臺達PLC和觸摸屏在條并卷聯(lián)合機中的應用

　　摘 要： 以臺達PLC和觸摸屏為控制核心，通過與變頻器、傳感器和電磁閥構(gòu)成高效、可靠、先進的控制系統(tǒng)，用 PLC實現(xiàn)對電磁閥及變頻器的控制，利用觸摸屏對工作過程進行實時監(jiān)視、數(shù)據(jù)分析及故障監(jiān)控，使HXFA368型條并卷聯(lián)合機具有自動化水平先進和生產(chǎn)效率高等特點。

　　關(guān)鍵詞：PLC、觸摸屏、變頻器、HXFA368型條并卷聯(lián)合。

THE Applicatino of PLC and Touch Screen in the

HXFA368 Draw FrameLap Machine

(Shanxi Hengxin Precision Textile Machine Co.Ltd)

Zhang peng bo zhu hai gang yu hui wang jian feng

Abstract：The control system is compose of the Delta P LC and the touch screen ,with the inverter, sensors and solenoid valves constitute a highly efficient, reliable, advanced control systems，PLC control solenoid valve and inverter , touch screen carry out real-time monitoring process , data analysis and fault monitoring, so HXFA368 Draw FrameLap Machine have advancedlevelof automation and high production efficiency.

Keywords：PLC、touch sreen、freqyency converter、drawframeLap machine

1、引言

　　HXFA368型條并卷聯(lián)合機在紡紗的整個過程中是個瓶頸環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)問題，后邊整個生產(chǎn)過程就無法進行，所以要求設備控制系統(tǒng)穩(wěn)定、性能可靠、使用方便和自動化程度高等特點。該控制系統(tǒng)將可編程序控制器（PLC）運算速度高、指令豐富、功能強大、可靠性高和抗干擾能力強等特點與觸摸屏操作簡單、功能強大、界面友好直觀的特點結(jié)合在一起使用，使該系統(tǒng)具有很好的人機交互功能，在生產(chǎn)應用中取得很好的效果。

2、工藝流程及硬件結(jié)構(gòu)設計

　　HXFA368條并卷聯(lián)合機主要由成卷部分、牽伸部分、電氣控制柜組成，結(jié)構(gòu)簡潔緊湊，在紡織備中起著承上啟下的作用，其部分工作流程見圖1：

圖1工作流程圖

　　系統(tǒng)采用中達電通公司DVP-60ES00R主機和DVP32XP（擴展模塊）系列可編程控制器作為中心控制單元，輸入點數(shù)52點，輸出點數(shù)40點，共計92點。操作顯示單元選用中達電通公司DOP-AE10THTD65536系列觸摸屏，電機驅(qū)動選用中達電通公司VFD110B43A系列變頻器控制。

　　在設備上共安裝48個傳感器和8個限位開關(guān)，其主要作用是負責各動作的定位、棉條有無的檢測和脈沖信號的采樣，傳感器的輸出信號都為開關(guān)量，以常開或常閉觸點接入控制器的輸入端子，選用24v直流電磁閥，直接用PLC的各輸出點驅(qū)動電磁閥。設備通過一個電機和10個氣缸完成系統(tǒng)機電氣一體化控制，達到了設備的工藝要求。

3、系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)設計軟件流程圖如圖2所示。

圖2：程序流程圖

3.1　系統(tǒng)初始化

　　每套控制程序初始化都是必需的，每一次PLC上電或?qū)LC強制復位都要初始化，主要對在程序中使用的各種計數(shù)器、定時器、寄存器等進行復位和設置，同時保留上次運行需要記憶的各種數(shù)據(jù)，完成運行前的各項準備工作。

3.2　工作程序

　　工作程序由通信程序、計數(shù)程序和步進程序等組成，下面對各部分進行陳述。

　　通信程序采用MODBUS通信協(xié)議來完成PLC與變頻器之間數(shù)據(jù)的傳輸，MODBUS通信協(xié)議指令如下：

LD M1200

MOV H86 D1120 設置通訊格式

SET M1120 通訊格式保持

MOV K100 D1129 通訊時間超時設定

LD M1129

SET M1122 置位送信要求

LDP M1012

MODRD K1 H2101 D40 將D40所存數(shù)據(jù)寫入變頻器地址H2101

LD M1127 接收完畢

RST M1127

　　設備運行速度經(jīng)計算轉(zhuǎn)化成頻率，系統(tǒng)軟件通過MODWD指令將轉(zhuǎn)化后的頻率寫入變頻器地址，最后由變頻器驅(qū)動變頻電機運轉(zhuǎn)來拖動設備運行，另外通過MODRD指令讀取變頻器的運行狀態(tài)（溫度、頻率、電流）數(shù)據(jù)，通過觸摸屏顯示出來，以便用戶對變頻器運行狀態(tài)的查詢，通過變頻器溫度、頻率、電流等數(shù)據(jù)判斷變頻器及設備運行是否正常，及時對設備進行維護，達到安全生產(chǎn)。

　　計數(shù)程序主要是對計數(shù)傳感器采集的脈沖信號進行處理，通過高速計數(shù)器C235來記錄脈沖信號，每經(jīng)過一個計數(shù)周期后就將C235所記錄的脈沖信號數(shù)進行計算，轉(zhuǎn)化成棉網(wǎng)的長度，經(jīng)過幾個計數(shù)周期，采集的脈沖數(shù)經(jīng)累計后到達了用戶設置長度，電機停止運行，完成其他一些列動作。

　　由于該設備在運行過程中執(zhí)行動作比較多，所以在程序設計時采用了步進指令來完成這些動作，一個步進指令必須執(zhí)行三個任務：

1、驅(qū)動輸出線圈

2、指定轉(zhuǎn)移條件

3、指定步進點的控制權(quán)要轉(zhuǎn)移給那一個步進點。

下面是設備控制程序部分步進指令

STL S0 步進從初始狀態(tài)S0開始

LDI X25 空管檢測，無空管及X25=OFF 轉(zhuǎn)移到S20步進點

SET S20

LD X25 空管檢測，有空管及X25=ON 轉(zhuǎn)移到S21步進點

TMR T31 延時后轉(zhuǎn)移到S21步進點

OUT M132 驅(qū)動繼電器M132

LD T31

SET S21

RET

　　控制動作程序利用步進指令編寫使得程序思路明確、條理清晰，在相關(guān)的動作互鎖上容易處理，設備系統(tǒng)調(diào)試時也容易查錯。

　　根據(jù)設備工藝要求控制程序具有停止、自動、調(diào)試三個工作狀態(tài)，當設備被指定在停止狀態(tài)時，除了通信程序外，其余程序都被禁止運行。當設備被指定在調(diào)試狀態(tài)下時，PLC只能運行通信程序和調(diào)試程序，此時，通過觸摸屏可以對設備動作進行單步執(zhí)行，同時，當設備出現(xiàn)故障時，可以在調(diào)試狀態(tài)下進行故障排除。當設備被指定在自動工作狀態(tài)時，按下啟動按鈕，設備將按圖1流程圖所示進行工作。

3.3　人機界面

　　控制柜上人機界面可使過程可視化，智能化，方便系統(tǒng)調(diào)試，增強系統(tǒng)故障之后的恢復能力，改善系統(tǒng)的可維護性，降低運行成本。

　　根據(jù)畫面顯示信息量采用十八個畫面，各畫面之間通過觸摸鍵進行切換，同時觸摸屏上各類組件的內(nèi)存單元和與PLC中數(shù)據(jù)存儲區(qū)的的單元相關(guān)聯(lián)，構(gòu)成系統(tǒng)整體監(jiān)控。根據(jù)設備工藝要求設計了參數(shù)設定、系統(tǒng)調(diào)試、故障信息查詢參數(shù)設定等畫面。

參數(shù)設定畫面

　　參數(shù)設定畫面主要是為了給現(xiàn)場操作人員進行設備工藝參數(shù)調(diào)節(jié)使用的，根據(jù)棉紡工藝的不同，對棉卷大小進行調(diào)節(jié)，設備運行速度調(diào)節(jié)，棉卷滾出停止位置調(diào)節(jié)，動作的快慢進行調(diào)節(jié)等。系統(tǒng)調(diào)試畫面是為設備調(diào)試和故障排除而設計的，通過此畫面的24個按鈕，可以對動作流程圖中的每個動作進行單步執(zhí)行來進行故障排除和設備調(diào)試。故障信息查詢畫面提供了故障報警和歷史數(shù)據(jù)查找功能，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，屏上主畫面出現(xiàn)故障原因，點擊信息查詢按鈕故障報警畫面分析報警原因，觸摸屏提供了一個十分靈活和友好的窗口，方便現(xiàn)場人員的使用，增強了系統(tǒng)的可操作性。

　　在對DOP-AE10THTD65536觸摸屏進行組態(tài)設計開發(fā)過程中，運用宏指令對控制程序進行了安全保護，防止用戶對控制程序私自修改，造成事故發(fā)生，以下是部分宏指令：

$133 = (1@D1003) 將控制程序內(nèi)存校驗和送給觸摸屏內(nèi)部存儲器$133

IF $133 != 13877(DW) 將控制程序大小與原始控制程序內(nèi)存校驗和做對比

CLRB (1@M1072) 禁止PLC運行

ENDIF

　　該段宏指令禁止了用戶對PLC控制程序的隨意修改，提高了設備的安全性。

4.結(jié)束語

　　HXFA368條并卷聯(lián)合機是集機、電、氣為一體化的自動化設備，基于臺達PLC和觸摸屏進行自動控制是整機一個很重要的組成部分，具有系統(tǒng)穩(wěn)定、操作方便、性能可靠等特點，該設備投入運行后受到用戶的一致好評。

參考文獻：[1]顧戰(zhàn)松．陳鐵年．可編程控制器原理及應用．北京：國防工業(yè)出版社，1996
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