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臺達自動化產品在塑料床墊成型機上整合應用

中達電通股份有限公司

摘　要: 本文主要介紹臺達自動化產品在塑料床墊成型機控制系統上的整合應用。該控制系統結合臺達HMI、PLC、變頻器、溫控器等自動化產品，操作直觀、靈活，大大提高了系統運作效率，體現出臺達自動化產品較高的性價比，得到了客戶的充分認可，值得業界同行借鑒和推廣。

關鍵詞：控制系統；HMI；PLC；變頻器

隨著國家經濟的快速發展，塑料制品已經越來越廣泛地應用在工農業生產和大眾生活眾多行業領域內，塑料制品相對成本較低，性能也毫不遜色，人們日常生活中使用塑料制品的必需品也越來越多。塑料床墊制品也是人們生活中的必需品，市場需求旺盛，因此對于塑料床墊成型機的先進控制需求也越來越迫切。傳統的電氣控制設備存在精度低、安全性差等缺點已經逐漸為現代化自動控制設備所代替。現今塑料床墊成型機的控制系統自動化程度愈來愈高，根據設備不同會應用到不同種類的工業自動化產品，如：人機界面、PLC、變頻器、伺服系統、編碼器、溫控儀表等各類產品。客戶往往可以根據控制對象的不同選擇相應的設備來進行控制系統的構建。

本文論述的塑料床墊成型控制系統是一個很好的臺達自動化產品整合應用案例。基于臺達的DVP系列 PLC和變頻器等產品，實現設備不同區域的溫度控制和塑料成型速度控制要求，精度較高且穩定可靠，值得同行借鑒。

塑料床墊成型設備機械部分分為機頭部分和主機部分，化工原料添加進機頭部分原料斗攪拌加溫。經過在適當的工藝要求溫度控制下，機頭噴嘴加工生產出直徑很細的圓柱形塑料絲。根據產品不同規格需要，更換模具可以改變圓柱塑料絲的直徑。大量的塑料圓柱絲源源不斷的輸送到主機部分，主機部分不同區域溫度要求控制不同，塑料絲經過模具加工處理，形成厚度、寬度一定的塑料圓柱絲網絡交織的塑料成型制品。再根據設定的裁剪長度切割，從而可以生產出長度、厚度、寬度不同的塑料絲網床墊制品。臺達正是針對該作業流程及特點，將旗下自動化產品進行了有效整合，成功應用于塑料床墊成型機控制系統。

3.1控制系統原理

系統的控制原理框圖如圖1所示：

圖1 控制系統原理框圖

塑料床墊成型機控制系統采用臺達人機界面作為主站監控設備，充分利用人機界面DOP-A10THTD1三個通訊口。人機COM1（RS232）連接下位PLC控制器COM1通訊口，通訊交換工藝參數數據；人機COM2（RS485）連接機頭控制系統12臺溫控表；人機COM3（RS485）連接主機控制系統11臺溫控表。人機界面可以設定不同控制區域溫度SV值，顯示溫度PV值；PLC通訊口COM2（RS485）通訊連接7臺變頻器，PLC通訊寫入變頻器給定頻率、變頻器啟動停止命令，讀取實際輸出頻率；人機界面設定電機目標轉速，讀取電機實際轉速。

3.2 控制方案設備配置

控制系統技術方案的設備配置如表1所示：

序號	元件名稱	型號規格	數量（臺）	備注
1	電源模塊	DVPPS02	1	DC24V，2A
2	PLC主機	DVP28SV11R	1	16K Step
3	PLC擴展模塊	DVP06XA-S	1	4AI+2AO
4	HMI	DOP-A10THTD1	1	10.4”，65536色
5	溫控器	DTB4896RR	23	RS-485通訊
6	變頻器	VFD007B43A	4	750W
7	變頻器	VFD015B43A	2	1.5KW
8	變頻器	VFD022B43A	1	2.2KW

表1 控制方案的設備配置表

上述表格僅列舉出控制系統主要元器件，此外還包括低壓電器（低壓斷路器、電磁接觸器、電磁繼電器、按鈕、指示燈等）、檢測傳感器（接近開關、行程開關等）、變頻器通訊電纜等，此處均不予贅述。

3.3 控制設備實物圖

控制系統實物圖如圖2、圖3、圖4所示：

圖2 控制系統接線圖

圖3 控制系統操作面板圖

圖4 現場儀表顯示面板圖

3.4　控制程序

A、人機界面控制程序簡要介紹如下：

主要分為主機溫度控制、機頭溫度控制、變頻電機速度控制、普通電機控制、變頻器參數設置等畫面，實現設備不同區域溫度控制和塑料成型速度控制要求，同時可以監控設備工藝參數。

B、PLC控制程序主要分為下面幾個部分：

1）擬量處理：接受機頭控制柜內2路模擬量信號，經過數學轉換后，1路作為直流調速系統電機旋轉速度實時數值輸出；1路模擬量傳送給機頭控制柜直流調速系統，做為速度給定命令；

2）控表啟動停止控制；

3）裁斷控制程序，根據設定長度不同，不同氣動元件組合動作實現塑料網狀成型制品快速裁斷控制；

4）變頻器通訊控制：包括變頻器啟動、停止命令，設定線速度（m/min）轉換為頻率給定數值（Hz），讀取變頻器實際輸出頻率（Hz）轉換為電機運行速度（m/min）數值。

5）快速輸送控制，裁刀程序執行之后動作。

通過上述程序的運行，可以實現整個塑料床墊成型機控制系統的有效控制，大大提供原系統的工作效率和可靠程度，并可實現遠程安全控制。

根據客戶設備技術要求，本塑料床墊成型機控制系統結合臺達HMI、PLC、變頻器、溫控器等自動化產品，為客戶開發了一套穩定可靠的生產線系統，受到了客戶和使用單位的充分認可，再次證明中達電通是客戶值得信賴的合作伙伴。運行實踐表明，系統性能穩定，安全可靠，性價比高，值得業界同行借鑒和推廣。

【參考文獻】

[1] 臺達全系列可編程序控制器臺達內部資料 2008

[2] 郭宗仁等. 可編程序控制器應用系統設計及通信網絡技術. 人民郵電出版社，2002

[3] 變頻器在工業中的選擇與應用劉繼黨等科技信息 2009年第23期

孫承志，男，中達電通資深技術工程師，工學學士，在機床、紡織等領域具有豐富的應用經驗，現從事臺達自動化產品技術整合應用與研究。

通過中華工控網在線留言中達電通股份有限公司：

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