摘要：本文主要介紹永宏P(guān)LC在鞋機(jī)行業(yè)中的控制方案。

關(guān)鍵詞：永宏  鞋機(jī)  橡膠機(jī)械

Abstract:：This paper mainly introduces FATEK PLC's control scheme in the shoes machine industry

Key Words： FATEK   Shoes machine Rubber Machinery

一、引言

      2005年以來，中國(guó)制鞋工業(yè)迅猛發(fā)展，鞋業(yè)年生產(chǎn)總量近60億雙，占世界產(chǎn)量的51%，出口量40多億雙，制鞋總量和出口總量都已居世界第一位。在制鞋行業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，國(guó)產(chǎn)制鞋裝備的自動(dòng)化程度相對(duì)比較低，與全球聞名的意大利鞋機(jī)產(chǎn)品還有很大差距。近年來，為了產(chǎn)品的先進(jìn)性及滿足各方面客戶的需求，一些實(shí)力強(qiáng)的企業(yè)也開始開發(fā)具有世界先進(jìn)水平的產(chǎn)品，這使得PLC、變頻器、人機(jī)界面等現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)在制鞋工業(yè)裝備領(lǐng)域大展身手。

      鞋底機(jī)是一種集機(jī)械、電氣、液壓為一體的設(shè)備，性能復(fù)雜、控制精度較高，一般要求它能夠在連續(xù)運(yùn)行的前提下做出不同型號(hào)、規(guī)格的鞋底。該雙色鞋底機(jī)專門用于生產(chǎn)以TPR，PVC為原料的鞋底，TPR鞋底是一種TPE與橡膠的合成材料，具有外觀花樣多、手感好、色澤艷、光潔度高、技術(shù)含量高等特點(diǎn)，而且可以100%回收，屬于環(huán)保型鞋底材料。

      本文重點(diǎn)討論基于永宏P(guān)LC的雙色鞋底機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)路線。

二、工藝原理
      設(shè)備的主要機(jī)械部件是一個(gè)大的圓形轉(zhuǎn)盤，上面共設(shè)10個(gè)工位，使用者可以根據(jù)需要在不同的工位上放置不同的鞋底模具，從而生產(chǎn)出不同的鞋底。注塑采用螺桿進(jìn)料，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到每個(gè)工位的時(shí)候，電磁剎車剎住轉(zhuǎn)盤，當(dāng)前工位模具上升(合模)，然后開始注射；當(dāng)注射完成以后，模具下降(開模)，轉(zhuǎn)盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。同時(shí)為了達(dá)到塑料所需的溫度，通過溫控儀表對(duì)螺桿實(shí)行四段溫度自動(dòng)控制。編碼器則是為了檢測(cè)螺桿的注射位置，以控制在不同位置的注射速度。轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過變頻器+電機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，螺桿的移動(dòng)、工

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      針對(duì)10工位雙色鞋底機(jī)，該方案中主控制設(shè)備采用永宏FBS PLC作為主控制器，永宏觸模屏作為人機(jī)對(duì)話的窗口。根據(jù)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和整個(gè)控制系統(tǒng)先進(jìn)、可靠且性能價(jià)格優(yōu)的原則，系統(tǒng)采用FBs系列經(jīng)濟(jì)型主機(jī)作為下位控制器，負(fù)責(zé)采集信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，進(jìn)而控制相關(guān)設(shè)備。

      基于永宏P(guān)LC的雙色鞋底機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。自動(dòng)化系統(tǒng)配置系統(tǒng)由永宏FV 5.7寸觸模屏1臺(tái)；FBS系列PLC 1臺(tái)；I/O擴(kuò)展模塊1臺(tái)；模擬量擴(kuò)展模塊1個(gè)、相關(guān)檢測(cè)元件（溫度采集、位置判斷、溫度控制、壓力檢測(cè)等）；相關(guān)執(zhí)行元件（油馬達(dá)、變頻器）等構(gòu)成系統(tǒng)。FBS PLC作為下位機(jī)，用來監(jiān)控機(jī)臺(tái)的運(yùn)行情況。

圖 1 系統(tǒng)架構(gòu)

3.1   PLC控制

      控制核心采用永宏P(guān)LC實(shí)現(xiàn)對(duì)整臺(tái)設(shè)備的自動(dòng)控制，一方面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行采集與邏輯處理，另一方面與人機(jī)界面進(jìn)行通訊，其中PLC還能接受人機(jī)界面發(fā)送的控制邏輯、參數(shù)、指令等，并響應(yīng)人機(jī)界面請(qǐng)求向人機(jī)界面?zhèn)魉蛯?shí)時(shí)數(shù)據(jù)，報(bào)警信息。

      PLC通過泛用PID控制比例壓力閥和比例流量閥，得到精確的壓力與流量控制；同時(shí)通過高速計(jì)數(shù)器采集編碼器信號(hào)，從而得到準(zhǔn)確的螺桿位置。雙色鞋底機(jī)的工作流程如下圖2所示。

圖 2 動(dòng)作流程

3.2   人機(jī)界面上位機(jī)監(jiān)控

      采用1臺(tái)5.7寸的永宏人機(jī)界面作為人機(jī)對(duì)話的窗口。用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)畫面監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理及報(bào)警、及工藝參數(shù)的設(shè)定功能。通過與PLC進(jìn)行通訊，達(dá)到傳送控制組態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，參數(shù)設(shè)定、報(bào)警監(jiān)控及機(jī)器生產(chǎn)流程的監(jiān)控。選用永宏FV人機(jī)界面，可以實(shí)現(xiàn)：

（1）豐富、逼真、生動(dòng)的制鞋過程直觀監(jiān)控。

（2）溫度、發(fā)泡時(shí)間等各種工藝參數(shù)的設(shè)定、記錄、存儲(chǔ)、等功能；有配方、萬(wàn)年歷功能。

（3）使生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單化、靈活化處理。

（4）可實(shí)時(shí)、動(dòng)畫顯示設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，操作、監(jiān)控一目了然。

（5）可實(shí)時(shí)顯示設(shè)備故障、報(bào)警，并可及時(shí)彈出故障信息，提供故障排除建議。

（6）可采集、存儲(chǔ)、記錄、查詢、分析、系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警信息、故障信息量等信息。

四、設(shè)計(jì)方案討論

4.1   射出系統(tǒng)

射出系統(tǒng)主要由射槍構(gòu)成，需控制射出量。可以選擇的方式有用旋轉(zhuǎn)編碼器

綜合考慮：本系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)方式。

4.2   轉(zhuǎn)盤工作系統(tǒng)

通過轉(zhuǎn)盤的選擇進(jìn)行工位的變換，可用如下方式控制：

（1）采用油馬達(dá)帶動(dòng)。

（2）采用變頻器和變頻電機(jī)帶動(dòng)。

綜合考慮：變頻器在成本上有著比較大的優(yōu)勢(shì)，本系統(tǒng)采用變頻器拖到。

4.3   吸料控制部份

在料倉(cāng)中裝設(shè)料位檢測(cè)開關(guān)，當(dāng)?shù)竭_(dá)低位料時(shí)進(jìn)行自動(dòng)吸料，直到高料位時(shí)自動(dòng)停止。油溫、水溫檢測(cè)控制。在油路及冷卻水回路各裝設(shè)一溫度檢測(cè)傳感器，并經(jīng)溫控器進(jìn)行油溫、水溫溫度的報(bào)警及控制。

4.4   溫度控制

為了達(dá)到塑料所需的溫度，通過溫控儀表對(duì)螺桿實(shí)行四段溫度自動(dòng)控制。

五、 結(jié)束語(yǔ)

     基于永宏的全自動(dòng)雙色鞋底機(jī)，擁有高精度預(yù)熱溫度。采用PLC控制，自動(dòng)定量、定模、開模、鎖模，提高了生產(chǎn)速度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度與生產(chǎn)成本，且價(jià)格是國(guó)外同類產(chǎn)品的1/3，具有高精度、高效率、操作方便安全等顯著優(yōu)點(diǎn)。廣闊的市場(chǎng)前景，使其具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 永宏可編程控制器使用手冊(cè)I 和使用手冊(cè)II.臺(tái)灣永宏電機(jī)股份有限公司

[2] 永宏P(guān)LC編程軟件使用手冊(cè).臺(tái)灣永宏電機(jī)股份有限公司