中達電通股份有限公司 機電事業部 

    摘  要：本文重點討論基於台達PLC的EVA射出成型自動化係統。在工藝分析的基礎上給出總體係統分析和綜合設計。對於係統設計和實施核心問題單列章節精要討論。

　　關鍵詞：EVA  發泡  成型  PLC

　　1  引言

　　2005年以來，中國製鞋工業迅猛發展
，鞋業年生產總量近60億雙
，占世界產量的51%，出口量40多duo億yi雙shuang

，製zhi鞋xie總zong量liang和he出chu口kou總zong量liang都dou已yi居ju世shi界jie第di一yi位wei。在zai製zhi鞋xie行xing業ye快kuai速su發fa展zhan的de同tong時shi
，國guo產chan製zhi鞋xie裝zhuang備bei的de自zi動dong化hua程cheng度du相xiang對dui比bi較jiao低di，與yu全quan球qiu聞wen名ming的de意yi大da利li鞋xie機ji產chan品pin還hai有you很hen大da差cha距ju。近jin年nian來lai，為wei了le產chan品pin的de先xian進jin性xing及ji滿man足zu各ge方fang麵mian客ke戶hu的de需xu求qiu，一yi些xie實shi力li強qiang的de企qi業ye也ye開kai始shi開kai發fa具ju有you世shi界jie先xian進jin水shui平ping的de產chan品pin，這zhe使shi得dePLC、變頻器、人機界麵等現代自動化技術在製鞋工業裝備領域大展身手。

　　EVA（乙烯-醋酸乙烯二元共聚物，商品名Ethylene vinylacetate copolyme）是一種新型塑膠製鞋材料。EVA發泡塑膠具有良好的緩衝
、抗震、隔熱、防潮
、、質輕、無毒、環保、耐磨、耐寒
、抗拉、抗化學腐蝕等鞋底材料需要的優秀物理與化學特性。

　　對比工序複雜產量低的傳統熱壓EVA工藝，EVA發泡成型射出工藝采用射出機將EVA粒子直接射入機台模具裏邊,真空加硫模內鞋底發泡成型,再經過熱
、冷定型箱定型。射出發泡成型特點是產量高,一次成型，是目前最先進的EVA鞋底生產技術。EVA塑料的發泡成型工藝符合製鞋行業快速大批量高效率優質生產要求，因此倍受製鞋行業的重視。EVA材料的環保達標特性還是歐美鞋業出口貿易廣泛應用的綠色鞋材。

    本文重點討論基於台達PLC的EVA射出成型自動化係統開發的技術路線。

　　2   係統分析

　　2.1 工藝原理

　　EVA射出成型是將顆粒狀塑料加入高溫料管中
，一麵融化一麵向前移送，此時加料的速度（亦即射出膠螺杆的後退速度）和加料螺杆的轉速須互相搭配，加料壓力關鍵參數的控製。因為融料密度（塑料在料管中的密度）的穩定性，以及射膠定位的精確度直接影響了射出品的成型精度。 suliaoshechuchengxingjigongyiguochengzhuyaoyisigedongzuolaiwancheng。fenbieshifuzemojudakaiguanbidesuomojigou
，jiangchengxingpinyoumojuneidingchudedingchujigou，basuliaokelijiaorurongliaoliaoguandejialiaojigou，yijijiangronghuazhisuliaojiayasherumojudeshejiaojigou。youyaxitongyinjuyouweihurongyi，kongzhijiandandeyoudian，chengweishechuchengxingjidezhuliu。youyaxitongyanglaidiancifadekaidudaxiaolaikongzhiliuguodeliuliangheyali，jinerkongzhigedongzuodejinxing。

　　2.2 工藝分析

　　整個係統實現EVA鞋機生產過程的集中控製
，主要監控設備有：左模真空、右模真空
、安全杆進退
、左阻料杆

、右阻料杆
、安全門上下、模站下降、模站上升、鎖模泄壓、合模壓力
、開模調模壓力
、快慢速轉換、比例閥、背壓閥、工位泵
、左槍泵、右槍泵、真空泵
、左入料、右入料
、左注射
、右注射、移座電機、48路溫度控製等。係統控製工藝流程說明如下：

　　3  係統設計

　　針對6工位EVA鞋機，該方案中主控製設備采用台達DVP PLC作為主控製器
，台達觸模屏作為人機對話的窗口。根據係統的現場實際情況
，根據整個控製係統先進
、可靠且性能價格優的原則，係統采用DVP PLC作為下位控製器
，負責采集信號
，並對信號進行邏輯運算，進而控製相關設備。該控製係統結構，考慮到省配線及性價比。

　　基於台達PLC的EVA發泡自動化控製係統總體架構如圖1所示。自動化係統配置係統由DOP10.4HMI觸模屏1台；EH 係列PLC1台； DVP 14SS係列PLC6台、相關檢測元件（溫度采集
、位置判斷、溫度控製、壓力檢測等）
；相關執行元件（行走電機、液壓缸）等構成監控係統。DVP PLC作為下位機

，用來監控機台的運行情況。

圖1 EVA發泡自動化控製係統總體架構

　　3.1 PLC分散控製

　　采用1台EH PLC做主機，PLC EASY LINK做網絡通訊
，將6個工位站設為子站由6台SS機控製、2個槍也控製在主站
、1個移座站控製在主站構成整個PLC分散控製係統。PLC分散控製部分的控製部分PLC由DVP PLC構gou成cheng，用yong以yi實shi現xian對dui整zheng台tai機ji器qi的de監jian控kong。該gai部bu分fen一yi方fang麵mian通tong過guo與yu人ren機ji界jie麵mian的de通tong訊xun
，另ling一yi方fang麵mian通tong過guo各ge采cai集ji模mo塊kuai實shi現xian對dui現xian場chang信xin號hao的de采cai集ji與yu邏luo輯ji處chu理li。DVP PLC通過各采集模塊對現場數據的采集與處理，其中PLC還能接受人機界麵發送的控製邏輯
、參數
、指令等，並響應人機界麵請求向人機界麵傳送實時數據，報警信息。主要設備是PLC即可編程序控製器。PLC運行控製邏輯，通過I/O接口控製現場設備。DVP 係列PLC的性能如下：

　　（1）基本性能：EH係列采用高速運算處理晶片(ASIC)設計架構。采用CPU+ASIC雙處理器
， 分工運算處理技術；基本指令速度可達0.24us
；高速脈波輸出可達200KHz，內建平滑加減速控製；高速計數器計數頻率可達100KHz/每組
，共四組；I/O模組資料更新介麵

， 不占用程式掃描時間
；內建多組外部中斷功能。

　　（2）DVP PLC模塊豐富：直流輸入
，可控矽、繼電器輸出模塊；電流電壓型模擬量輸入、輸出模塊；熱電阻輸入模塊；熱電偶輸入模塊；高速計數輸入模塊；用戶定製的伺服、步進電機控製模塊；EH PLC還具有用戶定製協議RS-232
，RS-485通訊接口卡。

　　（3）具有內建式的PLCLINK功能：具有PLCLINK的功能，可減輕單站PLC的工作負擔
，輕易實現分布式係統。

　　3.2人機界麵上位機監控

　　采用1台10.4吋的DOP人機界麵作為人機對話的窗口。用於實現整個係統畫麵監控、數據處理及報警、及工藝參數的設定功能。通過與PLC進行通訊，達到傳送控製組態、實時數據
，參數設定
、報警監控及機器生產流程的監控。選用台達DOP人機界麵
，可以實現：

　　（1）豐富
、逼真、生動的EVC發泡過程直觀監控。

　　（2）溫度、發泡時間等各種工藝參數的設定
、記錄
、存儲
、等功能；有配方、萬年曆功

　　能。

　　（3）使生產工藝簡單化、靈活化處理。

　　（4）可實時
、動畫顯示設備當前運行狀態，操作

、監控一目了然。

　　（5）可實時顯示設備故障、報警
，並可及時彈出故障信息，提供故障排除建議。

　　（6）可采集

、存儲

、記錄、查詢、分析、係統內各設備狀態、報警信息、故障信息量等信息。

　　3.3 係統通訊

　　該係統采用二層網絡
，實現係統各設備之間的連接和分工協作。如圖1所示。

　　（1）PLC分散控製部分.DVP-PLC提供了EASY LINK的功能，您隻要將寫入及讀出的參數地址及長度填入特殊緩存器內，不用撰寫通訊程序，主站(Master)會自動作各站號間的資料交換(讀出/寫入各16個Word)
，而從站(Slave)最多為16站，不限DVP-PLC，包含台達其它機電控製產品變頻器
、溫控器或伺服驅動器等具有串聯通訊隻且支持Modbus通訊協議的裝置。

　　(2)具有完備的自我診斷功能：有故障時自動警告
；EH PLC還可在線控製：EH PLC可隨時在線程序編輯
、存取
、控製及參數設定等工作
，而不影響係統之正常運行。

　　(3)EH PLC具有實時時鍾功能。內置RS232和RS485兩個通信口
，可支持當今各種流行的現場控製總線係統
；RS485通訊口可與台達其他產品無縫通訊（變頻器
、溫控器
、伺服以及第三方協議開放的設備）。

　　4 設計方案討論

　　4.1 射出係統

　　射she出chu係xi統tong主zhu要yao由you射she槍qiang構gou成cheng，需xu控kong製zhi射she出chu料liao的de質zhi量liang。可ke以yi選xuan擇ze的de方fang式shi有you用yong旋xuan轉zhuan編bian碼ma器qi控kong製zhi射she出chu的de質zhi量liang和he用yong計ji量liang尺chi控kong製zhi射she出chu的de質zhi量liang。綜zong合he考kao慮lv：本係統采用計量尺檢測方式。

　　4.2 移座係統

　　移座係統控製射槍的行走，其用變頻器來拖動。可用如下方式控製：

　　（1）移座行走位置用限位開關來檢測。

　　（2）移座行走位置用旋轉編碼器來檢測。

　　綜合考慮：本係統采用旋轉編碼器檢測方式。

　　4.3  吸料控製部份

　　在料倉中裝設料位檢測開關，當到達低位料時進行自動吸料

，直到高料位時自動停止。油溫、水溫檢測控製。在油路及冷卻水回路各裝設一溫度檢測傳感器，並經溫控器進行油溫、水溫溫度的報警及控製。

　　4.4 係統通訊抗幹擾措施

　　為了確保係統PLC的de信xin號hao不bu受shou幹gan擾rao，所suo有you模mo擬ni量liang信xin號hao線xian均jun使shi用yong屏ping蔽bi雙shuang絞jiao線xian，而er且qie所suo有you的de信xin號hao線xian均jun應ying使shi用yong金jin屬shu管guan作zuo為wei外wai殼ke保bao護hu，金jin屬shu管guan應ying與yu大da地di緊jin密mi連lian接jie
，同tong時shi信xin號hao電dian纜lan應ying避bi開kai動dong力li線xian安an裝zhuang。對dui於yuPLC控製盤應根據配電情況采用可靠的抗幹擾措施。溫度采集部分的熱電偶均采用補償導線進行延長連接
，確保溫度采樣的精確性。

　　4.5 溫度控製

　　係統的溫度采集用pt100的溫度模組進行采集控製
，溫度采集也可采用溫控器進行控製，這樣將原係統中的pt100模組改為溫控器即可。再利用台達人機的雙口雙驅動功能
，將人機的1個口跟plc進行通訊，另1個口通過rs485與溫控器進行通訊，將有關數據采集到人機上進行監控。

　　5  客戶服務

　　5.1 現場安裝說明

　　  在係統安裝之前，項目工程師應在熟悉施工圖要求及儀表使用說明書的基礎上，編製施工技術方案或技術交底。計有：係統總體施工方案；PLC控製盤安裝方案；電纜敷設方案。安裝方案經專業技術負責人審核後，作為係統施工作指導書。

　　5.2 現場施工順序

　　（1）係xi統tong安an裝zhuang前qian的de單dan體ti調tiao試shi。係xi統tong安an裝zhuang前qian必bi須xu進jin行xing單dan體ti調tiao試shi，可ke按an照zhao儀yi表biao使shi用yong說shuo明ming書shu進jin行xing調tiao試shi合he格ge後hou方fang可ke進jin行xing現xian場chang安an裝zhuang。係xi統tong單dan體ti調tiao試shi記ji錄lu作zuo為wei竣jun工gong材cai料liao組zu成cheng部bu分fen。

　　（2） 通訊電纜敷設要點。僅使用指定的電纜；保持通訊電纜與動力線或高壓線分開，以

　　防電噪聲幹擾；在網絡的一端將通訊電纜的屏蔽線接地
，屏蔽線不要兩端都接地；不要將通訊電纜的屏蔽線接在已經用於動力係統設備接地的地方。

　　（3）控製室盤櫃安裝。當控製室達到門窗封閉、照明、空調
、內裝修、接地完成以後，方可進行盤櫃台安裝

，應保證線槽基礎尺寸的準確性和水平度垂直度的要求。

　　（4）kongzhiguijiexian。zhiyouzaixianchangyibiaoanzhuangjiexianquanbuwanchengshi，zaiyibiaohuiluercixitongtiaoshishi
，meiquerenyidian

，wanchengzuohaogelicuoshihou
，fangnengbagaihuiludeshuruduanzijiedaojiguishuruduan
，duisuoyoudianlanyingjinxingxiaoxian，bingzuohaoduanzihao。

　　（5）控製櫃櫃內布線。PLC控製盤內器件安裝接線
，要求布置整齊，接線清晰，標記明確，美觀大方

；根據微機係統到貨後的隨機資料
，應編製詳細的施工程序，技術要求及控製要點由項目負責人審核後，交由安裝人員施工。

　　5.3製鞋商客戶培訓

　　針對該係統的培訓計劃主要包括對係統的運行操作培訓
、duixitongkaifadejishupeixunheduiqijiandezhangwopeixun。duixitongkaifadejishupeixunzeconggongchengqidongzhiriqijiukaishijinxing，jiangzaikaifaguochengzhongbuduanyuguichangjishurenyuanjinxingfangantantao，shangyikongzhimoxing，jiejuejishunandian，rangkehujishurenyuanzhijiecanyuruanjianshejiheshangweizutai；係xi統tong開kai發fa結jie束shu後hou，我wo公gong司si還hai將jiang安an排pai項xiang目mu負fu責ze人ren員yuan對dui係xi統tong的de總zong體ti設she計ji
，技ji術shu難nan點dian進jin行xing闡chan釋shi
，加jia快kuai維wei護hu人ren員yuan對dui係xi統tong的de掌zhang握wo，提ti高gao日ri後hou的de維wei護hu效xiao率lv的de準zhun確que性xing。

　　6  結束語

　　基於台達機電自動化的全自動EVA發泡射出成型機，高精度預熱溫度，並具有模內抽真空功能
，使EVA新材料達到發泡要求。采用PLC控製，自動定量

、定模、開模、鎖模，提高了生產速度，降低了勞動強度與生產成本
，且價格是國外同類產品的1/3，具有高精度、高效率
、操作方便安全等顯著優點。廣闊的市場前景，使其具有十分顯著的經濟效益與社會效益。本文介紹通過台達 PLC 強大的EASY-LINK 功能，用小型機實現了以往大中型機實現的功能
，具有很高的應用價值。

　　參考文獻（略）