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中達電通公司上海分公司機電業(yè)務(wù)處 李 偉
摘 要：隨著臺達機電產(chǎn)品門類的豐富完善，為生產(chǎn)制造裝備提供整體解決方案的自動化工程集成 能 力呈現(xiàn)出多樣化技術(shù)優(yōu)勢。本文通過介紹臺達產(chǎn)品在橡塑電纜流水線上的整合應(yīng)用，展示出單平臺自動化技術(shù)多才多藝的客戶服務(wù)特色。
關(guān)鍵字：多機多屏 easylink 宏指令 PID 變頻器同步
1 引言
近20年以來，橡塑電纜機械行業(yè)與其它行業(yè)一樣發(fā)展迅速。在入世后的市場競爭中橡塑機械行業(yè)面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。提高橡塑生產(chǎn)制造裝備自動化技術(shù)水平能夠有效地提升行業(yè)綜合實力。
2工藝流程
線材進入放線設(shè)備在放線張力控制條件下，從預(yù)成型輥輪架穿過并加熱，被擠塑機擠出的橡膠材料覆蓋外套。覆蓋了橡膠外套的線材，進入生產(chǎn)線主速牽引裝置，經(jīng)過高溫硫化由變頻器控制每分鐘的生產(chǎn)速度，再經(jīng)由履帶輔助牽引進入后處理階段。在芯線折斷和成型工藝裝置上，經(jīng)過張力架檢測張力作為張力反饋，速度由主速給定，勻速而且恒定張力的送線，經(jīng)計米器控制后切割成型。在整條生產(chǎn)線上，主牽引和輔助牽引控制系統(tǒng)工作在速度方式：包括高溫處理，微波硫化，后加熱速度串聯(lián)同步；并且要求各級可以微調(diào)并后級同步調(diào)整。而鋼帶放線和成型控制系統(tǒng)工作在恒轉(zhuǎn)矩方式，速度變化引起的轉(zhuǎn)矩波動被轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)控制，相互配合以保證速度和張力的恒定。
3 基于臺達機電產(chǎn)品的配置設(shè)計
圖1 自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)由臺達機電產(chǎn)品構(gòu)成核心自動化技術(shù)平臺，參見圖1，配置表參見表1。
表1自動化系統(tǒng)配置表
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名稱 |
型號 |
數(shù)量（臺） |
制造商 |
|
觸摸屏 |
DOP-AE10THTD
DOP-A57CSTD |
2
1 |
臺達
臺達 |
|
PLC主機 |
DVP-32EH00T
DVP48EH00R
DVP12SA11R |
1
1
1
|
臺達
臺達
臺達 |
|
PLC模塊 |
DVP04DA-H
DVP04AD-H
DVP-F485 |
1
1
2 |
臺達
臺達
臺達 |
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變頻器 |
VFD-037B43A |
1 |
臺達 |
|
變頻器 |
VFD-022M43A
VFD-370B43A |
5
3 |
臺達 |
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溫控器 |
DTA4896R1 |
22 |
臺達 |
注：DOP-AE57CSTD人機上的界面程序在另兩臺DOP-AE10THTD上必須有，就是DOP-AE10THTD能控制DVP12SA11R，而DOP-AE10THTD界面程序不必在DOP-A57CSTD上有，就是DOP-AE10THTD不控制EH PLC。
4 基于臺達機電產(chǎn)品的整體解決方案
4.1 一機多屏
由于此流水線長度較長，客戶需要在流水線不同的地方安裝人機，以便在操作時不用走很長的距離來操作及監(jiān)控設(shè)備，根據(jù)此要求人機之間必須進行通訊，這就是我們平常講的“主從屏”控制。
利用臺達人機有一個非常的特點就是有三個通訊口且兩個通訊口可以RS232、RS485、RS422進行隨意配置，且每個通訊口都是互相獨立的。這樣就可以利用每一個人機的一個通訊口（此例中采用人機的COM3 設(shè)置為RS485通訊格式 7 E 1 9600）連接起來，進行通訊，主機通訊協(xié)議采用（MODBUS MASTER）,而從機采用（MODBUS SLAVE）。而人機間數(shù)據(jù)的交換必須采用宏程序來實現(xiàn)。
4.2 通訊從站
根據(jù)系統(tǒng)變頻器、溫控器通訊要求快速的的要求，采用兩臺10.4寸人機分別與兩臺EH PLC通過另兩個通訊口（COM1 COM2）進行通訊，那是不是要問如上述所說不是一機多屏不是一樣能完成嗎？何必要如此多此一舉呢？那我這里為什么要這么做呢？因為在我實際調(diào)試時發(fā)現(xiàn)用宏程序來做一機多屏?xí)r，如果數(shù)據(jù)很多，數(shù)據(jù)利用宏程序在人機交換，因為數(shù)據(jù)很多，人機的處理速度有限且由于波特率的限制，要滿足非�？斓耐ㄓ嵰髸幸恍┟銖�，那么我采用在PLC上加裝DVP-F485卡（只能作為從站），使得一個PLC能與兩個觸摸屏通訊，這樣我就可以在與變頻器、溫控器通訊這一塊不用通過人機處理直接與兩臺PLC通訊，這樣通訊慢的問題迎刃而解。
4.3 EASYLINK通訊
根據(jù)需要通訊的變頻器及溫控器數(shù)量眾多且通訊要求及及時性要高，故采用了臺達PLC具有的EASYLINK功能，此功能優(yōu)點在于通訊程序底層已經(jīng)寫好，沒必要你自己編寫復(fù)雜的通訊程序，你只需要設(shè)置相應(yīng)的特殊寄存器，這樣既方便又可靠且速度快，EASYLINK功能請參考臺達PLC編程手冊。
4.4 變頻器同步
整個生產(chǎn)線控制有8臺變頻器，8臺變頻器頻率控制一流水線，分成七段控制，主要利用臺達通訊的便利性，用通訊的方式，隨時隨地讀變頻器的頻率，只要發(fā)現(xiàn)其中一臺變頻器頻率有變化，會根據(jù)一定的比例，后續(xù)幾臺變頻器跟著變化，以便處理四段速度的同步以控制張力。
八臺變頻器，當其中一臺變頻器頻率有改動時（通過模擬量改動，或者主頻、比例給定）有改動時，那后續(xù)的幾臺變頻器就會根據(jù)以上的關(guān)系，會自動改正頻率，以保證同步。
而且，當同時有兩臺以上變頻器頻率通過模擬量微調(diào)或者通過人機改變比例、主速時，那以前一臺為準，后續(xù)幾臺的頻率值修改都必須得屏蔽掉，例：比如現(xiàn)場有兩個操作工同時修改第二臺、第三臺變頻器的模擬量進行微調(diào)頻率，那頻率修改值以第二臺為基準。
頻率值是主頻與模擬量輔頻設(shè)置，在現(xiàn)場模擬量輔頻何時改變是不可知的，那編寫程序時必須每時每刻都要讀頻率，來了解現(xiàn)場變頻器頻率值變化，而且頻率讀好后，還要根據(jù)頻率變化根據(jù)比例計算后，計算出的頻率值自動的靠通訊寫給相應(yīng)的變頻器。因為是每時每刻的在讀頻率，而且頻率給定有兩個來源，那難點在于何時把寫好的比較值，給寄存器，然后再用此頻率值與讀的頻率比較，當作參考值。
運用以下思路編寫程序，而通過調(diào)試客戶滿意調(diào)試效果。原先想運用04AD+04DA，這樣的話雖然寫程序更簡單，但是因為客戶現(xiàn)場此生產(chǎn)流水線過長（有五六十米長），而且微調(diào)的模擬量必須緊靠每一個工位，客戶布線現(xiàn)狀比較糟糕，在這么長的線路上模擬量會有很大的衰減和干擾，靠通訊的方式會相對比較好一些，故采用完全用通訊的方式來解決客戶同步的要求，相對的程序要求編寫會比較復(fù)雜一些，特別是何時在給比較值參考，怎么樣屏蔽后幾臺頻率變化的問題。
4.5 PID功能
此PID功能主要應(yīng)用在控制微波加熱，而我在應(yīng)用PID功能時進行了變速積分及積分飽和限制的改進算法，使其在控制時超調(diào)非常的小及非常的穩(wěn)定。
4 結(jié)束語
通常，整體解決方案難點主要在于怎樣根據(jù)設(shè)備工藝要求組成高效穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，使電氣產(chǎn)品能夠有效地進行通訊。本案例系統(tǒng)的給出自動化系統(tǒng)集成項目關(guān)于通訊問題的深入分析與設(shè)計方法�；谂_達機電單一自動化平臺，解決方案為實現(xiàn)系統(tǒng)通訊的整體集成提供了相對于異構(gòu)自動化平臺通常難以順暢集成的工程技術(shù)優(yōu)勢。
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