一 鞋頭定型機介紹
       鞋頭定型機用與做鞋流程的一個工序。它的用途是將做好的鞋麵經過熱模加熱後﹐再使用冷模定型﹐ 讓鞋麵能夠達到比較標準的模型。相比傳統做鞋方法﹐既能減少工時﹐又能提高品質。

二 動作流程：

       1. 首先打開主電源開關﹐按SB1啟動工作電源﹐交流接觸器KM1接通交流工作變壓器。PLC得電完成初始化﹐因加熱與製冷需要一段時間﹐固一般先開機大約15分鍾後才工作。
       2. 以左熱模為例﹕將鞋麵放入熱模中適當位置﹐用腳踏熱模定型開關一次。左熱模電磁閥動作,使左氣缸動作夾緊鞋麵﹐延時斷開﹐如延時中想取出鞋麵﹐隻要用腳踏第二次便使夾緊複位。
       3. 以左冷模為例﹕將加熱後的鞋麵放入冷模中適當的位置, 用腳踏左冷模開關一次,則冷模夾緊電磁閥得電動作,使左夾緊氣缸動作夾緊鞋麵﹐當夾緊到位﹐使SQ1感應開關動作﹐延時接通，使左冷模定型電磁閥得電動作﹐使左定型氣缸動作,開始定型﹐當定型到位﹐則使冷模定型延時感應開關SQ2動作﹐延時斷開。當斷開時先使定型電磁閥斷電複位﹐再使夾緊電磁閥斷電複位。示意圖如下： 

三 主要部件的選型 

       1. PLC:因需要做溫度PID控製﹐所以選擇了台灣永宏(FBS-32MAT-R)晶體管輸出型。加上溫度模塊控製。固選擇了FBS-TC6模塊﹐使用WinProLadder編程軟件。

       2. 觸摸屏﹕因鞋麵材料不同﹐要求溫度和設定時間也不相同。為了 方便操作人員能簡便修改設置參數及監控溫度和時間的變化 ﹐采用了永宏FV057ST-T10觸摸屏﹐使用PM Designer編程軟件。

       3. 組成如圖所示： 

四 PLC的控製

      1. PID 溫控（ FUN86） 是利用溫度模塊配合溫度規劃表格（如圖2所示）將外界當前的溫度測量值當作過程變量（ Process Var iable，簡稱PV）
，並將用戶所設定的溫度設定值（ Set Point
，簡稱SP）與過程變量經由軟件PID 數學式運算後，得到適宜的輸出控製值以控製溫度在用戶所期望的溫度範圍內。 

              Md :   PID 運算模式選擇
               =0， 改良型最小超越法
               =1,    通用PID 法則
              Yn ：ON/OFF 溫控輸出起始號碼，共占用
              Zn 點
              Sn ： 本指令從第幾點溫度開始執行 PID 溫控，
              Sn=0～ 31
              Zn ： 本指令所控製的PID 溫控點數

；
              1   Zn   32 且1    Sn+Zn    32
              Sv ：溫度設定值起始緩存器號碼，共占用 Zn 個緩存器 (設定單位為0.1°)
              Os ：溫度偏差值起始緩存器號碼，共占用 Zn 個緩存器 (設定單位為0.1°) 
              PR ：增益設定值起始緩存器號碼，共占用 Zn 個緩存器
              IR ：積分常數設定值起始緩存器號碼，共占用Zn 個緩存器
              DR ： 微分時間常數設定值起始緩存器號碼，共占用Zn 個緩存器
              OR ：溫控數值輸出起始緩存器號碼，共占用Zn 個緩存器
              WR：本指令所需使用的工作緩存器起始號碼
，共占用9 個緩存器，其它地方不可以重複使用

                         圖2
 2. 將PID 運算後的數值結果轉換為時間比例ON/OFF（PWM） 輸出， 經由晶體管式接點輸出控製SSR 所推動的加熱或冷卻回路， 便可以得到相當精確而且便宜的控製結果。 

3. 數字化PID 表達式如下：

                M n = [ K c × E n ] + 
                [ [ K c × K i × T s × E n ] + [ K c × T d × ( PV n − P V n - 1 ) / T s ]
                Mn ： 〝n〞時的控製輸出量
                Kc ： 增益（ 範圍： 1→ 9999； Pb(比例帶)=(1000/Kc ) × 0 . 1% ， 單位為0 . 1% 
                Ki ： 積分常數（ 範圍： 0～ 9999
， 相當於0.00～ 99.99 Repeat/Minute） 
                Td ： 微分時間常數（ 範圍： 0～ 9999， 相當於0.00～ 9.99 Minute）
                PVn ： 〝n〞時的過程變數
                PVn − 1 ： 〝n〞的上一次的過程變數
                En ： 〝n〞時的誤差=設定值（ SP） −〝n〞時的過程變數（ PVn ）
               Ts ： PID 運算的間隔時間（ 單位： 0.1S， 值可為10， 20， 40， 80

， 160
， 320）

4. 為使操作簡便﹐在每個工位隻使用一個開關做啟/停控製﹐共4個腳踏開關(SB4-SB7),兩個熱模控製方式一樣
，兩個冷模控製方式一樣。為了安全又設了手動停止開關SB3和緊急開關SB2﹐停止開關是為防止四個工位操作錯誤使用,緊急開關是為出現緊急情況斷開所有控製電源使用。

5. M1924接通一個脈衝﹐用（MOV）傳送指令將熱/冷模設定時間傳入數據存儲器﹐以方便能在觸摸屏上修改數值。


6. PLC一接通﹐用（MOV）傳送指令將熱/冷模定時器當前值傳入數據存儲器﹐以使能在觸摸屏上監控當前值。

7.熱模控製﹕
      以左熱模為例﹐如X2接通一個脈衝﹐定時器T2得電計時(為鞋麵加熱時間)，Y002得電自鎖。熱模夾緊。定時器T3得電0.5秒瞬間接通輔助繼電器M100﹐M100是為X2由啟動轉變為停止開關做準備的﹐當T2計時到使左熱模複位 .如在加熱計時中想取出鞋麵﹐隻要在接通第二次X2一個脈衝﹐Y002則斷電複位﹐此時X2由停止開關轉變為啟動開關。


8.冷模控製：
       以左冷模為例﹐如X4接通一個脈衝﹐Y004得電自鎖﹐使鞋麵夾緊﹐定時器T7計時0.5秒瞬間接通輔助繼電器M104﹐當夾緊到位感應開關SQ1動作X5接通﹐定時器T6開始計時﹐計時到接通Y005開始定型.定型到位感應開關SQ2動作,X5、X6接通定時器T8開始計時﹐計時到T8接通輔助繼電器M106自鎖﹐同時斷開Y005,定時器T9計時2秒﹐斷開Y004﹐使左冷模複位。

注﹕當M104接通後﹐X4啟動開關轉變為停止開關﹐此時如果計時過程中需要停止﹐隻要接通第二次X4即可複位左冷模﹐此時X4由停止開關轉變為啟動開關。

五 觸摸屏控製流程
1． 當觸摸屏得電後
，通過RS232數據線與PLC通信交換數據。將FBS-32MAT-R主單元中各熱模當前值、設定值顯示在觸摸屏的3#畫麵中。

2 如果需要監控或修改參數時
，可選擇0#畫麵中顯示的相關功能鍵進入即可
，順序進入可修改參數。

六 結束語
可編程控製器是比較成熟的工業控製產品,在很多領域已被廣泛應用,本文在現有研究的基礎上討論了永宏產品在鞋頭定型機中的應用。得益於永宏PLC在溫度控製方麵的強悍
，它實現了鞋頭定型機的自動化控製,既減少了工人的勞動強度又提高了生產效率。