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中達(dá)電通公司上海分公司機(jī)電業(yè)務(wù)處  李 偉

1 引言

  近20年以來，橡塑電纜機(jī)械行業(yè)與其它行業(yè)一樣發(fā)展迅速。在入世后的市場競爭中橡塑機(jī)械行業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。提高橡塑生產(chǎn)制造裝備自動化技術(shù)水平能夠有效地提升行業(yè)綜合實力。

2工藝流程

  線材進(jìn)入放線設(shè)備在放線張力控制條件下,從預(yù)成型輥輪架穿過并加熱,被擠塑機(jī)擠出的橡膠材料覆蓋外套。覆蓋了橡膠外套的線材,進(jìn)入生產(chǎn)線主速牽引裝置,經(jīng)過高溫硫化由變頻器控制每分鐘的生產(chǎn)速度，再經(jīng)由履帶輔助牽引進(jìn)入后處理階段。在芯線折斷和成型工藝裝置上,經(jīng)過張力架檢測張力作為張力反饋,速度由主速給定,勻速而且恒定張力的送線,經(jīng)計米器控制后切割成型。在整條生產(chǎn)線上,主牽引和輔助牽引控制系統(tǒng)工作在速度方式：包括高溫處理，微波硫化，后加熱速度串聯(lián)同步；并且要求各級可以微調(diào)并后級同步調(diào)整。而鋼帶放線和成型控制系統(tǒng)工作在恒轉(zhuǎn)矩方式，速度變化引起的轉(zhuǎn)矩波動被轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)控制,相互配合以保證速度和張力的恒定。

3 基于臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品的配置設(shè)計

圖1 自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

  系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)由臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品構(gòu)成核心自動化技術(shù)平臺，參見圖1，配置表參見表1。

表1自動化系統(tǒng)配置表

3 臺達(dá)

  溫控器 DTA4896R1 22 臺達(dá)

  注：DOP-AE57CSTD人機(jī)上的界面程序在另兩臺DOP-AE10THTD上必須有，就是DOP-AE10THTD能控制DVP12SA11R，而DOP-AE10THTD界面程序不必在DOP-A57CSTD上有，就是DOP-AE10THTD不控制EH PLC。

4 基于臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品的整體解決方案

4.1 一機(jī)多屏

  由于此流水線長度較長，客戶需要在流水線不同的地方安裝人機(jī)，以便在操作時不用走很長的距離來操作及監(jiān)控設(shè)備，根據(jù)此要求人機(jī)之間必須進(jìn)行通訊，這就是我們平常講的“主從屏”控制。
  
  利用臺達(dá)人機(jī)有一個非常的特點(diǎn)就是有三個通訊口且兩個通訊口可以RS232、RS485、RS422進(jìn)行隨意配置，且每個通訊口都是互相獨(dú)立的。這樣就可以利用每一個人機(jī)的一個通訊口（此例中采用人機(jī)的COM3 設(shè)置為RS485通訊格式 7 E 1  9600）連接起來，進(jìn)行通訊，主機(jī)通訊協(xié)議采用（MODBUS MASTER）,而從機(jī)采用（MODBUS SLAVE）。而人機(jī)間數(shù)據(jù)的交換必須采用宏程序來實現(xiàn)。

4.2 通訊從站

  根據(jù)系統(tǒng)變頻器、溫控器通訊要求快速的的要求，采用兩臺10.4寸人機(jī)分別與兩臺EH  PLC通過另兩個通訊口（COM1  COM2）進(jìn)行通訊，那是不是要問如上述所說不是一機(jī)多屏不是一樣能完成嗎？何必要如此多此一舉呢？那我這里為什么要這么做呢？因為在我實際調(diào)試時發(fā)現(xiàn)用宏程序來做一機(jī)多屏?xí)r，如果數(shù)據(jù)很多，數(shù)據(jù)利用宏程序在人機(jī)交換，因為數(shù)據(jù)很多，人機(jī)的處理速度有限且由于波特率的限制，要滿足非常快的通訊要求會有一些勉強(qiáng)，那么我采用在PLC上加裝DVP-F485卡（只能作為從站），使得一個PLC能與兩個觸摸屏通訊，這樣我就可以在與變頻器、溫控器通訊這一塊不用通過人機(jī)處理直接與兩臺PLC通訊，這樣通訊慢的問題迎刃而解。

4.3 EASYLINK通訊

  根據(jù)需要通訊的變頻器及溫控器數(shù)量眾多且通訊要求及及時性要高，故采用了臺達(dá)PLC具有的EASYLINK功能，此功能優(yōu)點(diǎn)在于通訊程序底層已經(jīng)寫好，沒必要你自己編寫復(fù)雜的通訊程序，你只需要設(shè)置相應(yīng)的特殊寄存器，這樣既方便又可靠且速度快，EASYLINK功能請參考臺達(dá)PLC編程手冊。

4.4 變頻器同步

  整個生產(chǎn)線控制有8臺變頻器，8臺變頻器頻率控制一流水線，分成七段控制，主要利用臺達(dá)通訊的便利性，用通訊的方式，隨時隨地讀變頻器的頻率，只要發(fā)現(xiàn)其中一臺變頻器頻率有變化，會根據(jù)一定的比例，后續(xù)幾臺變頻器跟著變化，以便處理四段速度的同步以控制張力。

  八臺變頻器，當(dāng)其中一臺變頻器頻率有改動時（通過模擬量改動，或者主頻、比例給定）有改動時，那后續(xù)的幾臺變頻器就會根據(jù)以上的關(guān)系，會自動改正頻率，以保證同步。

  而且，當(dāng)同時有兩臺以上變頻器頻率通過模擬量微調(diào)或者通過人機(jī)改變比例、主速時，那以前一臺為準(zhǔn)，后續(xù)幾臺的頻率值修改都必須得屏蔽掉，例：比如現(xiàn)場有兩個操作工同時修改第二臺、第三臺變頻器的模擬量進(jìn)行微調(diào)頻率，那頻率修改值以第二臺為基準(zhǔn)。

  頻率值是主頻與模擬量輔頻設(shè)置，在現(xiàn)場模擬量輔頻何時改變是不可知的，那編寫程序時必須每時每刻都要讀頻率，來了解現(xiàn)場變頻器頻率值變化，而且頻率讀好后，還要根據(jù)頻率變化根據(jù)比例計算后，計算出的頻率值自動的靠通訊寫給相應(yīng)的變頻器。因為是每時每刻的在讀頻率，而且頻率給定有兩個來源，那難點(diǎn)在于何時把寫好的比較值，給寄存器，然后再用此頻率值與讀的頻率比較，當(dāng)作參考值。

  運(yùn)用以下思路編寫程序，而通過調(diào)試客戶滿意調(diào)試效果。原先想運(yùn)用04AD+04DA，這樣的話雖然寫程序更簡單，但是因為客戶現(xiàn)場此生產(chǎn)流水線過長（有五六十米長），而且微調(diào)的模擬量必須緊靠每一個工位，客戶布線現(xiàn)狀比較糟糕，在這么長的線路上模擬量會有很大的衰減和干擾，靠通訊的方式會相對比較好一些，故采用完全用通訊的方式來解決客戶同步的要求，相對的程序要求編寫會比較復(fù)雜一些，特別是何時在給比較值參考，怎么樣屏蔽后幾臺頻率變化的問題。

4.5 PID功能
  
  此PID功能主要應(yīng)用在控制微波加熱，而我在應(yīng)用PID功能時進(jìn)行了變速積分及積分飽和限制的改進(jìn)算法，使其在控制時超調(diào)非常的小及非常的穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

  通常，整體解決方案難點(diǎn)主要在于怎樣根據(jù)設(shè)備工藝要求組成高效穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，使電氣產(chǎn)品能夠有效地進(jìn)行通訊。本案例系統(tǒng)的給出自動化系統(tǒng)集成項目關(guān)于通訊問題的深入分析與設(shè)計方法。基于臺達(dá)機(jī)電單一自動化平臺，解決方案為實現(xiàn)系統(tǒng)通訊的整體集成提供了相對于異構(gòu)自動化平臺通常難以順暢集成的工程技術(shù)優(yōu)勢。