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摘 要：本文主要介紹台達機電產品在中空纖維生產線上的良好整合應用，體現了台達機電產品在電氣控製係統上整合應用的高性價比、技術方案優勢。
關鍵字：PLC 人機界麵 溫控器 RS485通訊
1 引言
中zhong空kong纖xian維wei是shi一yi種zhong特te殊shu化hua學xue材cai料liao，主zhu要yao用yong於yu服fu裝zhuang材cai料liao加jia工gong和he製zhi造zao。含han有you中zhong空kong纖xian維wei成cheng分fen的de紡fang織zhi材cai料liao具ju有you質zhi地di柔rou軟ruan，透tou氣qi性xing好hao，結jie實shi耐nai用yong等deng優you點dian，被bei廣guang大da紡fang織zhi輕qing工gong業ye普pu遍bian采cai用yong。本ben文wen介jie紹shao的de生sheng產chan線xian專zhuan門men用yong於yu生sheng產chan中zhong空kong纖xian維wei這zhe，其qi電dian氣qi控kong製zhi係xi統tong完wan全quan采cai用yong台tai達da機ji電dian產chan品pin集ji成cheng，以yi單dan一yi自zi動dong化hua技ji術shu平ping台tai實shi現xian化hua纖xian工gong藝yi和he技ji術shu生sheng產chan要yao求qiu。
2 工藝自動化係統
2.1 工藝流程
原(yuan)料(liao)甲(jia)和(he)原(yuan)料(liao)乙(yi)以(yi)某(mou)種(zhong)比(bi)例(li)配(pei)比(bi)方(fang)式(shi)混(hun)合(he)後(hou)輸(shu)送(song)出(chu)去(qu)，經(jing)過(guo)齒(chi)輪(lun)泵(beng)攪(jiao)拌(ban)均(jun)勻(yun)後(hou)送(song)往(wang)凝(ning)膠(jiao)槽(cao)掛(gua)膠(jiao)上(shang)料(liao)，再(zai)經(jing)過(guo)水(shui)洗(xi)槽(cao)水(shui)洗(xi)，由(you)牽(qian)絲(si)輪(lun)帶(dai)動(dong)中(zhong)空(kong)纖(xian)維(wei)進(jin)入(ru)繞(rao)絲(si)槽(cao)處(chu)理(li)，最(zui)後(hou)由(you)繞(rao)絲(si)輪(lun)將(jiang)中(zhong)空(kong)纖(xian)維(wei)成(cheng)品(pin)卷(juan)繞(rao)成(cheng)型(xing)。生(sheng)產(chan)線(xian)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)由(you)配(pei)料(liao)罐(guan)甲(jia)、配料罐乙、齒輪泵、凝膠槽、水洗槽、牽絲輪、繞絲槽、繞絲輪等部件構成，如圖1所示。
圖1 工藝流程畫麵
2.2 控製內容
齒輪泵速度和齒輪泵、配料罐甲、配料罐乙、凝膠槽、水洗槽、繞絲輪溫度控製。需要電氣控製係統控製齒輪泵旋轉速度，從而達到控製出料量和出料速度，在工藝要求的溫度下原料分別經過齒輪泵、凝膠槽、水洗槽、繞絲槽、繞絲輪等溶液處理，係統要求根據不同規格產品設定並控製齒輪泵，配料罐甲、配料罐乙、凝膠槽、水洗槽、繞絲輪內溶液溫度，同時要求顯示牽絲輪和繞絲輪的旋轉速度，係統能夠根據需要隨時存儲工藝參數。
3 自動化係統設計
3.1控製係統原理
製係統原理如圖2所示。利用台達人機界麵豐富的通訊口功能，可以提供給用戶3個COM接口，方便與外圍工控設備通訊聯機。COM1：RS232通訊方式與下位PLC連接，進行生產線工藝參數設置和讀取；COM2：RS485通訊方式與一台變頻器連接，可以進行變頻器給定頻率設定，顯示輸出頻率、輸出電壓、輸出電流、報警信息以及大致原因等參數，同時可以通過人機界麵通訊控製起動、停止變頻器；COM3：RS485通訊方式與6台溫控器連接，可以顯示溫度設定值、當前值，還可以通過通訊設定這6台溫控器通訊站號、PID參數等內容值。
台達機電產品通訊協議符合標準的MODBUS通訊協議，使得台達機電產品整合應用時通訊連接方便、穩定。人機界麵COM2、COM3通訊口均支持RS485通訊方式，該方案應用COM2口與變頻器VFD002S21A相連，人機界麵直接讀取變頻器內部參數；應用COM3口直接連接6台DTC係列溫控器，實時讀取相應槽位SV、PV值，采用PID溫度控製方式達到準確控溫效果，可以通過人機界麵分別設置P、I、D相關參數以及實現通訊協議自動同步功能。
圖2 控製係統原理
3.2係統配置與通訊
（1）配置。控製係統方案配置如表2所示。表2列出的配件是生產線控製係統主要元器件，此外還包括低壓電器（低壓斷路器、繼電器、按鈕、指示燈等）、檢測傳感器（K型熱電偶、PT100熱電阻、接近開關等）元器件，此處不予贅述。
（2）通訊。巧用人機界麵提供的宏指令功能可以達到事半功倍的效果，上麵的程序就是一個應用例子，將PLC程序運算的數據結果賦給變頻器作為給定頻率，實際上可以編輯更多的宏指令代替PLC程(cheng)序(xu)，可(ke)以(yi)靈(ling)活(huo)的(de)實(shi)現(xian)數(shu)學(xue)運(yun)算(suan)和(he)流(liu)程(cheng)控(kong)製(zhi)，但(dan)是(shi)要(yao)結(jie)合(he)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)畫(hua)麵(mian)程(cheng)序(xu)注(zhu)意(yi)考(kao)慮(lv)程(cheng)序(xu)容(rong)量(liang)和(he)執(zhi)行(xing)效(xiao)率(lv)。為(wei)了(le)確(que)保(bao)通(tong)訊(xun)暢(chang)通(tong)，必(bi)須(xu)將(jiang)人(ren)機(ji)模(mo)組(zu)參(can)數(shu)項(xiang)通(tong)訊(xun)口(kou)通(tong)訊(xun)協(xie)議(yi)、通訊格式分別和變頻器、溫控器相應參數設置一致，本例中COM2和COM3通訊格式均為：RS485，19200，7，E，1。
人機界麵CLOCK Macro宏指令介紹：
SELECTCOM(1) ；選擇通訊口；
(2#1@INVERTER-2001) = (1@D514) ；賦值語句；
END
3.3 轉速控製
係統轉速控製由PLC控製變頻器實現。DVP12SC型號PLC具有8DI、4DO，具有高速計數和高速脈衝輸出功能，本項目采用輸入點X1、X10、X11分別采集三路旋轉編碼器脈衝信號，對應PLC內部高速計數器軟元件分別是C236、C243、C245，分別對應齒輪泵、牽絲輪、繞(rao)絲(si)輪(lun)速(su)度(du)，前(qian)者(zhe)齒(chi)輪(lun)泵(beng)速(su)度(du)要(yao)求(qiu)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)，調(tiao)試(shi)時(shi)較(jiao)有(you)難(nan)度(du)，後(hou)二(er)者(zhe)速(su)度(du)隻(zhi)要(yao)求(qiu)實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)，不(bu)要(yao)求(qiu)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)。由(you)於(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)低(di)頻(pin)運(yun)轉(zhuan)時(shi)電(dian)機(ji)速(su)度(du)較(jiao)慢(man)，所(suo)以(yi)利(li)用(yong)60ms定時中斷程序采集編碼器脈衝差值波動較大，測速不準確，隻能改變軟件算法，程序通過特殊輔助繼電器M1012和M1013組合應用完成速度檢測，M1013是1S時鍾脈衝，M1012是100ms時鍾脈衝，具體做法就是，采用M1013采集各路編碼器1S內積累的脈衝數量，再利用M1012時鍾脈衝進行脈衝數量平均值計算，得到趨於合理、穩定的脈衝數量值，再經過程序處理轉換為旋轉速度，實際證明這種方法還是能夠滿足客戶要求的，效果良好。
3.4 人機界麵設計
台達人機界麵新版軟件提供“拮取畫麵”功能按鈕，可以將人機某個畫麵以後綴名為JPG的文件格式存儲在USB存儲盤中，方便地將工業現場工藝參數報表存儲和打印出來。係統工藝參數存儲畫麵如圖3所示。按下圖3“存儲”按鈕後，該畫麵就以JPG文件格式存儲在U盤中，文件名以日期＋畫麵序號命名，如果U盤未插在人機背麵，會顯示未找到存儲盤報警。
圖3 係統工藝參數存儲畫麵
4 結束語
中空纖維生產線項目結合台達機電HMI、PLC、變頻器、溫控器、編(bian)碼(ma)器(qi)等(deng)機(ji)電(dian)產(chan)品(pin)，為(wei)客(ke)戶(hu)開(kai)發(fa)了(le)一(yi)套(tao)穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)的(de)係(xi)統(tong)，該(gai)生(sheng)產(chan)線(xian)自(zi)投(tou)產(chan)以(yi)來(lai)運(yun)行(xing)正(zheng)常(chang)，不(bu)但(dan)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)現(xian)場(chang)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)，而(er)且(qie)更(geng)提(ti)高(gao)了(le)設(she)備(bei)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)生(sheng)產(chan)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)和(he)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)。
作者簡介
孫承誌 工程師供職於中達電通股份有限公司沈陽機電業務處。
參考文獻
［1］台達DVP－PLC應用技術手冊程序篇.
［2］台達DOP係列人機界麵應用技術手冊.
［3］台達VFD－S係列交流變頻器使用手冊.
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