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、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：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；lingyizhongfangshishijiangzhencixianshoumingquanjiaogeiqianfang
，zhencixianchuyudaimingzhuangtai
，zhezhongfangshiyiwoshoufangshizhixing，jizhencixianzhunbeiwanchenghoufachujiuxuxinhao
，qianfangshoudaoxinhaohoufachuyunxingxinhaohesuduxinhao
，yidanjiuxuxinhaozhongzhi，zhencijizuyijiangtingzhi。
    （2）參數設定畫麵參見圖7。chuyushujudeanquanxingjichengxudejianrongxingkaolv，canshushedingjiemianliechuleyonghucanshuhechangjiacanshu
，yinercanshushedingxuyaodengjimimayanzhengjinru，butongshouquandengjideyonghujinkeyixiugaishouquanfanweineidecanshu。zuigaojiyonghukeyisuishixiugaigedengjishouquanmima。

                                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、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