PLC、觸摸屏在水洗牽伸機上的應用

曾思武

摘要：水洗牽伸是干法腈綸工藝的重要工序。由于該系統使用時間為10年以上，經常出現大大小小的故障，該設備的停機將直接影響到我公司的最終產品的產量。

關鍵詞：PLC 觸摸屏；變頻器；水洗牽伸機

水洗牽伸機該系統使用時間達到10年以上，而且控制回路采用中間繼電器控制，故障率較高；電動機采用的是直流電機，保養比較麻煩，維修不方便.2006年4月開始到7月，本人負責與參與了該技改項目的設計、施工管理、調試過程。2006年項目改造完畢，設備投入運行后，工藝與設備反映良好，不僅達到了工藝的要求，提高了產品的成品率，減少了設備故障率，做到了故障一目了然。當年為公司節約了資金五、六十萬。

1 硬件設計

本系統硬件主要有三大模塊組成：PLC系統、觸摸屏和變頻器。

1）PLC系統概況。根據工藝要求并統計，選用OMRON 公司的C200Hα系列產品。CPU 為C200HG CPU63，電源為AC220V適配電源，考慮到今后擴展的可能，CPU機架和擴展機架選用10槽機架， DI卡為C200HID212共5塊，DO卡為C200H0C225共2塊，AI卡為C200HAD003共2塊，AO卡為C200HDA004共3塊。

2）人機界面。人機界面是在操作人員和機器設備之間做雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數字等來處理或監控管理及應付隨時可能變化信息的多功能顯示屏幕。觸摸屏選用臺灣WEINTEK 公司的MT510S。

3）變頻器選用ABB公司的ACS600系列產品，低壓元氣件選用施耐德公司的產品。

4）信號設計。考慮到安全起見，DI/DO點采用DC24V，AI/AO點采用4～20mA；觸摸屏與PLC連接通過RS232接口相連。

2 軟件設計

2.1 PLC的硬件設計

先在軟件I/O表創建一個工程，工程創建以后下載到PLC。

2.2 開關量的地址設定

開關量地址是按插槽的位置決定地址，在CPU機架上由見為09，在擴展機架上由左向右為1019。比如插C200HID212在CUP機架的第一個插槽，其輸入地址為0.000.15，插C200HOC225在擴展機架的第四個槽，其輸出地址為13.0013.15。

I/AO點地址：C200HAD003卡/C200HDA004卡撥到“1”位置，地址為111118。撥到“2”位置地址為121128。

2.3 邏輯程序設計

1）斷絲開關14閉和或觸摸屏上斷絲旁路開關（250.00）閉合，斷絲開關中間繼電器（200.00）閉和；堆絲開關12閉合，堆絲開關中繼（200.01）閉合；門限開關12閉合，牽引輥門中繼（200.02）閉合；當捕結開關（3.10）動作后即使再閉和，置位中繼（200.03）也不會閉和，必須置位按鈕（1.13）閉和后，置位中繼（200.03）動作，這時即使置位按鈕（1.13）釋放，（200.03）也不會釋放，除非復位開關3.10閉和；入口輥限位（1.04）、入口輥門限位（1.06）、出口輥限位（1.05）、出口輥門限位（107）、羅拉位置檢測（0.04）、急停限位（1.10）閉合后，限位正常中繼（200.04）閉合。

2）當限位正常中繼閉合后，復位繼電器（200.05）的的復位端被斷開，當整機復位按鈕閉和后，復位繼電器（200.05）被置位。

3）當低速條件滿足時，按下整機低速按鈕（0.09/0.12），低速運行繼電器（201.00）置位。

2.4 速度回路程序設計

1）速度設定指令，通過內存地址給輸出通道。點動、低速速度的信號是通過DM內存指令轉移給PLC輸出通道，最終給變頻器輸入。高速速度速度由于工藝關系，牽伸與卷曲有一個卷曲比，顯示屏上調節牽伸速度經過計算以后得到卷曲速度直接給DM內存指令轉移給PLC輸出通道，最終給變頻器輸入還有三個高速速度也是顯示屏上調節。

2）過變頻器的輸出直接給PLC的輸入通道，最終在顯示上顯示。

2.5 對觸摸屏軟件設計

1）觸摸屏設置系統參數設置：plC的類型OMRON；通訊類型：RS232；人機界面：MT510T。

2）制作速度顯示的畫面。

3）速度顯示以牽伸速度為例讀取地址DM內存地址的設定為DM2230，BIN型。

2.6 變頻器的端子功能如下

1）端子X21（5、6）為PLC到變頻器的模擬量輸入端，從而來調節變頻器的速度。

2）端子X21（9、10）為變頻器到PLC的模擬量輸出端，從而到顯示屏上顯示速度。

3）端子X22（1、5、7）為外部控制變頻器的啟動。

4）端子X26（2、3） 變頻器運行觸點，輸入到PLC。

5）端子X27（2、3） 變頻器故障觸點，輸入到PLC。

3 調試

調試前永遠都要先驗電，檢查主回路與控制回路的絕緣是否良好，接線是否牢固；先脫開電機負責，空載運行正常后，再聯機試車；對各種模擬量通道先用信號發生器調試，各輸入輸出都一一相對。調試完畢，設備運行正常后，移交給操作人員要進行現場確認，設備運行情況是否正常；運行正常后要記錄各種電氣方面的相應數據；電氣圖紙、變頻器參數、PLC程序、人機界面的程序與施工相關的技術資料等等都要保存到資料室中。

4 結論

本設計方案基本滿足工藝的要求，提高了控制的可靠性。在系統中采用了人機界面，操作直觀方便，增加了PLC系統的功能和控制能力。提高了自動化水平。

參考文獻：

[1]OMRON.OMRON C200HX/C200HG/C200HE編程手冊.

[2]WEINTEK.MT510觸摸屏操作手冊.

[3]ABB公司.ABB變頻器標準應用程序5.2版本固件手冊.