【摘要】本文介紹了永宏P(guān)LC的MA機(jī)型在設(shè)備成型機(jī)改造中的應(yīng)用，主要涉及了永宏P(guān)LC溫度PID的應(yīng)用，及通過人機(jī)來實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及調(diào)用。

    【關(guān)鍵詞】溫度PID 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)調(diào)用 

1 前言

    某工廠有多臺(tái)上世紀(jì)90年代從臺(tái)灣購(gòu)進(jìn)的真空成型機(jī)，主要用來制作玩具、五金、儀器等產(chǎn)品的包裝袋。這些設(shè)備控制電路均采用傳統(tǒng)繼電器控制，操作復(fù)雜，定型時(shí)間不準(zhǔn)，成型溫度不穩(wěn)定，漂移厲害。控制柜內(nèi)部接線復(fù)雜，給設(shè)備維護(hù)和故障處理帶來了很大的不便。為此該廠準(zhǔn)備對(duì)改批設(shè)備進(jìn)行改造。

    包裝袋的生產(chǎn)過程中，成型的溫度和加熱、冷卻時(shí)間是極重要的環(huán)節(jié)，要求溫度能夠自穩(wěn)定保持，加熱、冷卻時(shí)間可以設(shè)定顯示，并要能夠存儲(chǔ)多種不同產(chǎn)品的成型時(shí)間。

    針對(duì)該情況，在設(shè)備的改造過程中該廠采用PLC和觸摸屏作為核心控制器。永宏FBS系列的PLC以其體積小，可靠性高，NC定位精確，通訊功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。FBS系列PLC目前有3種機(jī)型：經(jīng)濟(jì)型主機(jī)MA\MAT、高功能型MC\MCT、NC定位型MN\MNT。本文采用FBS-40MA主機(jī)+GP37W2觸摸屏來實(shí)現(xiàn)成型機(jī)生產(chǎn)過程中加熱盤的加熱時(shí)間、成型時(shí)間、冷卻時(shí)間的設(shè)定和顯示監(jiān)控以及不同模具生產(chǎn)過程中所需工藝時(shí)間的存儲(chǔ)和調(diào)用，實(shí)現(xiàn)了成型機(jī)的自動(dòng)化。

2 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程

    該控制系統(tǒng)的操作部分采用觸摸屏，核心控制部分采用FBS-40MA，受控對(duì)象有加熱管、汽缸和拉料電機(jī)。控制系統(tǒng)組圖如下： 

溫度控制部分的實(shí)現(xiàn)

    成型機(jī)的加熱系統(tǒng)由6組加熱管組成，由溫控器和固態(tài)繼電器來控制。

    永宏P(guān)LC根據(jù)控制過程的需要，配合永宏的其它功能模塊，靈活組合，可以實(shí)現(xiàn)多種控制需求。單臺(tái)主機(jī)可以實(shí)現(xiàn)32路的溫度測(cè)量，并有最常用的熱電偶及白金電阻等2大類共5種溫度模塊，選取永宏的8EAT晶體管輸出部分和溫度采集模塊TC6，經(jīng)由溫度PID控制指令FUN：TPCTL來實(shí)現(xiàn)成型機(jī)的恒溫控制。

    溫度PID控制利用溫度模塊配合溫度規(guī)劃表格將成型機(jī)加熱盤內(nèi)的當(dāng)前溫度同設(shè)定值進(jìn)行比較，依據(jù)存在的偏差，經(jīng)由軟件PID數(shù)學(xué)式運(yùn)算后，將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為時(shí)間比例ON/OFF（PWM），由晶體管輸出點(diǎn)輸出控制SSR所推動(dòng)的加熱回路，從而使加熱盤內(nèi)的溫度保持在SV±1℃。

    TC模塊的溫度采集由溫度規(guī)劃表格來實(shí)現(xiàn)，如下圖： 

    6路溫度的采集由K型熱電偶和TC6模塊來實(shí)現(xiàn)，6路溫度值儲(chǔ)存在R30~R35這6個(gè)寄存器內(nèi)，即6組加熱管的當(dāng)前值，6組溫度設(shè)定值儲(chǔ)存在R60~R65內(nèi)部。

    程序部分用TPCTL指令來完成，溫度設(shè)定值，偏差值，各路的P、I、D均通過屏幕來設(shè)定： 

 

 

    PLC內(nèi)部執(zhí)行過程中的P、I、D有默認(rèn)參數(shù)，可以根據(jù)需要進(jìn)行修改： 

 

 

 

    成型時(shí)間的存儲(chǔ)和使用

    不同的模型需要有不同的成型時(shí)間，所以需要PLC對(duì)不同模型的時(shí)間進(jìn)行記憶。可以通過畫面來進(jìn)行設(shè)置和調(diào)用。該功能由觸摸屏和PLC內(nèi)部的寄存器配合實(shí)現(xiàn)。

屏幕界面如下： 

 

    程序部分可以放于子程序區(qū)，參數(shù)需要修改時(shí)才調(diào)用該部分的程序，可以節(jié)省PLC的掃描周期時(shí)間。檔案1號(hào)的程序存儲(chǔ)、查詢、調(diào)用程序如下，其它檔案的程序部分依次類推。永宏P(guān)LC具有將近7000多個(gè)普通的R寄存器、4000多個(gè)普通D寄存器，另外還有8192個(gè)檔案緩存器可供使用，所以對(duì)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)綽綽有余。

 

PLC的I/O點(diǎn)位圖

（1）主機(jī)FBS-40MA部分

INPUT OUTPUT

X0 加熱盤右限位 Y0 剎車

X1 加熱盤左限位 Y2 底模下

X2 底模下限 Y3 底模上

X3 底模上限 Y4 壓料下

X4 拉料電機(jī)前限 Y5 壓料上

X5 拉料電機(jī)后限 Y6 左加熱盤

X6 壓料下限 Y7 右加熱盤

X7 壓料上限 Y8 吸真空

X8 下壓料 Y9 冷卻吹風(fēng)

X9 上壓料 Y10 冷卻噴水

X10 急停 Y11 吹氣脫模

Y12 前進(jìn)拉料

Y13 后退拉料

Y14 夾料放開

Y15 夾料夾住

（2）FBS-8EYT部分

OUTPUT

Y1 第1路加熱器

Y2 第2路加熱器

Y3 第3路加熱器

Y4 第4路加熱器

Y5 第5路加熱器

Y6 第6路加熱器


（3）FBS-TC6


T0+/T0- 第1路加熱器K型熱電偶

T1+/T1- 第2路加熱器K型熱電偶

T2+/T2- 第3路加熱器K型熱電偶

T3+/T3- 第4路加熱器K型熱電偶

T4+/T4- 第5路加熱器K型熱電偶

T5+/T5- 第6路加熱器K型熱電偶


    依據(jù)以上的溫度PID、溫度檢測(cè)、參數(shù)設(shè)定、存儲(chǔ)、調(diào)用等核心部分，進(jìn)行程序的編寫。


3 結(jié)束語(yǔ)

    該設(shè)備改造結(jié)束后，已經(jīng)投入到生產(chǎn)中。實(shí)際生產(chǎn)中表明，永宏FBS系列的經(jīng)濟(jì)型主機(jī)FBS-40MA具有完好的性價(jià)比，強(qiáng)大的功能，完全能夠符合當(dāng)初改造的要求。溫度能夠保持在SV±1℃，定型時(shí)間準(zhǔn)，并且能夠存儲(chǔ)99組左右不同產(chǎn)品的成型參數(shù)，調(diào)用方便，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。 

參考文獻(xiàn)：

[1>FATEK使用手冊(cè)-1

[2>FATEK使用手冊(cè)-2

[3>GP人機(jī)圖空軟體操作手冊(cè)

作者：何燕翔

職務(wù)：技術(shù)工程師

就職公司：廈門永宏亞得機(jī)電科技有限公司