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(guò)與變頻器、傳感器和電磁閥構成高效、可靠、先進(jìn)的控制系統，用 PLC實(shí)現對電磁閥及變頻器的控制，利用觸摸屏對工作過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監視、數據分析及故障監控，使HXFA368型條并卷聯(lián)合機具有自動(dòng)化水平先進(jìn)和生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。

　　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(gè)過(guò)程中是個(gè)瓶頸環(huán)節，一旦出現問(wèn)題，后邊整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程就無(wú)法進(jìn)行，所以要求設備控制系統穩定、性能可靠、使用方便和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。該控制系統將可編程序控制器（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(diǎn)與觸摸屏操作簡(jiǎn)單、功能強大、界面友好直觀(guān)的特點(diǎn)結合在一起使用，使該系統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、工藝流程及硬件結構設計

　　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，結構簡(jiǎn)潔緊湊，在紡織備中起著(zhù)承上啟下的作用，其部分工作流程見(jiàn)圖1：

圖1工作流程圖

　　系統采用中達電通公司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(diǎn)數52點(diǎn)，輸出點(diǎn)數40點(diǎn)，共計92點(diǎn)。操作顯示單元選用中達電通公司DOP-AE10THTD65536系列觸摸屏，電機驅動(dòng)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(gè)傳感器和8個(gè)限位開(kāi)關(guān)，其主要作用是負責各動(dòng)作的定位、棉條有無(wú)的檢測和脈沖信號的采樣，傳感器的輸出信號都為開(kāi)關(guān)量，以常開(kāi)或常閉觸點(diǎn)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(diǎn)驅動(dòng)電磁閥。設備通過(guò)一個(gè)電機和10個(gè)氣缸完成系統機電氣一體化控制，達到了設備的工藝要求。

3、系統軟件設計

系統設計軟件流程圖如圖2所示。

圖2：程序流程圖

3.1　系統初始化

　　每套控制程序初始化都是必需的，每一次PLC上電或對PLC強制復位都要初始化，主要對在程序中使用的各種計數器、定時(shí)器、寄存器等進(jìn)行復位和設置，同時(shí)保留上次運行需要記憶的各種數據，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、計數程序和步進(jìn)程序等組成，下面對各部分進(jìn)行陳述。

　　通信程序采用MODBUS通信協(xié)議來(lái)完成PLC與變頻器之間數據的傳輸，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(shí)間超時(shí)設定

LD M1129

SET M1122 置位送信要求

LDP M1012

MODRD K1 H2101 D40 將D40所存數據寫(xiě)入變頻器地址H2101

LD M1127 接收完畢

RST M1127

　　設備運行速度經(jīng)計算轉化成頻率，系統軟件通過(guò)MODWD指令將轉化后的頻率寫(xiě)入變頻器地址，最后由變頻器驅動(dòng)變頻電機運轉來(lái)拖動(dòng)設備運行，另外通過(guò)MODRD指令讀取變頻器的運行狀態(tài)（溫度、頻率、電流）數據，通過(guò)觸摸屏顯示出來(lái)，以便用戶(hù)對變頻器運行狀態(tài)的查詢(xún)，通過(guò)變頻器溫度、頻率、電流等數據判斷變頻器及設備運行是否正常，及時(shí)對設備進(jìn)行維護，達到安全生產(chǎn)。

　　計數程序主要是對計數傳感器采集的脈沖信號進(jìn)行處理，通過(guò)高速計數器C235來(lái)記錄脈沖信號，每經(jīng)過(guò)一個(gè)計數周期后就將C235所記錄的脈沖信號數進(jìn)行計算，轉化成棉網(wǎng)的長(cháng)度，經(jīng)過(guò)幾個(gè)計數周期，采集的脈沖數經(jīng)累計后到達了用戶(hù)設置長(cháng)度，電機停止運行，完成其他一些列動(dòng)作。

　　由于該設備在運行過(guò)程中執行動(dòng)作比較多，所以在程序設計時(shí)采用了步進(jìn)指令來(lái)完成這些動(dòng)作，一個(gè)步進(jìn)指令必須執行三個(gè)任務(wù)：

1、驅動(dòng)輸出線(xiàn)圈

2、指定轉移條件

3、指定步進(jìn)點(diǎn)的控制權要轉移給那一個(gè)步進(jìn)點(diǎn)。

下面是設備控制程序部分步進(jìn)指令

STL S0 步進(jìn)從初始狀態(tài)S0開(kāi)始

LDI X25 空管檢測，無(wú)空管及X25=OFF 轉移到S20步進(jìn)點(diǎn)

SET S20

LD X25 空管檢測，有空管及X25=ON 轉移到S21步進(jìn)點(diǎn)

TMR T31 延時(shí)后轉移到S21步進(jìn)點(diǎn)

OUT M132 驅動(dòng)繼電器M132

LD T31

SET S21

RET

　　控制動(dòng)作程序利用步進(jìn)指令編寫(xiě)使得程序思路明確、條理清晰，在相關(guān)的動(dòng)作互鎖上容易處理，設備系統調試時(shí)也容易查錯。

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

3.3　人機界面

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

　　根據畫(huà)面顯示信息量采用十八個(gè)畫(huà)面，各畫(huà)面之間通過(guò)觸摸鍵進(jìn)行切換，同時(shí)觸摸屏上各類(lèi)組件的內存單元和與PLC中數據存儲區的的單元相關(guān)聯(lián)，構成系統整體監控。根據設備工藝要求設計了參數設定、系統調試、故障信息查詢(xún)參數設定等畫(huà)面。

參數設定畫(huà)面

　　參數設定畫(huà)面主要是為了給現場(chǎng)操作人員進(jìn)行設備工藝參數調節使用的，根據棉紡工藝的不同，對棉卷大小進(jìn)行調節，設備運行速度調節，棉卷滾出停止位置調節，動(dòng)作的快慢進(jìn)行調節等。系統調試畫(huà)面是為設備調試和故障排除而設計的，通過(guò)此畫(huà)面的24個(gè)按鈕，可以對動(dòng)作流程圖中的每個(gè)動(dòng)作進(jìn)行單步執行來(lái)進(jìn)行故障排除和設備調試。故障信息查詢(xún)畫(huà)面提供了故障報警和歷史數據查找功能，一旦系統發(fā)生故障，屏上主畫(huà)面出現故障原因，點(diǎn)擊信息查詢(xún)按鈕故障報警畫(huà)面分析報警原因，觸摸屏提供了一個(gè)十分靈活和友好的窗口，方便現場(chǎng)人員的使用，增強了系統的可操作性。

　　在對DOP-AE10THTD65536觸摸屏進(jìn)行組態(tài)設計開(kāi)發(fā)過(guò)程中，運用宏指令對控制程序進(jìn)行了安全保護，防止用戶(hù)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) 將控制程序內存校驗和送給觸摸屏內部存儲器$133

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

CLRB (1@M1072) 禁止PLC運行

ENDIF

　　該段宏指令禁止了用戶(hù)對PLC控制程序的隨意修改，提高了設備的安全性。

4.結束語(yǔ)

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

參考文獻：[1]顧戰松．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
　　 [2]楊駿，劉光漢．觸摸屏結合可編程序控制器的應用．機電工程，1997