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臺達產品在紡織上的整合應用

中達電通股份有限公司
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    摘  要:本文主要介紹臺達機電產品在中空纖維生產線上的良好整合應用,體現了臺達機電產品在電氣控制系統上整合應用的高性價比、技術方案優勢。
    關鍵字:PLC  人機界面  溫控器  RS485通訊
 
1 引言
    中空纖維是一種特殊化學材料,主要用于服裝材料加工和制造。含有中空纖維成分的紡織材料具有質地柔軟,透氣性好,結實耐用等優點,被廣大紡織輕工業普遍采用。本文介紹的生產線專門用于生產中空纖維這,其電氣控制系統完全采用臺達機電產品集成,以單一自動化技術平臺實現化纖工藝和技術生產要求。

2 工藝自動化系統
2.1 工藝流程

    原料甲和原料乙以某種比例配比方式混合后輸送出去,經過齒輪泵攪拌均勻后送往凝膠槽掛膠上料,再經過水洗槽水洗,由牽絲輪帶動中空纖維進入繞絲槽處理,最后由繞絲輪將中空纖維成品卷繞成型。生產線系統主要由配料罐甲、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 工藝流程畫面

2.2 控制內容
    齒輪泵速度和齒輪泵、配料罐甲、配料罐乙、凝膠槽、水洗槽、繞絲輪溫度控制。需要電氣控制系統控制齒輪泵旋轉速度,從而達到控制出料量和出料速度,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,系統要求根據不同規格產品設定并控制齒輪泵,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,系統能夠根據需要隨時存儲工藝參數。
 
3 自動化系統設計
3.1控制系統原理
    制系統原理如圖2所示。利用臺達人機界面豐富的通訊口功能,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通訊方式與一臺變頻器連接,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面通訊控制起動、停止變頻器;COM3:RS485通訊方式與6臺溫控器連接,可以顯示溫度設定值、當前值,還可以通過通訊設定這6臺溫控器通訊站號、PID參數等內容值。

    臺達機電產品通訊協議符合標準的MODBUS通訊協議,使得臺達機電產品整合應用時通訊連接方便、穩定。人機界面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,人機界面直接讀取變頻器內部參數;應用COM3口直接連接6臺DTC系列溫控器,實時讀取相應槽位SV、PV值,采用PID溫度控制方式達到準確控溫效果,可以通過人機界面分別設置P、I、D相關參數以及實現通訊協議自動同步功能。
     
                      圖2 控制系統原理
 
3.2系統配置與通訊
    (1)配置。控制系統方案配置如表2所示。表2列出的配件是生產線控制系統主要元器件,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。巧用人機界面提供的宏指令功能可以達到事半功倍的效果,上面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程序,可以靈活的實現數學運算和流程控制,但是要結合人機界面畫面程序注意考慮程序容量和執行效率。為了確保通訊暢通,必須將人機模組參數項通訊口通訊協議、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。
    人機界面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 轉速控制 
    系統轉速控制由PLC控制變頻器實現。DVP12SC型號PLC具有8DI、4DO,具有高速計數和高速脈沖輸出功能,本項目采用輸入點X1、X10、X11分別采集三路旋轉編碼器脈沖信號,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、繞絲輪速度,前者齒輪泵速度要求精確控制,調試時較有難度,后二者速度只要求實時顯示,不要求精確控制。由于變頻器低頻運轉時電機速度較慢,所以利用60ms定時中斷程序采集編碼器脈沖差值波動較大,測速不準確,只能改變軟件算法,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時鐘脈沖,M1012是100ms時鐘脈沖,具體做法就是,采用M1013采集各路編碼器1S內積累的脈沖數量,再利用M1012時鐘脈沖進行脈沖數量平均值計算,得到趨于合理、穩定的脈沖數量值,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 人機界面設計
    臺達人機界面新版軟件提供“拮取畫面”功能按鈕,可以將人機某個畫面以后綴名為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。系統工藝參數存儲畫面如圖3所示。按下圖3“存儲”按鈕后,該畫面就以JPG文件格式存儲在U盤中,文件名以日期+畫面序號命名,如果U盤未插在人機背面,會顯示未找到存儲盤報警。 
   
                圖3 系統工藝參數存儲畫面
 
4 結束語
    中空纖維生產線項目結合臺達機電HMI、PLC、變頻器、溫控器、編碼器等機電產品,為客戶開發了一套穩定可靠的系統,該生產線自投產以來運行正常,不但能夠滿足現場工藝要求,而且更提高了設備穩定性和生產產品質量和工作效率。
 
作者簡介
    孫承志 工程師供職于中達電通股份有限公司沈陽機電業務處。

參考文獻
[1]臺達DVP-PLC應用技術手冊程序篇.
[2]臺達DOP系列人機界面應用技術手冊.
[3]臺達VFD-S系列交流變頻器使用手冊.
 
 
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