臺達(dá)PLC和觸摸屏在條并卷聯(lián)合機(jī)中的應(yīng)用

　　摘 要： 以臺達(dá)PLC和觸摸屏為控制核心，通過與變頻器、傳感器和電磁閥構(gòu)成高效、可靠、先進(jìn)的控制系統(tǒng)，用 PLC實(shí)現(xiàn)對電磁閥及變頻器的控制，利用觸摸屏對工作過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、數(shù)據(jù)分析及故障監(jiān)控，使HXFA368型條并卷聯(lián)合機(jī)具有自動(dòng)化水平先進(jìn)和生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：PLC、觸摸屏、變頻器、HXFA368型條并卷聯(lián)合。

THE Applicatino of PLC and Touch Screen in the

HXFA368 Draw FrameLap Machine

(Shanxi Hengxin Precision Textile Machine Co.Ltd)

Zhang peng bo zhu hai gang yu hui wang jian feng

Abstract：The control system is compose of the Delta P LC and the touch screen ,with the inverter, sensors and solenoid valves constitute a highly efficient, reliable, advanced control systems，PLC control solenoid valve and inverter , touch screen carry out real-time monitoring process , data analysis and fault monitoring, so HXFA368 Draw FrameLap Machine have advancedlevelof automation and high production efficiency.

Keywords：PLC、touch sreen、freqyency converter、drawframeLap machine

1、引言

　　HXFA368型條并卷聯(lián)合機(jī)在紡紗的整個(gè)過程中是個(gè)瓶頸環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)問題，后邊整個(gè)生產(chǎn)過程就無法進(jìn)行，所以要求設(shè)備控制系統(tǒng)穩(wěn)定、性能可靠、使用方便和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。該控制系統(tǒng)將可編程序控制器（PLC）運(yùn)算速度高、指令豐富、功能強(qiáng)大、可靠性高和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)與觸摸屏操作簡單、功能強(qiáng)大、界面友好直觀的特點(diǎn)結(jié)合在一起使用，使該系統(tǒng)具有很好的人機(jī)交互功能，在生產(chǎn)應(yīng)用中取得很好的效果。

2、工藝流程及硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　HXFA368條并卷聯(lián)合機(jī)主要由成卷部分、牽伸部分、電氣控制柜組成，結(jié)構(gòu)簡潔緊湊，在紡織備中起著承上啟下的作用，其部分工作流程見圖1：

圖1工作流程圖

　　系統(tǒng)采用中達(dá)電通公司DVP-60ES00R主機(jī)和DVP32XP（擴(kuò)展模塊）系列可編程控制器作為中心控制單元，輸入點(diǎn)數(shù)52點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)40點(diǎn)，共計(jì)92點(diǎn)。操作顯示單元選用中達(dá)電通公司DOP-AE10THTD65536系列觸摸屏，電機(jī)驅(qū)動(dòng)選用中達(dá)電通公司VFD110B43A系列變頻器控制。

　　在設(shè)備上共安裝48個(gè)傳感器和8個(gè)限位開關(guān)，其主要作用是負(fù)責(zé)各動(dòng)作的定位、棉條有無的檢測和脈沖信號的采樣，傳感器的輸出信號都為開關(guān)量，以常開或常閉觸點(diǎn)接入控制器的輸入端子，選用24v直流電磁閥，直接用PLC的各輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電磁閥。設(shè)備通過一個(gè)電機(jī)和10個(gè)氣缸完成系統(tǒng)機(jī)電氣一體化控制，達(dá)到了設(shè)備的工藝要求。

3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件流程圖如圖2所示。

圖2：程序流程圖

3.1　系統(tǒng)初始化

　　每套控制程序初始化都是必需的，每一次PLC上電或?qū)LC強(qiáng)制復(fù)位都要初始化，主要對在程序中使用的各種計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、寄存器等進(jìn)行復(fù)位和設(shè)置，同時(shí)保留上次運(yùn)行需要記憶的各種數(shù)據(jù)，完成運(yùn)行前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

3.2　工作程序

　　工作程序由通信程序、計(jì)數(shù)程序和步進(jìn)程序等組成，下面對各部分進(jìn)行陳述。

　　通信程序采用MODBUS通信協(xié)議來完成PLC與變頻器之間數(shù)據(jù)的傳輸，MODBUS通信協(xié)議指令如下：

LD M1200

MOV H86 D1120 設(shè)置通訊格式

SET M1120 通訊格式保持

MOV K100 D1129 通訊時(shí)間超時(shí)設(shè)定

LD M1129

SET M1122 置位送信要求

LDP M1012

MODRD K1 H2101 D40 將D40所存數(shù)據(jù)寫入變頻器地址H2101

LD M1127 接收完畢

RST M1127

　　設(shè)備運(yùn)行速度經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)化成頻率，系統(tǒng)軟件通過MODWD指令將轉(zhuǎn)化后的頻率寫入變頻器地址，最后由變頻器驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來拖動(dòng)設(shè)備運(yùn)行，另外通過MODRD指令讀取變頻器的運(yùn)行狀態(tài)（溫度、頻率、電流）數(shù)據(jù)，通過觸摸屏顯示出來，以便用戶對變頻器運(yùn)行狀態(tài)的查詢，通過變頻器溫度、頻率、電流等數(shù)據(jù)判斷變頻器及設(shè)備運(yùn)行是否正常，及時(shí)對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，達(dá)到安全生產(chǎn)。

　　計(jì)數(shù)程序主要是對計(jì)數(shù)傳感器采集的脈沖信號進(jìn)行處理，通過高速計(jì)數(shù)器C235來記錄脈沖信號，每經(jīng)過一個(gè)計(jì)數(shù)周期后就將C235所記錄的脈沖信號數(shù)進(jìn)行計(jì)算，轉(zhuǎn)化成棉網(wǎng)的長度，經(jīng)過幾個(gè)計(jì)數(shù)周期，采集的脈沖數(shù)經(jīng)累計(jì)后到達(dá)了用戶設(shè)置長度，電機(jī)停止運(yùn)行，完成其他一些列動(dòng)作。

　　由于該設(shè)備在運(yùn)行過程中執(zhí)行動(dòng)作比較多，所以在程序設(shè)計(jì)時(shí)采用了步進(jìn)指令來完成這些動(dòng)作，一個(gè)步進(jìn)指令必須執(zhí)行三個(gè)任務(wù)：

1、驅(qū)動(dòng)輸出線圈

2、指定轉(zhuǎn)移條件

3、指定步進(jìn)點(diǎn)的控制權(quán)要轉(zhuǎn)移給那一個(gè)步進(jìn)點(diǎn)。

下面是設(shè)備控制程序部分步進(jìn)指令

STL S0 步進(jìn)從初始狀態(tài)S0開始

LDI X25 空管檢測，無空管及X25=OFF 轉(zhuǎn)移到S20步進(jìn)點(diǎn)

SET S20

LD X25 空管檢測，有空管及X25=ON 轉(zhuǎn)移到S21步進(jìn)點(diǎn)

TMR T31 延時(shí)后轉(zhuǎn)移到S21步進(jìn)點(diǎn)

OUT M132 驅(qū)動(dòng)繼電器M132

LD T31

SET S21

RET

　　控制動(dòng)作程序利用步進(jìn)指令編寫使得程序思路明確、條理清晰，在相關(guān)的動(dòng)作互鎖上容易處理，設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試時(shí)也容易查錯(cuò)。

　　根據(jù)設(shè)備工藝要求控制程序具有停止、自動(dòng)、調(diào)試三個(gè)工作狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備被指定在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，除了通信程序外，其余程序都被禁止運(yùn)行。當(dāng)設(shè)備被指定在調(diào)試狀態(tài)下時(shí)，PLC只能運(yùn)行通信程序和調(diào)試程序，此時(shí)，通過觸摸屏可以對設(shè)備動(dòng)作進(jìn)行單步執(zhí)行，同時(shí)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可以在調(diào)試狀態(tài)下進(jìn)行故障排除。當(dāng)設(shè)備被指定在自動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，設(shè)備將按圖1流程圖所示進(jìn)行工作。

3.3　人機(jī)界面

　　控制柜上人機(jī)界面可使過程可視化，智能化，方便系統(tǒng)調(diào)試，增強(qiáng)系統(tǒng)故障之后的恢復(fù)能力，改善系統(tǒng)的可維護(hù)性，降低運(yùn)行成本。

　　根據(jù)畫面顯示信息量采用十八個(gè)畫面，各畫面之間通過觸摸鍵進(jìn)行切換，同時(shí)觸摸屏上各類組件的內(nèi)存單元和與PLC中數(shù)據(jù)存儲區(qū)的的單元相關(guān)聯(lián)，構(gòu)成系統(tǒng)整體監(jiān)控。根據(jù)設(shè)備工藝要求設(shè)計(jì)了參數(shù)設(shè)定、系統(tǒng)調(diào)試、故障信息查詢參數(shù)設(shè)定等畫面。

參數(shù)設(shè)定畫面

　　參數(shù)設(shè)定畫面主要是為了給現(xiàn)場操作人員進(jìn)行設(shè)備工藝參數(shù)調(diào)節(jié)使用的，根據(jù)棉紡工藝的不同，對棉卷大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，設(shè)備運(yùn)行速度調(diào)節(jié)，棉卷滾出停止位置調(diào)節(jié)，動(dòng)作的快慢進(jìn)行調(diào)節(jié)等。系統(tǒng)調(diào)試畫面是為設(shè)備調(diào)試和故障排除而設(shè)計(jì)的，通過此畫面的24個(gè)按鈕，可以對動(dòng)作流程圖中的每個(gè)動(dòng)作進(jìn)行單步執(zhí)行來進(jìn)行故障排除和設(shè)備調(diào)試。故障信息查詢畫面提供了故障報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)查找功能，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，屏上主畫面出現(xiàn)故障原因，點(diǎn)擊信息查詢按鈕故障報(bào)警畫面分析報(bào)警原因，觸摸屏提供了一個(gè)十分靈活和友好的窗口，方便現(xiàn)場人員的使用，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可操作性。

　　在對DOP-AE10THTD65536觸摸屏進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，運(yùn)用宏指令對控制程序進(jìn)行了安全保護(hù)，防止用戶對控制程序私自修改，造成事故發(fā)生，以下是部分宏指令：

$133 = (1@D1003) 將控制程序內(nèi)存校驗(yàn)和送給觸摸屏內(nèi)部存儲器$133

IF $133 != 13877(DW) 將控制程序大小與原始控制程序內(nèi)存校驗(yàn)和做對比

CLRB (1@M1072) 禁止PLC運(yùn)行

ENDIF

　　該段宏指令禁止了用戶對PLC控制程序的隨意修改，提高了設(shè)備的安全性。

4.結(jié)束語

　　HXFA368條并卷聯(lián)合機(jī)是集機(jī)、電、氣為一體化的自動(dòng)化設(shè)備，基于臺達(dá)PLC和觸摸屏進(jìn)行自動(dòng)控制是整機(jī)一個(gè)很重要的組成部分，具有系統(tǒng)穩(wěn)定、操作方便、性能可靠等特點(diǎn)，該設(shè)備投入運(yùn)行后受到用戶的一致好評。

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