圖1針刺型無紡布工藝過程
    圖1中(zhong)的(de)送(song)棉(mian)箱(xiang)，開(kai)鬆(song)機(ji)和(he)氣(qi)壓(ya)棉(mian)箱(xiang)是(shi)將(jiang)密(mi)實(shi)的(de)纖(xian)維(wei)變(bian)成(cheng)蓬(peng)鬆(song)雜(za)亂(luan)的(de)纖(xian)維(wei)並(bing)送(song)到(dao)梳(shu)理(li)機(ji)入(ru)口(kou)，梳(shu)理(li)機(ji)將(jiang)纖(xian)維(wei)梳(shu)理(li)成(cheng)厚(hou)薄(bo)均(jun)勻(yun)的(de)纖(xian)維(wei)網(wang)並(bing)送(song)到(dao)鋪(pu)網(wang)機(ji)，鋪(pu)網(wang)機(ji)將(jiang)送(song)來(lai)的(de)纖(xian)維(wei)網(wang)按(an)照(zhao)重(zhong)量(liang)要(yao)求(qiu)疊(die)成(cheng)多(duo)層(ceng)的(de)纖(xian)維(wei)網(wang)送(song)往(wang)針(zhen)刺(ci)機(ji)並(bing)由(you)針(zhen)刺(ci)機(ji)刺(ci)成(cheng)相(xiang)互(hu)結(jie)合(he)製(zhi)成(cheng)的(de)纖(xian)維(wei)薄(bo)片(pian)。無(wu)紡(fang)布(bu)生(sheng)產(chan)線(xian)係(xi)統(tong)是(shi)一(yi)個(ge)看(kan)似(si)各(ge)自(zi)獨(du)立(li)、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
、數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)等(deng)一(yi)係(xi)列(lie)產(chan)品(pin)，已(yi)經(jing)有(you)能(neng)力(li)向(xiang)客(ke)戶(hu)提(ti)供(gong)完(wan)善(shan)可(ke)靠(kao)的(de)機(ji)電(dian)一(yi)體(ti)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。汕(shan)頭(tou)三(san)輝(hui)企(qi)業(ye)是(shi)一(yi)家(jia)以(yi)生(sheng)產(chan)無(wu)紡(fang)布(bu)機(ji)械(xie)為(wei)主(zhu)的(de)企(qi)業(ye)
，與(yu)中(zhong)達(da)電(dian)通(tong)已(yi)有(you)多(duo)年(nian)合(he)作(zuo)
，對(dui)台(tai)達(da)產(chan)品(pin)給(gei)予(yu)了(le)強(qiang)力(li)支(zhi)持(chi)與(yu)高(gao)度(du)信(xin)任(ren)
，並(bing)取(qu)得(de)了(le)非(fei)常(chang)良(liang)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。本(ben)文(wen)主(zhu)要(yao)以(yi)三(san)輝(hui)企(qi)業(ye)生(sheng)產(chan)的(de)針(zhen)刺(ci)機(ji)組(zu)生(sheng)產(chan)線(xian)為(wei)例(li)，簡(jian)要(yao)闡(chan)述(shu)台(tai)達(da)機(ji)電(dian)產(chan)品(pin)的(de)整(zheng)合(he)應(ying)用(yong)及(ji)其(qi)優(you)點(dian)。
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、每(mei)台(tai)針(zhen)刺(ci)機(ji)提(ti)供(gong)聯(lian)機(ji)接(jie)口(kou)，不(bu)同(tong)需(xu)求(qiu)用(yong)戶(hu)組(zu)成(cheng)生(sheng)產(chan)線(xian)時(shi)控(kong)製(zhi)上(shang)隻(zhi)要(yao)將(jiang)各(ge)機(ji)台(tai)連(lian)上(shang)控(kong)製(zhi)總(zong)線(xian)即(ji)可(ke)，單(dan)機(ji)程(cheng)式(shi)不(bu)須(xu)做(zuo)修(xiu)改(gai)，改(gai)動(dong)內(nei)容(rong)僅(jin)在(zai)總(zong)控(kong)製(zhi)器(qi)部(bu)分(fen)。
    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：啟(qi)動(dong)畫(hua)麵(mian)，主(zhu)畫(hua)麵(mian)，參(can)數(shu)設(she)定(ding)畫(hua)麵(mian)，手(shou)動(dong)操(cao)作(zuo)畫(hua)麵(mian)
，配(pei)方(fang)畫(hua)麵(mian)和(he)幫(bang)助(zhu)畫(hua)麵(mian)。在(zai)設(she)計(ji)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)之(zhi)前(qian)
，須(xu)根(gen)據(ju)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)設(she)計(ji)模(mo)組(zu)參(can)數(shu)相(xiang)關(guan)內(nei)容(rong)，一(yi)是(shi)控(kong)製(zhi)器(qi)選(xuan)擇(ze)和(he)控(kong)製(zhi)區(qu)設(she)定(ding)：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；lingyizhongfangshishijiangzhencixianshoumingquanjiaogeiqianfang，zhencixianchuyudaimingzhuangtai，zhezhongfangshiyiwoshoufangshizhixing
，jizhencixianzhunbeiwanchenghoufachujiuxuxinhao，qianfangshoudaoxinhaohoufachuyunxingxinhaohesuduxinhao
，yidanjiuxuxinhaozhongzhi，zhencijizuyijiangtingzhi。
    （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
；二er是shi機ji械xie部bu分fen信xin息xi
，包bao括kuo機ji械xie位wei置zhi到dao位wei信xin息xi，液ye壓ya係xi統tong信xin息xi。所suo有you這zhe些xie信xin息xi用yong戶hu將jiang在zai幫bang助zhu畫hua麵mian得de到dao較jiao為wei完wan善shan的de處chu理li指zhi引yin或huo為wei廠chang家jia電dian話hua服fu務wu提ti供gong有you用yong的de信xin息xi。

     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、zichengxutiaoyonghejieduzongkongzhiqifachudezhilingjieduxinxibaohandangqianjitaishibendidanjiyunxinghaishiyuanduankongzhi，jieshoubingfachubendisuduzhilinghaishiwaibumoniliangsuduzhiling，suduxinxijingguobenjitaishifoucaiyonghaishichuandidaoxiayijitaideng）。 
    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
    異yi構gou自zi動dong化hua平ping台tai在zai大da係xi統tong集ji成cheng工gong程cheng中zhong的de信xin息xi整zheng合he困kun難nan越yue來lai越yue成cheng為wei現xian代dai製zhi造zao工gong程cheng的de技ji術shu瓶ping頸jing。台tai達da機ji電dian產chan品pin的de在zai同tong一yi工gong程cheng的de同tong構gou化hua集ji成cheng能neng力li，無wu論lun是shi在zai企qi業ye建jian設she階jie段duan還hai是shi在zai投tou產chan後hou的de長chang遠yuan發fa展zhan階jie段duan，都dou有you顯xian而er易yi見jian的de技ji術shu優you勢shi。伴ban隨sui台tai達da機ji電dian產chan品pin的de豐feng富fu與yu發fa展zhan，功gong能neng的de不bu斷duan提ti高gao，麵mian對dui客ke戶hu對dui整zheng體ti服fu務wu的de需xu求qiu
，產chan品pin擁yong有you廣guang闊kuo長chang遠yuan的de市shi場chang拓tuo展zhan空kong間jian