近年來,適應(yīng)包裝行業(yè)對包裝物要求的不斷提高,各種功能膜市場發(fā)展迅速。經(jīng)過雙向拉伸生產(chǎn)的塑料薄膜可有效改善材料的拉伸性能(拉伸強(qiáng)度是未拉伸薄膜的3-5倍)、阻隔性能、光學(xué)性能、耐熱耐寒性、尺寸穩(wěn)定性、厚度均勻性等多種性能,并具有生產(chǎn)速度快、產(chǎn)能大、效率高等特點,市場迅速發(fā)展。當(dāng)前隨著現(xiàn)代化科技的發(fā)展,塑料薄膜設(shè)備有著廣闊的市場,如薄膜包裝、醫(yī)療衛(wèi)生、婦嬰用品等,尤其是醫(yī)療衛(wèi)生和婦嬰用品上,對產(chǎn)品有著更為嚴(yán)格的要求。過去此類設(shè)備主要從歐美進(jìn)口,由于成本和維護(hù)費(fèi)用高昂,國內(nèi)一些企業(yè)也開始研制,價格只有進(jìn)口設(shè)備的1/10左右,相應(yīng)的控制水平也參差不齊。
面對日益復(fù)雜的要求和相應(yīng)產(chǎn)生的生產(chǎn)效率問題,本文基于臺達(dá)的DVP系列 PLC和HMI及伺服等自動化產(chǎn)品,成功實現(xiàn)了一套基于臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品的塑料薄膜生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)。此控制系統(tǒng)控制核心部件全套用臺達(dá)產(chǎn)品,包括PLC,觸摸屏,變頻器及溫控表等產(chǎn)品。機(jī)器完整外形圖如圖1所示。
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圖1 控制系統(tǒng)機(jī)器外形實景圖
2 制造工藝及系統(tǒng)背景簡介
塑料薄膜的通常的制造工藝圖如圖2所示:
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圖2 塑料薄膜制造工藝示意圖
起初該設(shè)備廠采用同步控制器+變頻器作同步調(diào)節(jié),PLC、變頻器、同步器、溫控表等產(chǎn)品品牌均不一樣,使用起來尤其是服務(wù)上比較麻煩,經(jīng)過與客戶溝通,最終確定用臺達(dá)變頻器+PLC+觸摸屏+溫控表做的成套系統(tǒng)解決方案。
3 系統(tǒng)方案
3.1 系統(tǒng)配置
控制系統(tǒng)技術(shù)方案的設(shè)備配置如表1所示:
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表1 控制方案的設(shè)備配置表
上述表格僅列舉出控制系統(tǒng)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(guān)、行程開關(guān)等)、變頻器通訊電纜等,此處均不予贅述。
3.2 控制框架
本設(shè)備觸摸屏與PLC間采用RS232通訊,考慮到站號比較多可能會影響通訊速度,所以溫控表、變頻器分別與觸摸屏、PLC用RS485通訊連接,系統(tǒng)控制框架如圖3所示:
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圖3 系統(tǒng)控制框圖
3.3 控制畫面
(1)主監(jiān)控畫面
開機(jī)首先進(jìn)入主監(jiān)控畫面(如圖4所示),在這里可以設(shè)置和觀看設(shè)備的各個參數(shù)數(shù)據(jù);
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圖4 系統(tǒng)主監(jiān)控畫面
(2)溫度設(shè)定及顯示畫面
溫度設(shè)定及顯示,行業(yè)里原先大多采用普通溫控儀表,設(shè)定和查看溫度時候需要相關(guān)人員跑過去,尤其是模具冷水機(jī),安裝在設(shè)備上方,每次修改設(shè)定值都要爬上爬下的,非常不方便。
本次我們采用了的臺達(dá)溫控表均帶有RS485通訊接口,所有溫度信息的設(shè)定與監(jiān)控都可以直接在觸摸屏上操作,并可以隨時根據(jù)工藝要求進(jìn)行修改,真正做到方便、快捷。
圖5即為溫度設(shè)定及顯示畫面;
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圖5 溫度顯示及設(shè)定示意畫面
(3)系統(tǒng)參數(shù)畫面
本頁面主要是工作時配合主監(jiān)控畫面對變頻器的速度校正參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改,并可以把不同的產(chǎn)品的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行存儲,下次再有生產(chǎn)該產(chǎn)品時候直接調(diào)用參數(shù)配方即可,大大節(jié)省了時間,也減少了物料的浪費(fèi)。如圖6所示:
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圖6 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置畫面
(4)工藝參數(shù)畫面
由于取消了原先使用的同步控制器,現(xiàn)在所有電機(jī)的同步皆由PLC運(yùn)算后通過變頻器給定,此頁面可以分別設(shè)置各個變頻器的速度比例關(guān)系。如圖7所示:
卷繞長度設(shè)定,通過設(shè)置這個參數(shù),可以使收卷電機(jī)到達(dá)設(shè)定長度時候自動翻轉(zhuǎn),自動切斷原先生產(chǎn)的產(chǎn)品,同時換上空的收卷軸,以達(dá)到在生產(chǎn)線不停機(jī)的情況下對產(chǎn)品換軸。
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圖7 工藝參數(shù)設(shè)置畫面
4 干擾問題及解決方法
由于所有變頻器溫控表均采用RS485通訊,方便的同時,主要麻煩就是干擾問題,為了防止干擾的出現(xiàn),我們在設(shè)計的時候就全部采用了雙絞屏蔽線,不過在調(diào)試過程中,我們發(fā)現(xiàn)主電機(jī)啟動后壓力表上數(shù)據(jù)會閃爍,同時接近開關(guān)上燈也一直亮,查布線一直沒有效果,加濾波器時間上怕來不及,就直接在變頻器輸出端加裝了磁環(huán),到目前為止還沒有再有問題反饋。
5 結(jié)束語
根據(jù)客戶設(shè)備技術(shù)要求,本塑料薄膜生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)結(jié)合臺達(dá)HMI、PLC、變頻器、溫控器等自動化產(chǎn)品,為客戶開發(fā)了一套穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)線系統(tǒng),受到了客戶和使用單位的充分認(rèn)可,再次證明中達(dá)電通是客戶值得信賴的合作伙伴。運(yùn)行實踐表明,系統(tǒng)性能穩(wěn)定,安全可靠,性價比高,值得業(yè)界同行借鑒和推廣。