臺達人機界面與SC500PLC在工業控制中的應用

分類：技術教程日期：2009-06-23 08:48:15 來源：廠商

隨著工業自動化控制的發展，一種新的工控產品人機界面(簡稱觸摸屏)出現，給予工業設備現場控制一種全新的圖形操作界面─（GOT）。它采用能高速通信的32位RISC芯片，具有交互性好，編程簡便、靈活，并且與PLC之間的連接簡便，簡化控制柜設計，節省PLC的實際輸入輸出點，在工業設備控制中開始得到推廣應用。現以水針線玻璃瓶消毒生產線為例，介紹系統配置及應用。
一、工藝流程及要求
水陣線玻璃瓶消毒生產線設備示意圖如圖1所示。玻璃瓶從入口處進入，碰到傳感器1，啟動走帶機走帶，帶動瓶從入口走向出口，途經預熱區、消毒區、冷卻區。只有進口風機、熱風機、出口風機、排風機運轉，才能走帶。如入口處進瓶過快，擠壓傳感器2則發出信號去停止前方設備停止進瓶。如出口不暢，傳感器3發出信號，停止走帶機工作。五個風機中只要有一個停機，就停止加熱器運行，并報警顯示。檢測風機不運行有傳感開關裝在風機的出口處，風機變頻器的故障輸出點進入PLC，走帶機及各電機的空氣開關跳閘接點也都進入PLC，加熱器裝在爐子的中央頂部，由熱風機向下均勻擴散加溫。要求對不同型號大小的玻瓶進行不同溫度的設置。能顯示各區的溫度值，并有反應溫度的走勢曲線圖。對于進風機、熱風機、出口風機要有能檢測其風壓的數值顯示，以確定是否過濾網堵塞

圖1 生產線設備示意圖
在正常工作時，工作下班后，當溫度下降到100℃以下，設備能自動關機。如爐內還有瓶未處理完，則啟動夜間工作。這樣在100℃以下停機后，還有進口風機、出口風機工作，以保證外部的灰塵不能進入爐內。對于消毒時間，由PLC采集出口處傳感器的數據，通過速度轉化為時間，來顯示玻瓶在消毒區的消毒時間，以確保消毒的可靠性。設備在保障下，要求能準確顯示故障發生點及解決問題對策畫面，并有動畫反映生產現場工作情況。
二、系統配置
對于以上要求，我們選用中達-斯米克公司的人機界面、PLC組成一個控制系統。具體如下：
1．人機界面型號為PWS-3760-TFT，該屏是真彩色10.4寸屏，采用232口進行下載和編程，采用RS422口和PLC通訊。選用真彩能更好地反映現場景色，動畫逼真、美觀。
2．PLC選用SC—500系列，該機具有1024點輸入、輸出功能，1個RS232通信口和1個RS422通訊口，是一種模塊化機型，可靈活配置功能模塊及輸入、輸出點。
3．輸入選配XDC10十六點DC輸入模塊2塊，輸出配1個YRY10十六點繼電器輸出模塊。
4．仿真輸入單元采用AD020四路輸入模塊，輸入三個風壓模擬量值（4mA～20mA）。
5．溫度輸入單元采用THM10五路帶PID調節PWM輸出溫控模塊1塊，采進三路：加熱區、消毒區、冷卻區的溫度。
其系統構成如圖2所示。

圖 2 系統配置圖
三、調試運行情況
該系統最重要的是對消毒區溫度精度控制的調試，消毒區的加熱系統采用五組電熱絲單元加熱，其中一組為基本加熱單元，其他四組為PID溫度調節加熱單元。以前該生產線采用OMRON PLC，當時的情況是：生產線試運行時，出現溫度曲線波動幅度過大（±8℃）。超過廠家要求的消毒溫度波動指針（±2℃）。實際調試時采取了兩個措施對溫度波動幅度進行控制。（1）采用雙位PID溫度控制系統堵住溫度下降趨勢。當鉑熱電阻檢測到消毒區溫度低于設定溫度1℃時。通過雙位PID溫度控制系統使PLC將七組加熱單元全部投入運行30秒，然后通過鉑熱電阻檢測消毒區溫度，由溫控單元PID控制，直到溫度達到設定值為止。（2）溫度過調量的控制。首先對消毒區溫度進行檢測，如果溫度大于設定值，PLC將七組加熱單元全部強行切除，并不斷檢測消毒區溫度，根據實際情況作出實時控制，在現場通過對控制程序的某些參數作一定的修改。并經過反復調試，最后溫度控制精度完全符合廠家要求。在對系統的調試中發現，該控制系統完全可以通過對程序作進一步的修改、調試。達到更高的溫度控制精度。
在采用SC—500后，由于我們的THM10可以單獨設定PID值，因此很方便的就把溫度穩定在正負1度內，超過了工藝要求。

四、結束語
該系統應用于玻瓶消毒生產線設備上，對消毒度控制良好，能對各區溫度進行顯示，并對不同玻瓶的消毒溫度進行設置。現場故障一經發生能馬上彈出一詳細故障對策畫面。經現場工作情況看，滿足設計要求。這個系統是一種智能化的專家對策系統，增強了人機交互性，提高設備的控制性能，簡化了操作柜設計，提高了設備科技含量，在市場上很有競爭力，有很大發展空間。