隨著工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展,一種新的工控產(chǎn)品人機(jī)界面(簡稱觸摸屏)出現(xiàn),給予工業(yè)設(shè)備現(xiàn)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(shè)計(jì),節(jié)省PLC的實(shí)際輸入輸出點(diǎn),在工業(yè)設(shè)備控制中開始得到推廣應(yīng)用?,F(xiàn)以水針線玻璃瓶消毒生產(chǎn)線為例,介紹系統(tǒng)配置及應(yīng)用。
一、工藝流程及要求
水陣線玻璃瓶消毒生產(chǎn)線設(shè)備示意圖如圖1所示。玻璃瓶從入口處進(jìn)入,碰到傳感器1,啟動(dòng)走帶機(jī)走帶,帶動(dòng)瓶從入口走向出口,途經(jīng)預(yù)熱區(qū)、消毒區(qū)、冷卻區(qū)。只有進(jìn)口風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)機(jī)、出口風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),才能走帶。如入口處進(jìn)瓶過快,擠壓傳感器2則發(fā)出信號去停止前方設(shè)備停止進(jìn)瓶。如出口不暢,傳感器 3發(fā)出信號,停止走帶機(jī)工作。五個(gè)風(fēng)機(jī)中只要有一個(gè)停機(jī),就停止加熱器運(yùn)行,并報(bào)警顯示 。檢測風(fēng)機(jī)不運(yùn)行有傳感開關(guān)裝在風(fēng)機(jī)的出口處,風(fēng)機(jī)變頻器的故障輸出點(diǎn)進(jìn)入PLC,走帶機(jī)及各電機(jī)的空氣開關(guān)跳閘接點(diǎn)也都進(jìn)入PLC,加熱器裝在爐子的中央頂部,由熱風(fēng)機(jī)向下均勻擴(kuò)散加溫 。要求對不同型號大小的玻瓶進(jìn)行不同溫度的設(shè)置。能顯示各區(qū)的溫度值,并有反應(yīng)溫度的走勢曲線圖。對于進(jìn)風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)機(jī)、出口風(fēng)機(jī)要有能檢測其風(fēng)壓的數(shù)值顯示,以確定是否過濾網(wǎng)堵塞。
圖1 生產(chǎn)線設(shè)備示意圖
在正常工作時(shí),工作下班后,當(dāng)溫度下降到100℃以下,設(shè)備能自動(dòng)關(guān)機(jī) 。如爐內(nèi)還有瓶未處理完,則啟動(dòng)夜間工作。這樣在100℃以下停機(jī)后,還有進(jìn)口風(fēng)機(jī)、出口風(fēng)機(jī)工作,以保證外部的灰塵不能進(jìn)入爐內(nèi) 。對于消毒時(shí)間,由PLC采集出口處傳感器的數(shù)據(jù),通過速度轉(zhuǎn)化為時(shí)間,來顯示玻瓶在消毒區(qū)的消毒時(shí)間,以確保消毒的可靠性 。設(shè)備在保障下,要求能準(zhǔn)確顯示故障發(fā)生點(diǎn)及解決問題對策畫面,并有動(dòng)畫反映生產(chǎn)現(xiàn)場工作情況。
二、系統(tǒng)配置
對于以上要求,我們選用中達(dá)-斯米克公司的人機(jī)界面、PLC組成一個(gè)控制系統(tǒng)。具體如下:
1.人機(jī)界面型號為PWS-3760-TFT,該屏是真彩色10.4寸屏,采用232口進(jìn)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(xiàn)場景色,動(dòng)畫逼真、美觀。
2.PLC選用SC—500系列,該機(jī)具有1024點(diǎn)輸入、輸出功能,1個(gè)RS232通信口和1個(gè)RS422通訊口,是一種模塊化機(jī)型,可靈活配置功能模塊及輸入、輸出點(diǎn)。
3.輸入選配XDC10十六點(diǎn)DC輸入模塊2塊,輸出配1個(gè)YRY10十六點(diǎn)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(gè)風(fēng)壓模擬量值(4mA~20mA)。
5.溫度輸入單元采用THM10五路帶PID調(diào)節(jié)PWM輸出溫控模塊1塊,采進(jìn)三路:加熱區(qū)、消毒區(qū)、冷卻區(qū)的溫度。
其系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。
2 系統(tǒng)配置圖
三、調(diào)試運(yùn)行情況
該系統(tǒng)最重要的是對消毒區(qū)溫度精度控制的調(diào)試,消毒區(qū)的加熱系統(tǒng)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(diào)節(jié)加熱單元 。以前該生產(chǎn)線采用OMRON PLC,當(dāng)時(shí)的情況是:生產(chǎn)線試運(yùn)行時(shí),出現(xiàn)溫度曲線波動(dòng)幅度過大(±8℃)。 超過廠家要求的消毒溫度波動(dòng)指針(±2℃)。實(shí)際調(diào)試時(shí)采取了兩個(gè)措施對溫度波動(dòng)幅度進(jìn)行控制。(1)采用雙位PID溫度控制系統(tǒng)堵住溫度下降趨勢 。當(dāng)鉑熱電阻檢測到消毒區(qū)溫度低于設(shè)定溫度1℃時(shí)。通過雙位PID溫度控制系統(tǒng)使PLC將七組加熱單元全部投入運(yùn)行30秒,然后通過鉑熱電阻檢測消毒區(qū)溫度,由溫控單元PID控制,直到溫度達(dá)到設(shè)定值為止。(2)溫度過調(diào)量的控制。首先對消毒區(qū)溫度進(jìn)行檢測,如果溫度大于設(shè)定值,PLC將七組加熱單元全部強(qiáng)行切除,并不斷檢測消毒區(qū)溫度,根據(jù)實(shí)際情況作出實(shí)時(shí)控制,在現(xiàn)場通過對控制程序的某些參數(shù)作一定的修改 。并經(jīng)過反復(fù)調(diào)試,最后溫度控制精度完全符合廠家要求。在對系統(tǒng)的調(diào)試中發(fā)現(xiàn),該控制系統(tǒng)完全可以通過對程序作進(jìn)一步的修改、調(diào)試。達(dá)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(dú)設(shè)定PID值,因此很方便的就把溫度穩(wěn)定在正負(fù)1度內(nèi),超過了工藝要求。
四、結(jié)束語
該系統(tǒng)應(yīng)用于玻瓶消毒生產(chǎn)線設(shè)備上,對消毒度控制良好,能對各區(qū)溫度進(jìn)行顯示,并對不同玻瓶的消毒溫度進(jìn)行設(shè)置 。現(xiàn)場故障一經(jīng)發(fā)生能馬上彈出一詳細(xì)故障對策畫面。經(jīng)現(xiàn)場工作情況看,滿足設(shè)計(jì)要求 。這個(gè)系統(tǒng)是一種智能化的專家對策系統(tǒng),增強(qiáng)了人機(jī)交互性,提高設(shè)備的控制性能,簡化了操作柜設(shè)計(jì),提高了設(shè)備科技含量,在市場上很有競爭力,有很大發(fā)展空間。