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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

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.