永宏P(guān)LC在針刺機上的應用

一、引言
無(wú)紡布在發(fā)達國家的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)甚至土建工程和醫療衛生中有廣泛的用途。自從1990年開(kāi)始，中國通過(guò)引進(jìn)歐洲光、機、電、氣、液全自動(dòng)化成套生產(chǎn)線(xiàn)設備，有了現代意義上的無(wú)紡布生產(chǎn)能力。根據機電工程的理念，現代無(wú)紡布是典型的高新自動(dòng)化設備密集型產(chǎn)業(yè)。

無(wú)紡布的紡織工程學(xué)名叫做非織造布。非織造布工藝完全不同于傳統的紡紗——織布過(guò)程，非織造布的******特點(diǎn)是不需要紡紗過(guò)程，它的“織布”過(guò)程更加類(lèi)似于造紙工藝，非織造布通常是在一條生產(chǎn)線(xiàn)上直接實(shí)現從纖維到成布的連續加工過(guò)程。非織造布生產(chǎn)線(xiàn)“吃”進(jìn)去的是纖維，“吐”出來(lái)的是布。參見(jiàn)圖1針刺型無(wú)紡布工藝過(guò)程，定向或隨機排列的纖維通過(guò)摩擦、抱合、粘合或這些方法的組合，而相互結合制成的水平纏結薄片、纖維網(wǎng)或絮墊，經(jīng)過(guò)針刺機組在垂直布面方向纏結成布。因為沒(méi)有傳統意義的紡紗織布過(guò)程，所以叫做無(wú)紡布。

二．無(wú)紡布生產(chǎn)工藝流程：

其中送棉箱，開(kāi)松機和氣壓棉箱是將密實(shí)的纖維變成蓬松雜亂的纖維并送到梳理機入口，梳理機將纖維梳理成厚薄均勻的纖維網(wǎng)并送到鋪網(wǎng)機，鋪網(wǎng)機將送來(lái)的纖維網(wǎng)按照重量要求疊成多層的纖維網(wǎng)送往針刺機，并由針刺機刺成相互結合制成的纖維薄片。無(wú)紡布生產(chǎn)線(xiàn)系統是一個(gè)看似各自獨立、但卻互相牽制的一個(gè)大系統，本文將以針刺機組為對象集成自動(dòng)化針刺無(wú)紡布生產(chǎn)線(xiàn)的介紹。

三．永宏電機介紹
永宏電機股份有限公司于1992年由一群從事PLC設計工作多年的工程師創(chuàng )立與臺灣。1993年推出FBE和FBN系列產(chǎn)品，經(jīng)由多年努力2003年推出 FBS全新系列產(chǎn)品倍受業(yè)界好評。一直以來(lái)，本公司全心專(zhuān)注在高功能的中小型PLC市場(chǎng)領(lǐng)域，創(chuàng )立的自有品牌“FATEK” ，目前在業(yè)界已享有頗高的知名度。提供客戶(hù)完善的高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品一直是永宏的宏愿，多年的默默耕耘與實(shí)踐終于能開(kāi)花結果。

四、自動(dòng)化系統集成規劃

（1）PLC的存儲容量和處理速度。整條生產(chǎn)線(xiàn)而言，數據運算及邏輯運算量很大，單臺PLC的處理速度將會(huì )影響生產(chǎn)的穩定性。
　　（2）針刺生產(chǎn)線(xiàn)的布局和設備操作。各機臺是分散的，集中一地操作會(huì )為生產(chǎn)帶來(lái)不便，但假如分散操作，必須考慮人機與PLC間的距離問(wèn)題及PLC與受控單元的布線(xiàn)問(wèn)題。
　　（3）設備組合方式。通常一條完整的生產(chǎn)線(xiàn)用戶(hù)會(huì )采購生產(chǎn)設備廠(chǎng)家性能或價(jià)格有優(yōu)勢的產(chǎn)品，或根據自身生產(chǎn)的產(chǎn)品采用不同的設備組合，故每條生產(chǎn)線(xiàn)組合可能完全不同。

　　綜上所述，為滿(mǎn)足方便安裝、方便整線(xiàn)整合、提高系統性能的要求，本系統按照單機設計、自由組合方式設計，即每臺針刺機組使用一臺PLC、一臺做主站，其余做從站控制，只要用一臺人機界面，通過(guò)RS232通訊端口控制主站PLC，主站與從站數據交換用LINK通訊。祥見(jiàn)下圖。

由于四個(gè)FBS-60MA之間走的LINK通訊，加上針刺機的每道控制都有一個(gè)變頻器，所以PLC附近有很強的干擾源體，如果PLC抗干擾問(wèn)題不行，或布線(xiàn)不合理，將會(huì )直接導致通訊錯誤，從而使得整條設備癱瘓。永宏P(guān)LC的設計理念與它機有所不同是我們把所有的控制部件都集成在了一塊芯片SOC 上，即：系統芯片（system-on-chip）.把CPU，定時(shí)器，計數器，AD，DA，高速計數等等都集成在一起，所以抗干擾能力大大提升，加上我們輸入輸出都做了隔離，解決了客戶(hù)抗干擾問(wèn)題的后顧之憂(yōu)！
由上圖得知每臺PLC需要2個(gè)RS485通訊口，在這就體現了我們永宏P(guān)LC擁有強大的通訊能力，單機最多有5個(gè)通訊口。

五．人機界面：

圖3 按鈕控制畫(huà)面

圖4 參數設定

圖5 動(dòng)作流程圖

從人機界面中可以看出針刺機分：1.針刺輸入 2.上針刺 3.下針刺 4.針刺輸出。總共分四組動(dòng)作流程來(lái)完成，最后通過(guò)收卷控制把生產(chǎn)好的成品打包入庫。從圖中可以看出如果1號針刺機的輸入停止了，那么跟隨其后的所有動(dòng)作必須馬上停止動(dòng)作，否則生產(chǎn)中的布會(huì )被拉裂，拉斷，直接造成損失。即只要前一級牽引輥停止工作，后面必須馬上停止工作。
由于系統控制只是通過(guò)一臺人機界面控制，所有參數設置在人機界面上設定好后，一般還需要根據實(shí)際情況稍微修改才行，由于工藝要求4個(gè)PLC裝在不同的四個(gè)電氣柜里，微調不可能在同一地方操作。通過(guò)電氣柜面板按鈕手動(dòng)操作實(shí)現微調！
在主站的控制柜上裝有一鍵啟停按鈕和聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，其他3個(gè)控制柜只有聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)。設備在停止狀態(tài)時(shí)，只有聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)全部在ON時(shí)，按一鍵啟停鍵才能啟動(dòng)所有的針刺機組，同理設備在運行狀態(tài)時(shí)，只有聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)全部在ON時(shí)，按一鍵啟停鍵才能停止所有的針刺機組

六．通訊
1． MODBUS通訊
永宏P(guān)LC MODBUS通訊指令FUN150可以和任何支持MODBUS通訊協(xié)議的設備聯(lián)機。參數如下表：

針刺機設備中使用的變頻器是臺達的，頻率指令地址是2001H，由于永宏是十進(jìn)制五碼或六碼設置，所以：2001H轉換成十進(jìn)制是8193，我們D或R寄存器對應的是從40001（五碼）或400001（六碼）開(kāi)始，所以表示為40001+8193=48194，或 400001+8193=408194，祥見(jiàn)上面表格設置。再把PLC的通訊參數設置成和臺達變頻器參數一致就行，設置方法為：打開(kāi)軟件點(diǎn) PLC-----設定------你目前占用哪個(gè)口就點(diǎn)哪個(gè)，如：PORT2通訊參數。打開(kāi)后修改波特率，數據位，停止位，奇偶校驗，把永宏通訊該成 ASCII MODBUS或RTU MODBUS即可。

2． LINK通訊
LINK通訊指令FUN151指令有4中模式，其中MOD0和MOD3是LINK通訊，而且MOD3是高速通訊，采用的是二進(jìn)制的通訊方式，所以通訊速率最高達921。6KBPS，下表是FUN151在MOD0方式下的情況：

通過(guò)LINK，可以實(shí)現人機界面控制主站PLC，而由主站PLC通過(guò)LINK和其他3個(gè)從站PLC實(shí)現數據之間的共享和交換。

七．PLC設計概要：
按照系統功能完成輸入輸出點(diǎn)規劃后的工作就是程序設計。整條生產(chǎn)來(lái)講，基本功能是快速處理速度信息并實(shí)現速度跟隨，根據目前PLC的性能和已構建的硬件框架，可以使用總機集中分配信息，單機獨立處理方式實(shí)現。單臺針刺機而言，程序主要的工作變量有針刺密度（M針密）、針刺頻率(F針頻)、牽伸比(K)、入料速度(V入)、出料速度(V出料)，托網(wǎng)位置(T)和剝網(wǎng)位置(B)。保護變量有針刺次數(C)、針刺時(shí)間(t)、托網(wǎng)位置上限(TSL)、托網(wǎng)位置下限(TXL)、托網(wǎng)位置上限(BSL)和剝網(wǎng)位置下限(BXL)。為了便于維護，程序結構上以主程序調用子程序形式編寫(xiě)，分為針刺運算子程序，托網(wǎng)剝網(wǎng)運算子程序，保護子程序，數據上傳子程序及動(dòng)作執行子程序。主程序部分包含程序初始化、子程序調用和解讀總控制器發(fā)出的指令解讀信息包含當前機臺是本地單機運行還是遠端控制。

八．結束語(yǔ)：
永宏優(yōu)越的質(zhì)量，超強的應用指令功能，多樣話(huà)的通訊方式，使得我們在生產(chǎn)設計中起到了關(guān)鍵性的作用。伴隨永宏機電產(chǎn)品的豐富與發(fā)展，功能的不斷提高，面對客戶(hù)對整體服務(wù)的需求，產(chǎn)品擁有廣闊長(cháng)遠的市場(chǎng)拓展空間。

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