永宏P(guān)LC在真空成型機改造中的應用

廈門(mén)永宏亞得機電科技有限公司 何燕翔

【摘要】本文介紹了永宏P(guān)LC的MA機型在設備成型機改造中的應用，主要涉及了永宏P(guān)LC溫度PID的應用，及通過(guò)人機來(lái)實(shí)現PLC內部數據的存儲及調用。

【關(guān)鍵詞】溫度PID    數據存儲       數據調用

1     前言

某工廠(chǎng)有多臺上世紀90年代從臺灣購進(jìn)的真空成型機，主要用來(lái)制作玩具、五金、儀器等產(chǎn)品的包裝袋。這些設備控制電路均采用傳統繼電器控制，操作復雜，定型時(shí)間不準，成型溫度不穩定，漂移厲害。控制柜內部接線(xiàn)復雜，給設備維護和故障處理帶來(lái)了很大的不便。為此該廠(chǎng)準備對改批設備進(jìn)行改造。

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

針對該情況，在設備的改造過(guò)程中該廠(chǎng)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，通訊功能強大等特點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應用。FBS系列PLC目前有3種機型：經(jīng)濟型主機MA\MAT、高功能型MC\MCT、NC定位型MN\MNT。本文采用FBS-40MA主機+GP37W2觸摸屏來(lái)實(shí)現成型機生產(chǎn)過(guò)程中加熱盤(pán)的加熱時(shí)間、成型時(shí)間、冷卻時(shí)間的設定和顯示監控以及不同模具生產(chǎn)過(guò)程中所需工藝時(shí)間的存儲和調用，實(shí)現了成型機的自動(dòng)化。

2           設計與實(shí)現過(guò)程

該控制系統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。控制系統組圖如下：

2.1         溫度控制部分的實(shí)現

成型機的加熱系統由6組加熱管組成，由溫控器和固態(tài)繼電器來(lái)控制。

永宏P(guān)LC根據控制過(guò)程的需要，配合永宏的其它功能模塊，靈活組合，可以實(shí)現多種控制需求。單臺主機可以實(shí)現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(lèi)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(lái)實(shí)現成型機的恒溫控制。

溫度PID控制利用溫度模塊配合溫度規劃表格將成型機加熱盤(pán)內的當前溫度同設定值進(jìn)行比較，依據存在的偏差，經(jīng)由軟件PID數學(xué)式運算后，將運算結果轉換為時(shí)間比例ON/OFF（PWM），由晶體管輸出點(diǎn)輸出控制SSR所推動(dòng)的加熱回路，從而使加熱盤(pán)內的溫度保持在SV±1℃。

TC模塊的溫度采集由溫度規劃表格來(lái)實(shí)現，如下圖：

6路溫度的采集由K型熱電偶和TC6模塊來(lái)實(shí)現，6路溫度值儲存在R30~R35這6個(gè)寄存器內，即6組加熱管的當前值，6組溫度設定值儲存在R60~R65內部。

程序部分用TPCTL指令來(lái)完成，溫度設定值，偏差值，各路的P、I、D均通過(guò)屏幕來(lái)設定：

PLC內部執行過(guò)程中的P、I、D有默認參數，可以根據需要進(jìn)行修改：

2.2         成型時(shí)間的存儲和使用

不同的模型需要有不同的成型時(shí)間，所以需要PLC對不同模型的時(shí)間進(jìn)行記憶。可以通過(guò)畫(huà)面來(lái)進(jìn)行設置和調用。該功能由觸摸屏和PLC內部的寄存器配合實(shí)現。

屏幕界面如下：

程序部分可以放于子程序區，參數需要修改時(shí)才調用該部分的程序，可以節省PLC的掃描周期時(shí)間。檔案1號的程序存儲、查詢(xún)、調用程序如下，其它檔案的程序部分依次類(lèi)推。永宏P(guān)LC具有將近7000多個(gè)普通的R寄存器、4000多個(gè)普通D寄存器，另外還有8192個(gè)檔案緩存器可供使用，所以對于數據的存儲綽綽有余。

2.3         PLC的I/O點(diǎn)位圖

（1）主機FBS-40MA部分

      INPUT                                                     OUTPUT

X0   加熱盤(pán)右限位                                          Y0   剎車(chē)                                  

X1   加熱盤(pán)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   拉料電機前限                                          Y5   壓料上                 

X5   拉料電機后限                                          Y6   左加熱盤(pán)                           

X6   壓料下限