圖1針刺型無紡布工藝過程
    圖1zhongdesongmianxiang，kaisongjiheqiyamianxiangshijiangmishidexianweibianchengpengsongzaluandexianweibingsongdaoshulijirukou，shulijijiangxianweishulichenghoubojunyundexianweiwangbingsongdaopuwangji
，puwangjijiangsonglaidexianweiwanganzhaozhongliangyaoqiudiechengduocengdexianweiwangsongwangzhencijibingyouzhencijicichengxianghujiehezhichengdexianweibopian。wufangbushengchanxianxitongshiyigekansigeziduli、但卻互相牽製的一個大係統，本文將以針刺機組為對象集成自動化針刺無紡布生產線。
2 台達機電簡介
    從最早第一台變頻器麵世，台達機電至今已經能為客戶提供PLC控製器
、溫度控製器、計數器
、人機界麵、變頻驅動器、伺服驅動器、shukongxitongdengyixiliechanpin，yijingyounenglixiangkehutigongwanshankekaodejidianyitihuajiejuefangan。shantousanhuiqiyeshiyijiayishengchanwufangbujixieweizhudeqiye
，yuzhongdadiantongyiyouduonianhezuo，duitaidachanpingeiyuleqianglizhichiyugaoduxinren

，bingqudelefeichanglianghaodexiaoguo。benwenzhuyaoyisanhuiqiyeshengchandezhencijizushengchanxianweili，jianyaochanshutaidajidianchanpindezhengheyingyongjiqiyoudian。
3 自動化係統集成規劃
3.1 總體技術路線
    （1）PLC的存儲容量和處理速度。整條生產線而言，數據運算及邏輯運算量很大，16K容量遠遠不夠，單台PLC的處理速度將會影響生產的穩定性。
    （2）針刺生產線的布局和設備操作。各機台是分散的，集中一地操作會為生產帶來不便，但假如分散操作
，必須會帶來人機與PLC間的距離問題及PLC與受控單元的布線問題。
    （3）設she備bei組zu合he方fang式shi。通tong常chang一yi條tiao完wan整zheng的de生sheng產chan線xian用yong戶hu會hui采cai購gou生sheng產chan設she備bei廠chang家jia性xing能neng或huo價jia格ge有you優you勢shi的de產chan品pin，或huo根gen據ju自zi身shen生sheng產chan的de產chan品pin采cai用yong不bu同tong的de設she備bei組zu合he
，故gu每mei條tiao生sheng產chan線xian組zu合he可ke能neng完wan全quan不bu同tong。
綜上所述，為滿足方便安裝，方便整線整合，提高係統性能，本係統按照單機設計、自由組合方式設計（見圖2
、圖3），即是每台針刺機使用一台PLC、一台人機、meitaizhencijitigonglianjijiekou，butongxuqiuyonghuzuchengshengchanxianshikongzhishangzhiyaojianggejitailianshangkongzhizongxianjike，danjichengshibuxuzuoxiugai，gaidongneirongjinzaizongkongzhiqibufen。
    台達的驅動器、控製器及人機界麵等產品均帶有RS485接口，采用通訊方式安裝方便

、價格低廉，故在規劃整條生產線的控製方式時可以充分利用通訊的方便性。故可以擬出以下兩種方式：圖2方式
，PLC與人機聯線使用RS232,模擬量傳遞速度信號（考慮到通訊有實時性問題）
，變頻器頻率由PLC通訊給定，功能端子給定命令。圖3方式，PLC與人機聯線使用RS485, 模擬量傳遞速度信號，變頻器頻率由人機COM3通訊給定，功能端子給定命令。兩者相比差異在於變頻器控製源上。雖然效果一樣，但圖3方式遠遠增強了人機與PLC的通訊距離
，亦即對本係統來說人機安放的範圍將很寬，更適合生產線上分布安裝，故將本係統按照圖3設計。
    如圖3所示
，本係統將使用到變頻器，PLC和人機界麵。按照機型體積和驅動能力，台達變頻器分出多個係列產品，因VFD-B係xi列lie變bian頻pin器qi支zhi持chi矢shi量liang閉bi環huan控kong製zhi，低di頻pin驅qu動dong能neng力li強qiang
，而er針zhen刺ci機ji係xi統tong對dui速su度du穩wen定ding性xing要yao求qiu較jiao高gao，並bing且qie定ding位wei模mo式shi運yun行xing時shi要yao求qiu低di速su大da力li矩ju，故gu本ben係xi統tong采cai用yong性xing價jia比bi較jiao高gao的deVFD-B。人機采用具有兩個RS485的DOP-AE係列和PLC采用具有良好性價比的DVP-SA。

  
      圖2 人機與PLC連接采用RS232方式             圖3 人機與PLC連接采用RS485方式
3.2人機界麵設計
    操作界麵主要實現對針刺
、進料
、出料
、剝網、托網及機台間通訊進行監控操作。單機界麵設計分五部分：qidonghuamian
，zhuhuamian
，canshushedinghuamian
，shoudongcaozuohuamian，peifanghuamianhebangzhuhuamian。zaishejiyonghujiemianzhiqian

，xugenjukongzhifanganshejimozucanshuxiangguanneirong

，yishikongzhiqixuanzehekongzhiqusheding：控製器使用DELTA CONTROLLER ASCII，控製區長度設為8；二是通訊方式和通訊口設定
，DOP-AE提供一個RS232口和兩個RS485口（或一個RS422口），設計時隻要在模組參數設定的通訊項分別指定兩個RS485口的指向和通訊格式即可。這兩步完成才有下麵的深入設計。

                                  圖5單機主畫麵
    （1）主畫麵參見圖5、圖6。
    單機主畫麵的功能在於用戶能最直接了解到本地機器的運行狀態

、生產數據及生產線相鄰設備的連接狀況，故設計上主畫麵分三部分：數據及狀態監控區；換頁區；控製區。數據及狀態監控區監控各工藝動作狀態和運行數據
，包括針刺次數
、針刺時間
、針刺密度、針刺頻率、牽伸比和進料出料速度等,其中針刺時間和針刺次數在授權的情況下能清除當前值,在針刺時間或針刺次數到達設定值後係統將彈出換針提示
；換頁區完成各頁麵切換,用戶可根據需要直接切換到相應頁麵進行操作
；手動操作控製區控製油泵運行和控製針刺動作、入料、出料運行。在主畫麵按“運行“hou，gaihuamianyoubengshoudongtingzhiwuxiao，xitongjianganzhaoyishedingdepinlvjixuyunxing
，yunxingzhuangtaixiakeshishitiaozhengzhencipinlv。zailiandongzhuangtai，zhencimidudexiugaijiangzhijieyingxiangdaojinliaohechuliaosudu
，danqianshenbijiangweichihengding。feiliandongzhuangtai
，yonghukeyishoudongdandugenggaizhencipinlvhejinchuliaosudu（即牽伸比）。

                                圖6總屏主畫麵
    整zheng線xian主zhu畫hua麵mian相xiang對dui單dan機ji主zhu畫hua麵mian的de操cao作zuo具ju有you更geng高gao的de優you先xian級ji，一yi旦dan整zheng線xian主zhu畫hua麵mian將jiang某mou一yi台tai加jia入ru到dao聯lian動dong狀zhuang態tai
，則ze該gai機ji台tai本ben地di操cao作zuo將jiang無wu效xiao
，直zhi到dao解jie除chu。命ming令ling線xian上shang機ji台tai啟qi停ting有you兩liang種zhong方fang式shi
，一yi是shi由you整zheng線xian主zhu屏ping發fa出chu命ming令ling並bing將jiang受shou命ming機ji台tai設she為wei聯lian機ji狀zhuang態tai；另ling一yi種zhong方fang式shi是shi將jiang針zhen刺ci線xian受shou命ming權quan交jiao給gei前qian紡fang
，針zhen刺ci線xian處chu於yu待dai命ming狀zhuang態tai
，這zhe種zhong方fang式shi以yi握wo手shou方fang式shi執zhi行xing，即ji針zhen刺ci線xian準zhun備bei完wan成cheng後hou發fa出chu就jiu緒xu信xin號hao
，前qian紡fang收shou到dao信xin號hao後hou發fa出chu運yun行xing信xin號hao和he速su度du信xin號hao，一yi旦dan就jiu緒xu信xin號hao終zhong止zhi
，針zhen刺ci機ji組zu亦yi將jiang停ting止zhi。
    （2）參數設定畫麵參見圖7。出(chu)於(yu)數(shu)據(ju)的(de)安(an)全(quan)性(xing)及(ji)程(cheng)序(xu)的(de)兼(jian)容(rong)性(xing)考(kao)慮(lv)，參(can)數(shu)設(she)定(ding)界(jie)麵(mian)列(lie)出(chu)了(le)用(yong)戶(hu)參(can)數(shu)和(he)廠(chang)家(jia)參(can)數(shu)
，因(yin)而(er)參(can)數(shu)設(she)定(ding)需(xu)要(yao)等(deng)級(ji)密(mi)碼(ma)驗(yan)證(zheng)進(jin)入(ru)，不(bu)同(tong)授(shou)權(quan)等(deng)級(ji)的(de)用(yong)戶(hu)僅(jin)可(ke)以(yi)修(xiu)改(gai)授(shou)權(quan)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)參(can)數(shu)。最(zui)高(gao)級(ji)用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)修(xiu)改(gai)各(ge)等(deng)級(ji)授(shou)權(quan)密(mi)碼(ma)。

                                圖7參數設定畫麵
    （3）手動畫麵參見圖8。手動操作目的用於調試，用戶能任意對送料輥、出料輥、針刺、托網板、剝網板和油泵等進行任意操作

，不再受其他條件約束。另外，通過手動操作，亦可以使用戶通過試驗尋找合適的生產參數。

                                   圖8手動畫麵
    （4）配方畫麵參見圖9。台達DOP係列提供配方功能，提供方便好用類似Excel的配方編輯器，讓使用者可以輕鬆的編輯配方；並且在64K存cun儲chu空kong間jian內nei可ke以yi同tong時shi輸shu入ru多duo組zu的de配pei方fang，一yi次ci下xia載zai多duo組zu配pei方fang。本ben係xi統tong在zai人ren機ji端duan利li用yong內nei部bu存cun儲chu器qi來lai切qie換huan，用yong戶hu可ke以yi靈ling活huo從cong該gai畫hua麵mian調tiao用yong經jing驗yan配pei方fang、記錄當前配方或寫入生產配方。程序設計配方容量500組zu，每mei組zu包bao括kuo針zhen刺ci頻pin率lv，針zhen刺ci倍bei頻pin
，托tuo網wang板ban位wei置zhi
，剝bo網wang板ban位wei置zhi
，入ru料liao速su度du。在zai整zheng線xian聯lian動dong狀zhuang態tai
，配pei方fang內nei容rong可ke以yi續xu台tai下xia載zai，亦yi可ke以yi通tong過guo上shang位wei機ji進jin行xing，在zai使shi用yong上shang位wei機ji下xia載zai配pei方fang時shi，由you於yu下xia載zai成cheng功gong後hou托tuo網wang板ban托tuo網wang板ban將jiang會hui自zi動dong校xiao位wei
，生sheng產chan線xian上shang各ge機ji台tai較jiao為wei分fen散san
，出chu於yu安an全quan考kao慮lv，設she計ji上shang要yao求qiu操cao作zuo人ren員yuan必bi須xu確que認ren各ge機ji台tai狀zhuang況kuang允yun許xu才cai會hui下xia載zai數shu據ju。

    圖9a單機調用配方功能                           圖9b上位機調用配方功能
    （5）幫助畫麵參見圖10。由you於yu人ren機ji界jie麵mian是shi直zhi接jie連lian接jie在zai控kong製zhi器qi
，故gu隻zhi要yao設she計ji者zhe將jiang控kong製zhi器qi信xin息xi表biao達da在zai人ren機ji界jie麵mian上shang，終zhong端duan用yong戶hu將jiang可ke以yi了le解jie到dao設she備bei的de各ge種zhong運yun行xing信xin息xi

，詳xiang細xi的de向xiang導dao將jiang有you助zhu於yu使shi用yong者zhe的de維wei護hu。
本係統在幫助文件上劃分為幾部分：一是電氣部分故障信息，包括PLC的狀態信息，PLC采樣到的變頻器狀態信息；ershijixiebufenxinxi，baokuojixieweizhidaoweixinxi，yeyaxitongxinxi。suoyouzhexiexinxiyonghujiangzaibangzhuhuamiandedaojiaoweiwanshandechulizhiyinhuoweichangjiadianhuafuwutigongyouyongdexinxi。

     圖10a故障排除指引                        圖10b PLC 狀態監視
3.3人機宏程序規劃與設計
    參見圖11
，因為每台針刺機相對而言是獨立工作的，人機的工作任務接受指令並處理、顯示狀態和數據信息
，為變頻器和主人機傳遞數據、保存用戶數據。DOP係列人機提供了完善的宏處理指令，程序設計時可以根據需要對數據算術或邏輯處理，本係統中

，總控製人機和各本地人機均使用CLOCK宏處理與變頻器的交換信息，收集整線的警報信息和運行信息等。利用人機宏指令
，減少了PLC與人機的不必要的通訊，更有效的分配了係統資源。

    圖11a本機人機CLOCK宏              圖11b總控製人機CLOCK宏收集係統信息

4 PLC程序設計概要
    按照係統功能完成輸入輸出點規劃後的工作就是程序設計。整條生產來講，基本功能是快速處理速度信息並實現速度跟隨
，根據目前PLC的性能和已構建的硬件框架，可以使用總機集中分配信息
，單機獨立處理方式實現。單台針刺機而言，程序主要的工作變量有針刺密度（M針密）、針刺頻率(F針頻)
、牽伸比(K)、入料速度(V入)、出料速度(V出料)，托網位置(T)和剝網位置(B)。保護變量有針刺次數(C)、針刺時間(t)、托網位置上限(TSL)、托網位置下限(TXL)、托網位置上限(BSL)和剝網位置下限(BXL)。為了便於維護，程序結構上以主程序調用子程序形式編寫，分為針刺運算子程序（P0），托網剝網運算子程序（P1），保護子程序（P2），數據上傳子程序（P3）及動作執行子程序（P4）。主程序部分包含程序初始化、子zi程cheng序xu調tiao用yong和he解jie讀du總zong控kong製zhi器qi發fa出chu的de指zhi令ling解jie讀du信xin息xi包bao含han當dang前qian機ji台tai是shi本ben地di單dan機ji運yun行xing還hai是shi遠yuan端duan控kong製zhi
，接jie受shou並bing發fa出chu本ben地di速su度du指zhi令ling還hai是shi外wai部bu模mo擬ni量liang速su度du指zhi令ling，速su度du信xin息xi經jing過guo本ben機ji台tai是shi否fou采cai用yong還hai是shi傳chuan遞di到dao下xia一yi機ji台tai等deng）。 
    針刺運算子程序（P0）根據用戶輸入或前級針刺機輸出的速度變量執行運算
，得出針刺機需要運行的針刺頻率並轉換為給變頻器的給定頻率f：

     從以上算式可以推算出f與F針頻、M針密、V出
、V入、L 步進量的關係
托網剝網運算子程序(P1)算法是根據固定的動程分別與采樣值運算
，得出托網位置(T)和剝網位置(B)
，T和B與限位值比較後給出判斷結果並提示。在配方下載模式
，子程序P1是將T/B分別與目標值比較並自動校準位置。
    保護子程序（P2）：采樣或統計係統信息，對各狀態作出是停機或是提示動作。
    數據上傳子程序（P3）：收集並歸類本地信息以供人機快速調用。
    動作執行子程序（P4）：輸出處理結果。
5 結束語
    yigouzidonghuapingtaizaidaxitongjichenggongchengzhongdexinxizhenghekunnanyuelaiyuechengweixiandaizhizaogongchengdejishupingjing。taidajidianchanpindezaitongyigongchengdetonggouhuajichengnengli，wulunshizaiqiyejianshejieduanhaishizaitouchanhoudechangyuanfazhanjieduan

，douyouxianeryijiandejishuyoushi。bansuitaidajidianchanpindefengfuyufazhan，gongnengdebuduantigao，mianduikehuduizhengtifuwudexuqiu，chanpinyongyouguangkuochangyuandeshichangtuozhankongjian