海信科龍電器股份有限公司  夏樹勝

摘要：台達自動化產品在真空成型機係統中的應用及優點。
關鍵詞：台達 PLC HMI
Abstract: Delta automation system in a vacuum molding machine and the merits of 
the application.
Key Words: Delta PLC HMI

1 引言
　  在冰箱生產線的設備中

，真空吸塑成型機係統使用非常普及
，對每種不同的冰箱內膽型號都要對生產工藝的參數和模具進行調整，隨著PLC的國產化和成本的不斷降低，PLC在工業生產線的節能及提高生產效率等方麵起到日趨重要的作用。
　　目前在工業領域能源問題已成為中國未來發展的主要瓶頸

，而台達自動化及驅動係統(產品)對生產製造型企業的節能降耗方麵有一定的推進作用。針對真空吸塑成型機控製係統的工作環境和節能性要求

，使用台達公司的DVP EH2係列PLC和台達公司的DOP-A係列觸摸屏組成新的控製係統。應用了新的控製係統後，提高了生產效率約22%、降低了故障率及節約電能約10%。
　　台達DVP EH2係列PLC以非常高的可靠性和低成本優勢成為工業生產現場控製器的首選。它能適應各種強電磁幹擾及高溫度，高濕度的現場環境。
2 控製係統構成
　　  本係統核心采用台達PLC DVP80EH00T2模塊，再加入數字量擴展模塊DVP32HP11T及模擬量輸入模塊DVP04TC-H2，模擬量輸出模塊DVP04DA-H2組成。 DVP80EH00T2共擴展6個模塊（4塊DVP32HP11T+ DVP04TC-H2 + DVP04DA-H2組成）。
　　DVP80EH00T2模塊有兩個通訊接口（RS485/RS232）相容Modbus  ASC‖/RTU通訊協議 。在應用上非常方便，一個用於觸摸屏的通訊；另一個作為自由口通訊，通過編寫程序與台達DT溫度控製器及檢測儀表之間進行串行通迅。
　　人機介麵采用觸摸屏DOP-A10TCTD，設計簡單。為確保可靠的與台達DVP80EH00T2模塊通訊，建議使用台達公司的專用通迅電纜做通訊線。本係統中觸摸屏與PLC采用三線製接口（RS232）通訊，實際通訊距離可以達到15米。 

3 控製策略及工藝
（1）主界麵介紹：如圖1所示,開機進入係統主界麵選擇需要的工作方式。如選擇英文工作模式，進入如圖 2所示的英文界麵；如選擇調整界麵或是選擇手動界麵係統就會進入相應的控製界，用於裝模調試和手動複位工作。
 　（2）當dang係xi統tong進jin入ru自zi動dong運yun行xing控kong製zhi後hou
，可ke以yi通tong過guo觀guan察cha位wei狀zhuang態tai指zhi示shi燈deng，來lai了le解jie真zhen空kong吸xi塑su成cheng型xing機ji的de運yun行xing情qing況kuang。循xun環huan起qi動dong多duo功gong能neng按an鈕niu能neng在zai不bu同tong的de運yun行xing狀zhuang態tai下xia完wan成cheng循xun環huan起qi動dong、加熱結束、冷卻結束三種功能。
　 （3）自動工作循環動作順序,如圖1所示。

圖1自動工作循環動作順序圖

圖2 真空成型係統工藝流程圖（上料區）

    在執行循環動作時如發生意外可以按急停按鈕
，循環動作會立即停止；所有動作在觸摸屏動態監控界麵上都有模擬監控顯示。　
　　（4）參數調整：通過觸摸屏參數調整界麵對生產工藝中的產品型號、動作時間設定、溫度設定、壓力和速度設定、加熱板加熱位置及加熱功率百分比。
　  （5）配方型號選擇畫麵：根據工裝模具選擇符合的型號保存或打開配方。 其它的功能界麵根據屏幕提示操作。
　  （6）PLC程序的編製：台達PLC DVP80EH00T2使用台達的WPLSoft 2.10 來進行方便快捷的編程。它可以在指令圖、梯形圖、步進邏輯方框圖之間切換編程、在線修改程序（在運行中寫入）
，豐富的指令集基本上可以滿足中小型工業設備的應用。真空成型係統的動作流程簡單使用梯形圖編程就可以解決，台達WPLSoft 2.10係統的功能比較強大，所以在編程時盡可能的應用軟件程序來解決抗幹擾
、係統容錯
、故障報警提示等方麵問題。附：以下部分插圖為觸摸屏操作界麵圖3-9所示。

 圖3  真空吸塑成型機

 

圖4  係統主界麵

圖5   自動操作界麵

圖6   手動/換模操作畫麵

 

圖7   成型參數操作畫麵

 

圖8  加熱參數操作畫麵

圖9   配方型號選擇畫麵

4 係統優點 

真空吸塑機是利用真空吸力，將加熱塑化的PVC、PE、PP、PET、HIPS等熱塑性塑料板材吸製成各種形狀的高級包裝裝璜盒、冰箱內箱等產品。其主要構造是由給料送料區、電加熱區、真空成型室區、冷卻、切邊等裝置構成
；
新吸塑機對控製係統的要求是保證操作方便、機械動作柔和溫度控製精度高、成型高度自動調節
、生產速度快、在同等生產條件下盡可能節約耗電量。
4.1 新舊控製係統對比 
（1）新xin方fang案an采cai用yong交jiao流liu接jie觸chu器qi進jin行xing限xian溫wen，溫wen度du分fen區qu采cai用yong固gu態tai繼ji電dian器qi進jin行xing通tong斷duan控kong製zhi。將jiang原yuan來lai的de分fen區qu控kong製zhi改gai為wei對dui每mei個ge電dian熱re磚zhuan進jin行xing獨du立li溫wen度du采cai樣yang和he獨du立li輸shu出chu控kong製zhi


，可ke以yi按an逐zhu個ge電dian熱re磚zhuan進jin行xing控kong製zhi，提ti高gao溫wen度du控kong製zhi精jing度du和he吸xi塑su加jia工gong質zhi量liang
，提ti高gao生sheng產chan控kong製zhi的de柔rou性xing
，達da到dao準zhun確que
、平穩、快速的目標。
（2）新的係統采用台達PLC DVP80EH00T2係列PLC、DOP-A10TCTD觸摸屏
、固態繼電器組成的電氣控製係統。來替代舊係統（三菱FX2N PLC、三菱文本顯示器、專用電路板及可控矽等組成的可控矽溫度控製的方式。）可以進行溫度控製方案編程，加入節電功能。保存各種材料的控製參數，提高溫度控製精度。
（3）對加熱元件的控製采用PWM脈寬調製技術，（因為真空成型機的加熱點數較多，如果采用傳統的PID控製占用CPU的時間較多並且控製不了那麼多的加熱區）。由於電熱元件的熱滯後時間較長，通過試驗得出PWM脈衝周期可以設在1.5到2miaozhijian。zheyangdidekaiguanpinlvkeyijianshaoxiaohaozaikaiguanshangdegonglv。wendutiaojieshiyongbaifenbizhisheding，jiandanzhiguan。duiwenducaiyangfankuihuideshujuzhicaiyongzhafagenPLC設定的參數相比較後輸出PMW脈衝，減小波動性與溫度控製傳遞滯後的影響，與原模擬量控製可控矽加熱係統相比增強抗幹擾性
、提高了設備的可靠性，並縮短設備的預熱調溫時間。。 `
（4）采用台達觸摸屏作為人機界麵，提高機器的自動化程度、方便操作和設備升級
、和原有的（文本顯示器+按鈕+指示燈+多條信號線組成的係統）相比隻需要用一條通訊線，使設備走線美觀和節約線路成本。 
4.2 新係統優點
(1)采用PWM脈mai寬kuan調tiao製zhi技ji術shu後hou電dian能neng節jie約yue了le
，可ke以yi將jiang加jia熱re元yuan件jian的de溫wen度du調tiao節jie與yu設she備bei真zhen空kong成cheng型xing動dong作zuo以yi最zui優you的de方fang式shi配pei合he，在zai真zhen空kong成cheng型xing及ji冷leng卻que工gong藝yi等deng待dai過guo程cheng中zhong能neng自zi動dong進jin入ru節jie電dian模mo式shi，保bao證zheng設she備bei在zai最zui佳jia條tiao件jian下xia進jin行xing工gong作zuo，減jian少shao生sheng產chan時shi電dian能neng的de消xiao耗hao、延長加熱元件的壽命，提高設備的整體性能
，保證設備所生產的產品質量合格。 
(2)caiyongchumopingzuoweirenjijiemiancaozuofangbianle，keyisuishizhiguandilejieshebeideshengchanzhuangkuang，tigaojiqidexiandaihuachengduhezidonghuachengdu，jiangdiyuangonglaodongqiangdu。xitongkeyiduishebeishengchandeshebeiguzhanghecaozuoshiwujinxingbaojingxianshi
，tigaoshebeideanquanxing。 
(3)使用台達DOP-A10TCTD（內置3MB Flash 記憶卡）後用戶更換產品型號的時間節約了， 大量的內存可以保存不同冰箱內膽所需的控製方案，本係統配置的存儲卡，可以保存200種zhong型xing號hao的de配pei方fang。操cao作zuo人ren員yuan通tong過guo觸chu摸mo屏ping來lai選xuan擇ze所suo要yao生sheng產chan的de產chan品pin。對dui已yi經jing加jia工gong過guo的de冰bing箱xiang內nei膽dan型xing號hao
，可ke以yi直zhi接jie調tiao出chu保bao存cun的de控kong製zhi配pei方fang。如ru果guo有you新xin的de產chan品pin生sheng產chan，配pei方fang可ke以yi快kuai速su保bao存cun。 
5 應用體會
調試過程的困難及注意事項：
　　(1)實施接線時，務必關閉電源，對關係到生產安全的行程開關接線時全部使用常閉（NC）觸點。
　　(2)控製櫃電源必須采用符合標準的三相五線製供電，所有設備體上之接地端子務必正確的接地，可提高生產的安全性。
　　(3)交流電源不可連接於行程開關等信號端
，否則可能造成嚴重的損壞，因此在通電前請再次確認接線是否正確。
　　(4)為了防止幹擾，觸摸屏與控製櫃之間的連線請務必使用有被覆的屏蔽線
，且不可與AC200V以上的回路並排走向。PLC供電采用AC220V1：1隔離變壓器供電。
　  (5)試機前應檢查各種安全保護裝置是否可靠工作
，水、電、氣表是否正常。
(6)調試過程中需要對節能比例
、溫度、時間、流量、真空成型高度參數的配合比例進行測試標定，然後在PLC程序裏建一張參數表。要想達到節能與性能之間的最佳狀態，需要反複調節試驗。把最終的數據存入參數表內。

6 總結
  本方案在越南首都河內
，河發製冷（HOA PHAT）得到非常理想的應用
，整套吸塑成型機成本不到（50000USD）
，但其生產效率高於每小時30張箱膽；而該公司同類型的另一台設備為國外某公司原產真空吸塑成型機（價值150000USD）生產節拍約為22張/小時。所以在工業自動化生產設備中采用了台達DVP EH2 PLC 控製係統後
，整台生產設備的效率都有所提高。
參考文獻：
[1]《DVP可編程控製器PLC05C0812》2008.12.
[2]《台達DOPA係列人機界麵HMI02E0811》2008.11.