1 引言
中空纖維是一種特殊化學(xué)材料,，主要用于服裝材料加工和制造。含有中空纖維成分的紡織材料具有質(zhì)地柔軟,，透氣性好,，結(jié)實(shí)耐用等優(yōu)點(diǎn)，被廣大紡織輕工業(yè)普遍采用,。本文介紹的生產(chǎn)線專門用于生產(chǎn)中空纖維這,，其電氣控制系統(tǒng)完全采用臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品集成，以單一自動(dòng)化技術(shù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)化纖工藝和技術(shù)生產(chǎn)要求,。
2 工藝自動(dòng)化系統(tǒng)
2.1 工藝流程
原料甲和原料乙以某種比例配比方式混合后輸送出去,，經(jīng)過齒輪泵攪拌均勻后送往凝膠槽掛膠上料，再經(jīng)過水洗槽水洗,，由牽絲輪帶動(dòng)中空纖維進(jìn)入繞絲槽處理,，最后由繞絲輪將中空纖維成品卷繞成型。生產(chǎn)線系統(tǒng)主要由配料罐甲,、配料罐乙,、齒輪泵、凝膠槽,、水洗槽,、牽絲輪、繞絲槽,、繞絲輪等部件構(gòu)成,，如圖1所示。
圖1 工藝流程畫面
2.2 控制內(nèi)容
齒輪泵速度和齒輪泵,、配料罐甲,、配料罐乙、凝膠槽,、水洗槽,、繞絲輪溫度控制,。需要電氣控制系統(tǒng)控制齒輪泵旋轉(zhuǎn)速度，從而達(dá)到控制出料量和出料速度,，在工藝要求的溫度下原料分別經(jīng)過齒輪泵,、凝膠槽、水洗槽,、繞絲槽,、繞絲輪等溶液處理，系統(tǒng)要求根據(jù)不同規(guī)格產(chǎn)品設(shè)定并控制齒輪泵,，配料罐甲,、配料罐乙、凝膠槽,、水洗槽,、繞絲輪內(nèi)溶液溫度，同時(shí)要求顯示牽絲輪和繞絲輪的旋轉(zhuǎn)速度,，系統(tǒng)能夠根據(jù)需要隨時(shí)存儲(chǔ)工藝參數(shù),。
3 自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1控制系統(tǒng)原理
制系統(tǒng)原理如圖2所示。利用臺(tái)達(dá)人機(jī)界面豐富的通訊口功能,，可以提供給用戶3個(gè)COM接口,，方便與外圍工控設(shè)備通訊聯(lián)機(jī)。COM1：RS232通訊方式與下位PLC連接,，進(jìn)行生產(chǎn)線工藝參數(shù)設(shè)置和讀取,；COM2：RS485通訊方式與一臺(tái)變頻器連接,，可以進(jìn)行變頻器給定頻率設(shè)定，顯示輸出頻率,、輸出電壓,、輸出電流、報(bào)警信息以及大致原因等參數(shù),，同時(shí)可以通過人機(jī)界面通訊控制起動(dòng),、停止變頻器；COM3：RS485通訊方式與6臺(tái)溫控器連接,，可以顯示溫度設(shè)定值,、當(dāng)前值，還可以通過通訊設(shè)定這6臺(tái)溫控器通訊站號(hào),、PID參數(shù)等內(nèi)容值,。
臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品通訊協(xié)議符合標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS通訊協(xié)議，使得臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品整合應(yīng)用時(shí)通訊連接方便,、穩(wěn)定,。人機(jī)界面COM2,、COM3通訊口均支持RS485通訊方式，該方案應(yīng)用COM2口與變頻器VFD002S21A相連,，人機(jī)界面直接讀取變頻器內(nèi)部參數(shù),；應(yīng)用COM3口直接連接6臺(tái)DTC系列溫控器，實(shí)時(shí)讀取相應(yīng)槽位SV,、PV值,，采用PID溫度控制方式達(dá)到準(zhǔn)確控溫效果，可以通過人機(jī)界面分別設(shè)置P,、I,、D相關(guān)參數(shù)以及實(shí)現(xiàn)通訊協(xié)議自動(dòng)同步功能。
圖2 控制系統(tǒng)原理
3.2系統(tǒng)配置與通訊
?。?）配置,。控制系統(tǒng)方案配置如表2所示,。表2列出的配件是生產(chǎn)線控制系統(tǒng)主要元器件,，此外還包括低壓電器（低壓斷路器、繼電器,、按鈕,、指示燈等）、檢測(cè)傳感器（K型熱電偶,、PT100熱電阻,、接近開關(guān)等）元器件，此處不予贅述,。
?。?）通訊。巧用人機(jī)界面提供的宏指令功能可以達(dá)到事半功倍的效果,，上面的程序就是一個(gè)應(yīng)用例子,，將PLC程序運(yùn)算的數(shù)據(jù)結(jié)果賦給變頻器作為給定頻率，實(shí)際上可以編輯更多的宏指令代替PLC程序,，可以靈活的實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算和流程控制,，但是要結(jié)合人機(jī)界面畫面程序注意考慮程序容量和執(zhí)行效率。為了確保通訊暢通,，必須將人機(jī)模組參數(shù)項(xiàng)通訊口通訊協(xié)議,、通訊格式分別和變頻器、溫控器相應(yīng)參數(shù)設(shè)置一致,，本例中COM2和COM3通訊格式均為：RS485,，19200，7，E,，1,。
人機(jī)界面CLOCK Macro宏指令介紹：
SELECTCOM(1) ；選擇通訊口,；
(2#1@INVERTER-2001) = (1@D514) ,；賦值語句；
END
3.3 轉(zhuǎn)速控制
系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制由PLC控制變頻器實(shí)現(xiàn),。DVP12SC型號(hào)PLC具有8DI,、4DO，具有高速計(jì)數(shù)和高速脈沖輸出功能,，本項(xiàng)目采用輸入點(diǎn)X1,、X10、X11分別采集三路旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖信號(hào),，對(duì)應(yīng)PLC內(nèi)部高速計(jì)數(shù)器軟元件分別是C236,、C243、C245,，分別對(duì)應(yīng)齒輪泵,、牽絲輪、繞絲輪速度,，前者齒輪泵速度要求精確控制,，調(diào)試時(shí)較有難度，后二者速度只要求實(shí)時(shí)顯示,，不要求精確控制,。由于變頻器低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)速度較慢，所以利用60ms定時(shí)中斷程序采集編碼器脈沖差值波動(dòng)較大,，測(cè)速不準(zhǔn)確,，只能改變軟件算法，程序通過特殊輔助繼電器M1012和M1013組合應(yīng)用完成速度檢測(cè),，M1013是1S時(shí)鐘脈沖，M1012是100ms時(shí)鐘脈沖,，具體做法就是,，采用M1013采集各路編碼器1S內(nèi)積累的脈沖數(shù)量，再利用M1012時(shí)鐘脈沖進(jìn)行脈沖數(shù)量平均值計(jì)算,，得到趨于合理,、穩(wěn)定的脈沖數(shù)量值，再經(jīng)過程序處理轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)速度,，實(shí)際證明這種方法還是能夠滿足客戶要求的,，效果良好。
3.4 人機(jī)界面設(shè)計(jì)
臺(tái)達(dá)人機(jī)界面新版軟件提供“拮取畫面”功能按鈕，可以將人機(jī)某個(gè)畫面以后綴名為JPG的文件格式存儲(chǔ)在USB存儲(chǔ)盤中,，方便地將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)報(bào)表存儲(chǔ)和打印出來,。系統(tǒng)工藝參數(shù)存儲(chǔ)畫面如圖3所示。按下圖3“存儲(chǔ)”按鈕后,，該畫面就以JPG文件格式存儲(chǔ)在U盤中,，文件名以日期＋畫面序號(hào)命名，如果U盤未插在人機(jī)背面,，會(huì)顯示未找到存儲(chǔ)盤報(bào)警,。
圖3 系統(tǒng)工藝參數(shù)存儲(chǔ)畫面
4 結(jié)束語
中空纖維生產(chǎn)線項(xiàng)目結(jié)合臺(tái)達(dá)機(jī)電HMI、PLC,、變頻器,、溫控器、編碼器等機(jī)電產(chǎn)品,，為客戶開發(fā)了一套穩(wěn)定可靠的系統(tǒng),，該生產(chǎn)線自投產(chǎn)以來運(yùn)行正常，不但能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝要求,，而且更提高了設(shè)備穩(wěn)定性和生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率,。