《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于人機(jī)界面及伺服控制器的卷煙系統(tǒng)
摘要: MK9-5/PA8-5 型卷接機(jī)組是我國引進(jìn)較早數(shù)量較多的煙草設(shè)備之一,為英國莫林斯(MOLINS)公司70年代產(chǎn)品。其電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜,電氣邏輯、模擬控制是以兩組 8088A微處理器為核心并由51塊外露式專用電子線路板組成。由于該電氣系統(tǒng)運(yùn)行多年,設(shè)備老化,故障率相當(dāng)高,給廠家造成許多不必要的損失。我廠在結(jié)合其現(xiàn)場實(shí)際情況并且經(jīng)過大量調(diào)查研究后決定選用性價(jià)比極好的富士人機(jī)界面和可編程控制器及倫茨伺服控制器進(jìn)行徹底改造該系統(tǒng)。
Abstract:
Key words :

  MK9-5/PA8-5 型卷接機(jī)組是我國引進(jìn)較早數(shù)量較多的煙草設(shè)備之一,為英國莫林斯(MOLINS)公司70年代產(chǎn)品。其電氣系統(tǒng)" title="電氣系統(tǒng)">電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜,電氣邏輯、模擬控制是以兩組 8088A微處理器為核心并由51塊外露式專用電子線路板組成。由于該電氣系統(tǒng)運(yùn)行多年,設(shè)備老化,故障率相當(dāng)高,給廠家造成許多不必要的損失。我廠在結(jié)合其現(xiàn)場實(shí)際情況并且經(jīng)過大量調(diào)查研究后決定選用性價(jià)比極好的富士人機(jī)界面和可編程控制器及倫茨伺服控制器" title="伺服控制器">伺服控制器進(jìn)行徹底改造該系統(tǒng)。

  一、硬件組成

  1、人機(jī)界面

  選用富士UG220H-LC4,5.7寸STN單色八級(jí)灰度,可以與26個(gè)廠家的PLC直接通訊(正是由于其兼容性強(qiáng)才決定選用此產(chǎn)品),其編程方式" title="編程方式">編程方式簡單易學(xué),既使無專業(yè)知識(shí)也能快速掌握。能與多家溫控表和變頻器直接通訊,可以上掛以太網(wǎng)和直接驅(qū)動(dòng)市售打印機(jī)。前面板防水等級(jí)達(dá)到IP65,運(yùn)行溫度為 0-50攝氏度完全能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場。產(chǎn)品型號(hào)齊全從5.7寸、7.7寸、10.4寸到12.1寸,單色、彩色、STN、TFT。

  2、可編程控制器

  選用富士NB1U56R-11(主機(jī)56點(diǎn))和NB1W56R-11(擴(kuò)展56點(diǎn)),該種機(jī)型結(jié)構(gòu)緊湊輸入輸出點(diǎn)可以自由組合,只需輕輕插拔繼電器即可調(diào)配輸入/輸出點(diǎn)。而且其主機(jī)還可以與NB2系列擴(kuò)展兼容,同時(shí)可以帶模擬量模塊。其全中文的編程環(huán)境使編程者方便易懂。

  3、伺服控制器

  選用德國倫茨伺服控制器。

  限于篇幅本文只對(duì)人機(jī)界面方面加以介紹,其它在適當(dāng)時(shí)機(jī)發(fā)表后請(qǐng)專家讀者指教。

  二、軟件實(shí)現(xiàn)

  通過其專用的編程軟件UG00S-CW在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行組態(tài)、調(diào)試下載到人機(jī)界面中,連接上通訊電纜后就可進(jìn)行操作顯示。人機(jī)界面運(yùn)行時(shí)以自身程序?qū)?PLC進(jìn)行讀取、傳送,不必?fù)?dān)心它的引入而影響PLC的掃描周期。針對(duì)MK9-5/PA8-5機(jī)組的工藝流程本系統(tǒng)對(duì)人機(jī)界面功能做如下介紹:該系統(tǒng)畫面分為監(jiān)視畫面、參數(shù)修改畫面、點(diǎn)動(dòng)測(cè)試畫面、PLC組態(tài)畫面、統(tǒng)計(jì)和幫助畫面五部分。這五部分的操作通過人機(jī)界面上的F1—F5五個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)操作翻屏,同時(shí)不影響F1—F5的其它功能(如調(diào)節(jié)背光燈的亮度)如圖1。富士人機(jī)界面本身具有強(qiáng)大的編程指令—宏指令,此系統(tǒng)的所有彈出報(bào)警菜單程序均由人機(jī)界面本身完成。

  1、F1監(jiān)視畫面

  人機(jī)界面上電后自動(dòng)進(jìn)入此畫面,此時(shí)其接受PLC的控制,屏幕上按時(shí)間順序先后出現(xiàn)信息顯示,如圖2:

  當(dāng)主機(jī)電源開啟后,只要主機(jī)運(yùn)行條件不滿足,屏幕左下角就會(huì)出現(xiàn)“開機(jī)請(qǐng)就緒”的信息,當(dāng)按下“啟動(dòng)”按鈕而主機(jī)運(yùn)行條件仍未滿足“開機(jī)請(qǐng)就緒”會(huì)連續(xù)閃爍 3秒鐘,此時(shí)觸摸此區(qū)域會(huì)彈出一報(bào)警框,提示所出現(xiàn)的故障如:裝機(jī)盤故障、拖紙器故障、油路阻塞……同時(shí)顯示所發(fā)生故障的原因及消除的方式。如同時(shí)發(fā)生多個(gè)故障則按故障發(fā)生時(shí)間的先后順序出現(xiàn)報(bào)警信息。如果調(diào)車按鈕吸合屏幕上會(huì)出現(xiàn)“機(jī)器處于調(diào)車狀態(tài),請(qǐng)注意安全”的走馬燈式信息。設(shè)備在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中如發(fā)生報(bào)警則在主畫面上會(huì)隨時(shí)彈出報(bào)警信息。

  2、F2操作及參數(shù)修改畫面

  此畫面共計(jì)6屏,手控可改變畫面開關(guān)、按鈕狀態(tài),對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行修改,進(jìn)入?yún)?shù)更改畫面時(shí)需鍵入正確的級(jí)別密碼方可修改畫面。操作畫面如圖3:

  當(dāng)PLC掉電后,以上1—6項(xiàng)受中間繼電器(M)控制將被復(fù)位,7—10項(xiàng)受鎖存繼電器(L)控制保持原來的狀態(tài),只有手動(dòng)觸發(fā)才能改變其相應(yīng)的狀態(tài)。

  操作修改畫面中設(shè)置了高速剎車、低速剎車、打條器時(shí)間、給嘴、給紙、水松紙?zhí)蕹?2個(gè)參數(shù),下面以打條器時(shí)間和給嘴支數(shù)(開機(jī)自動(dòng)給紙控制)說明,如下圖:

  3、F3點(diǎn)動(dòng)測(cè)試畫面

  對(duì)PLC的全部輸出點(diǎn)和部分輸入點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,對(duì)其功能的實(shí)現(xiàn)需在PLC運(yùn)行主程序中加入測(cè)試程序,首先使主程序全部關(guān)閉,所有輸出點(diǎn)復(fù)位為OFF狀態(tài),每一部操作在人機(jī)界面上均有提示信息,測(cè)試完畢后按“確認(rèn)”鍵返回主程序。此功能對(duì)PLC執(zhí)行器件的檢查非常方便。

  4、F4 PLC組態(tài)畫面

  對(duì)PLC的112個(gè)輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行ON、OFF狀態(tài)的監(jiān)視。

  5、F5統(tǒng)計(jì)、幫助畫面

  此畫面對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)量、材料消耗、高速運(yùn)行時(shí)間、停機(jī)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如果需要可以實(shí)時(shí)打印。同時(shí),人機(jī)界面對(duì)設(shè)備的操作方法、維護(hù)注意事項(xiàng)等進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。畫面中還加入了留言板功能,方便于交接班時(shí)記錄使用。

  本系統(tǒng)是單臺(tái)PLC與單臺(tái)人機(jī)界面按1:1的方式通訊,單臺(tái)人機(jī)界面還能與多臺(tái)PLC通訊(1:N),此種方式適用于多臺(tái)相對(duì)獨(dú)立的單機(jī)聯(lián)成機(jī)組的情況下,如煙草行業(yè)的包裝機(jī)械" title="包裝機(jī)械">包裝機(jī)械;多臺(tái)人機(jī)界面還能于單臺(tái)PLC通訊(N:1),此種方式適用于占地面積龐大并由單臺(tái)PLC控制的設(shè)備,如煙草行業(yè)的制絲線設(shè)備,使得在設(shè)備的多處監(jiān)視其運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

  三、結(jié)束語

  本系統(tǒng)投入使用一年來,設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠,大大減少故障率,使得自動(dòng)化控制水平又上升了新的臺(tái)階,具有極大的推廣價(jià)值。

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