器中輸入需要的數(shù)值即可。下圖為FBS-4DA接線原理圖:

圖3     FBS-4DA模擬量輸出模塊接線圖

      在本工程中，我們需要在觸摸屏上輸入變頻器的控制頻率來控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，我們需要設(shè)為0-50HZ可調(diào)，然而既有14位分辨率的FBS-4DA的數(shù)值范圍卻在0-16383內(nèi)，通常我們都需要做復(fù)雜的運算來使觸摸屏輸入與變頻器輸出相同。這里我們使用永宏P(guān)LC的線性轉(zhuǎn)換指令可以輕松的完成這些功能。以下是FBS-PLC的模擬量線性轉(zhuǎn)換輸出程序和觸摸屏畫面。

    圖4     FBS-4DA模擬量線性轉(zhuǎn)換及輸出程序

圖5    觸摸屏溫度與頻率設(shè)定畫面

總結(jié) 

      噴涂線的自動化噴涂生產(chǎn)線自動化大大的提高了生產(chǎn)效率，降低了環(huán)境污染指數(shù)，杜絕了人工噴涂所帶來的職業(yè)病風(fēng)險。基于永宏P(guān)LC強大的功能指令和卓越的外圍模塊對實施噴涂線的自動化改造提供了高性價比和高效率的改造方案，有非常高的推廣和使用價值。

參考文獻

1.永宏可編程控制器FBS系列PLC使用手冊-1

2.永宏可編程控制器FBS系列PLC使用手冊-2