臺達(dá)PLC應(yīng)用在大型自動涂裝線上
1. 概述
根據(jù)生物全降解餐盤的雙面防水膠施膠工藝要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)，我們?yōu)榭蛻粼O(shè)計開發(fā)和制造了生物全降解餐盤雙面防水膠自動涂裝線。本自動涂裝線由餐盤落料、3次噴涂、6道烘烤、翻面轉(zhuǎn)運機械手、下料、自動分揀包裝、輸送鏈等組成，均需要全自動控制，且調(diào)試方便，全線各工藝設(shè)備相對獨立，I/O點數(shù)較多（共約520 I/O點）且分布較散。
基于以上所述，如采用PLC集中控制，電纜敷設(shè)量大，為此我們立足于采用分布控制方式，為實現(xiàn)分布控制，如采用中大型PLC+總線通訊模塊與遠(yuǎn)程I/O模塊方式，成本較高，通過對照，施耐德Twido 系列PLC已內(nèi)置通訊模塊，通訊功能較強，能滿足控制要求，具有較高的性價比，且施耐德電氣能夠提供從HMI與PLC、PLC與變頻器之間無縫的Modbus串行通訊的低成本成套一體解決方案。
PLC資料網(wǎng)圖1 餐盤自動涂裝線電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖
1) 工業(yè)觸摸屏
本機選用施耐德公司帶以太網(wǎng)通訊口和單色STN的XBTG系列觸摸屏各一臺，作為圖形顯示單元，其中一臺內(nèi)置以太網(wǎng)，為以后系統(tǒng)更新留下接口，同步鏈接Uni-bbbway、Modbus 和ModbusTCP/IP等通訊功能。XBTG 終端能夠使用VijeoDesigner VJDSPUL 軟件在bbbbbbs 環(huán)境下進行配置和頁面設(shè)計，通過用Java 語言編寫的腳本，在XBT G終端中可處理各種信息。
觸摸屏作為全線中控設(shè)備用于：協(xié)調(diào)6臺從站PLC所控制設(shè)備之間的協(xié)調(diào)與數(shù)據(jù)通訊，從而將全線設(shè)備組成一個有機相互關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)；監(jiān)控顯示全線設(shè)備工作狀態(tài)；提供各個設(shè)備的動作統(tǒng)計與維修保養(yǎng)提示與報警；通過密碼設(shè)定各機構(gòu)的操作權(quán)限等。
其中為防止電源波動對PLC運行造成的影響，采用隔離變壓器和DC24V作為PLC的供電電源和控制電源。
由于Twido的擴展I/O 驅(qū)動較?。?6點以上晶體管DO模塊驅(qū)動能力僅為0.1A），我們選用MosFET管固態(tài)繼電器板卡（見圖2）對PLC的輸出放大后再驅(qū)動各負(fù)載。
3) 傳動變頻器配置
使用施耐德變頻器ATV58，進行輸送機速度的給定， ATV58變頻器內(nèi)置Modbus通訊接口，1#PLC采用Modibus總線對兩臺變頻器通訊，完成兩臺輸送機的速度同步、運行控制、狀態(tài)監(jiān)測。兩臺輸送機的是否完全同步，是本自動噴涂線連續(xù)運行的關(guān)鍵，由于機械制造和誤差，必須進行速度同步控制，兩臺輸送機的速度和位置通過編碼器反饋至1#PLC，由PLC通過PID運算后對兩臺輸送機速度進行微調(diào)使之達(dá)到完全同步運行。
3. 結(jié)束語
本線電控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：
(1) 通過Modbus串行通信完成復(fù)雜大型自動涂裝線的控制，有效降低成本
(2) 全線運行平穩(wěn)，生產(chǎn)效率高，自動化控制程度高，具有完善的保護和報警功能等特點。
(3) 人機界面XBTG 和Twido PLC支持Modbus TCP/IP 及CANopen等通信，為以后系統(tǒng)更新留下接口。
(4) 完善的故障檢測和報警功能，保證設(shè)備運行可靠。
根據(jù)生物全降解餐盤的雙面防水膠施膠工藝要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)，我們?yōu)榭蛻粼O(shè)計開發(fā)和制造了生物全降解餐盤雙面防水膠自動涂裝線。本自動涂裝線由餐盤落料、3次噴涂、6道烘烤、翻面轉(zhuǎn)運機械手、下料、自動分揀包裝、輸送鏈等組成，均需要全自動控制，且調(diào)試方便，全線各工藝設(shè)備相對獨立，I/O點數(shù)較多（共約520 I/O點）且分布較散。
基于以上所述，如采用PLC集中控制，電纜敷設(shè)量大，為此我們立足于采用分布控制方式，為實現(xiàn)分布控制，如采用中大型PLC+總線通訊模塊與遠(yuǎn)程I/O模塊方式，成本較高，通過對照，施耐德Twido 系列PLC已內(nèi)置通訊模塊，通訊功能較強，能滿足控制要求，具有較高的性價比，且施耐德電氣能夠提供從HMI與PLC、PLC與變頻器之間無縫的Modbus串行通訊的低成本成套一體解決方案。
2. 系統(tǒng)硬件配置
本涂裝線電氣控制系統(tǒng)有兩層構(gòu)成：上層為綜合監(jiān)控層，主要元件為工業(yè)觸摸屏，通過MODBUS總線與PLC進行通訊，完成全線設(shè)備狀態(tài)的圖形顯示及參數(shù)設(shè)定；下層為控制層，由6套Twido PLC組成，6套PLC相對上層觸摸屏均為從站，現(xiàn)場6臺PLC分別完成餐盤自動上料、三套自動噴膠系統(tǒng)的噴涂、烘干固化設(shè)備的溫度，餐盤翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運機械手、自動下線、分揀包裝和輸送鏈的控制，其中1#PLC通過Modbus總線與驅(qū)動兩臺輸送機的變頻器進行通訊控制，6#PLC通過Modbus總線與本地工業(yè)觸摸屏通訊，完成本地設(shè)備的操作、參數(shù)設(shè)定與監(jiān)控。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
PLC資料網(wǎng)
1) 工業(yè)觸摸屏
本機選用施耐德公司帶以太網(wǎng)通訊口和單色STN的XBTG系列觸摸屏各一臺，作為圖形顯示單元，其中一臺內(nèi)置以太網(wǎng)，為以后系統(tǒng)更新留下接口，同步鏈接Uni-bbbway、Modbus 和ModbusTCP/IP等通訊功能。XBTG 終端能夠使用VijeoDesigner VJDSPUL 軟件在bbbbbbs 環(huán)境下進行配置和頁面設(shè)計，通過用Java 語言編寫的腳本，在XBT G終端中可處理各種信息。
觸摸屏作為全線中控設(shè)備用于：協(xié)調(diào)6臺從站PLC所控制設(shè)備之間的協(xié)調(diào)與數(shù)據(jù)通訊，從而將全線設(shè)備組成一個有機相互關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)；監(jiān)控顯示全線設(shè)備工作狀態(tài)；提供各個設(shè)備的動作統(tǒng)計與維修保養(yǎng)提示與報警；通過密碼設(shè)定各機構(gòu)的操作權(quán)限等。
2)PLC配置
每套PLC均由直流電源、CPU模塊、I/O及通訊模塊組成。各PLC主要配置如下表：
每套PLC均由直流電源、CPU模塊、I/O及通訊模塊組成。各PLC主要配置如下表：
其中為防止電源波動對PLC運行造成的影響，采用隔離變壓器和DC24V作為PLC的供電電源和控制電源。
由于Twido的擴展I/O 驅(qū)動較?。?6點以上晶體管DO模塊驅(qū)動能力僅為0.1A），我們選用MosFET管固態(tài)繼電器板卡（見圖2）對PLC的輸出放大后再驅(qū)動各負(fù)載。
PLC
6 臺PLC之間的數(shù)據(jù)交換和關(guān)聯(lián)控制通過上層XBTG觸摸屏用Java 語言編寫的腳本來完成。全線設(shè)有多處緊急停止按鈕和安全繼電器保護回路，確保操作人員和設(shè)備安全。
6 臺PLC之間的數(shù)據(jù)交換和關(guān)聯(lián)控制通過上層XBTG觸摸屏用Java 語言編寫的腳本來完成。全線設(shè)有多處緊急停止按鈕和安全繼電器保護回路，確保操作人員和設(shè)備安全。
3) 傳動變頻器配置
使用施耐德變頻器ATV58，進行輸送機速度的給定， ATV58變頻器內(nèi)置Modbus通訊接口，1#PLC采用Modibus總線對兩臺變頻器通訊，完成兩臺輸送機的速度同步、運行控制、狀態(tài)監(jiān)測。兩臺輸送機的是否完全同步，是本自動噴涂線連續(xù)運行的關(guān)鍵，由于機械制造和誤差，必須進行速度同步控制，兩臺輸送機的速度和位置通過編碼器反饋至1#PLC，由PLC通過PID運算后對兩臺輸送機速度進行微調(diào)使之達(dá)到完全同步運行。
3. 結(jié)束語
本線電控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：
(1) 通過Modbus串行通信完成復(fù)雜大型自動涂裝線的控制，有效降低成本
(2) 全線運行平穩(wěn)，生產(chǎn)效率高，自動化控制程度高，具有完善的保護和報警功能等特點。
(3) 人機界面XBTG 和Twido PLC支持Modbus TCP/IP 及CANopen等通信，為以后系統(tǒng)更新留下接口。
(4) 完善的故障檢測和報警功能，保證設(shè)備運行可靠。
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