永宏P(guān)LC在真空成型機(jī)改造中的應(yīng)用

廈門永宏亞得機(jī)電科技有限公司 何燕翔

【摘要】本文介紹了永宏P(guān)LC的MA機(jī)型在設(shè)備成型機(jī)改造中的應(yīng)用，主要涉及了永宏P(guān)LC溫度PID的應(yīng)用，及通過人機(jī)來實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲及調(diào)用。

【關(guān)鍵詞】溫度PID    數(shù)據(jù)存儲       數(shù)據(jù)調(diào)用

1     前言

某工廠有多臺上世紀(jì)90年代從臺灣購進(jìn)的真空成型機(jī)，主要用來制作玩具、五金、儀器等產(chǎn)品的包裝袋。這些設(shè)備控制電路均采用傳統(tǒng)繼電器控制，操作復(fù)雜，定型時間不準(zhǔn)，成型溫度不穩(wěn)定，漂移厲害?？刂乒駜?nèi)部接線復(fù)雜，給設(shè)備維護(hù)和故障處理帶來了很大的不便。為此該廠準(zhǔn)備對改批設(shè)備進(jìn)行改造。

包裝袋的生產(chǎn)過程中，成型的溫度和加熱、冷卻時間是極重要的環(huán)節(jié)，要求溫度能夠自穩(wěn)定保持，加熱、冷卻時間可以設(shè)定顯示，并要能夠存儲多種不同產(chǎn)品的成型時間。

針對該情況，在設(shè)備的改造過程中該廠采用PLC和觸摸屏作為核心控制器。永宏FBS系列的PLC以其體積小，可靠性高，NC定位精確，通訊功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。FBS系列PLC目前有3種機(jī)型：經(jīng)濟(jì)型主機(jī)MA\MAT、高功能型MC\MCT、NC定位型MN\MNT。本文采用FBS-40MA主機(jī)+GP37W2觸摸屏來實(shí)現(xiàn)成型機(jī)生產(chǎn)過程中加熱盤的加熱時間、成型時間、冷卻時間的設(shè)定和顯示監(jiān)控以及不同模具生產(chǎn)過程中所需工藝時間的存儲和調(diào)用，實(shí)現(xiàn)了成型機(jī)的自動化。

2           設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程

該控制系統(tǒng)的操作部分采用觸摸屏，核心控制部分采用FBS-40MA，受控對象有加熱管、汽缸和拉料電機(jī)?？刂葡到y(tǒng)組圖如下：

2.1         溫度控制部分的實(shí)現(xiàn)

成型機(jī)的加熱系統(tǒng)由6組加熱管組成，由溫控器和固態(tài)繼電器來控制。

永宏P(guān)LC根據(jù)控制過程的需要，配合永宏的其它功能模塊，靈活組合，可以實(shí)現(xiàn)多種控制需求。單臺主機(jī)可以實(shí)現(xiàn)32路的溫度測量，并有最常用的熱電偶及白金電阻等2大類共5種溫度模塊，選取永宏的8EAT晶體管輸出部分和溫度采集模塊TC6，經(jīng)由溫度PID控制指令FUN：TPCTL來實(shí)現(xiàn)成型機(jī)的恒溫控制。

溫度PID控制利用溫度模塊配合溫度規(guī)劃表格將成型機(jī)加熱盤內(nèi)的當(dāng)前溫度同設(shè)定值進(jìn)行比較，依據(jù)存在的偏差，經(jīng)由軟件PID數(shù)學(xué)式運(yùn)算后，將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為時間比例ON/OFF（PWM），由晶體管輸出點(diǎn)輸出控制SSR所推動的加熱回路，從而使加熱盤內(nèi)的溫度保持在SV±1℃。

TC模塊的溫度采集由溫度規(guī)劃表格來實(shí)現(xiàn)，如下圖：

6路溫度的采集由K型熱電偶和TC6模塊來實(shí)現(xiàn)，6路溫度值儲存在R30~R35這6個寄存器內(nèi)，即6組加熱管的當(dāng)前值，6組溫度設(shè)定值儲存在R60~R65內(nèi)部。

程序部分用TPCTL指令來完成，溫度設(shè)定值，偏差值，各路的P、I、D均通過屏幕來設(shè)定：

PLC內(nèi)部執(zhí)行過程中的P、I、D有默認(rèn)參數(shù)，可以根據(jù)需要進(jìn)行修改：

2.2         成型時間的存儲和使用

不同的模型需要有不同的成型時間，所以需要PLC對不同模型的時間進(jìn)行記憶?？梢酝ㄟ^畫面來進(jìn)行設(shè)置和調(diào)用。該功能由觸摸屏和PLC內(nèi)部的寄存器配合實(shí)現(xiàn)。

屏幕界面如下：

程序部分可以放于子程序區(qū)，參數(shù)需要修改時才調(diào)用該部分的程序，可以節(jié)省PLC的掃描周期時間。檔案1號的程序存儲、查詢、調(diào)用程序如下，其它檔案的程序部分依次類推。永宏P(guān)LC具有將近7000多個普通的R寄存器、4000多個普通D寄存器，另外還有8192個檔案緩存器可供使用，所以對于數(shù)據(jù)的存儲綽綽有余。

2.3         PLC的I/O點(diǎn)位圖

（1）主機(jī)FBS-40MA部分

      INPUT                                                     OUTPUT

X0   加熱盤右限位                                          Y0   剎車                                  

X1   加熱盤左限位                                          Y2   底模下                        

X2   底模下限                                                 Y3   底模上                               

X3   底模上限                                                 Y4   壓料下                 

X4   拉料電機(jī)前限                                          Y5   壓料上                 

X5   拉料電機(jī)后限                                          Y6   左加熱盤                           

X6   壓料下限