PLC和触摸屏在HXFA368条并卷联合机中的应用
- 发布时间：2011/3/30 10:02:28
- 浏览次数：2945
HXFA368型条并卷联合机在纺纱的整个过程中是个瓶颈环节，一旦出现问题，后边整个生产过程就无法进行，所以要求设备控制系统稳定、性能可靠、使用方便和自动化程度高等特点。该控制系统将可编程序控制器（PLC）运算速度高、指令丰富、功能强大、可靠性高和抗*力强等特点与触摸屏操作简单、功能强大、界面友好直观的特点结合在一起使用，使该系统具有很好的人机交互功能，在生产应用中取得很好的效果。
2、工艺流程及硬件结构设计
HXFA368条并卷联合机主要由成卷部分、牵伸部分、电气控制柜组成，结构简洁紧凑，在纺织备中起着承上启下的作用，其部分工作流程见图1：
图1工作流程图
系统采用中达电通公司DVP-60ES00R主机和DVP32XP（扩展模块）系列可编程控制器作为中心控制单元，输入点数52点，输出点数40点，共计92点。操作显示单元选用中达电通公司DOP-AE10THTD65536系列触摸屏，电机驱动选用中达电通公司VFD110B43A系列变频器控制。
在设备上共安装48个传感器和8个限位开关，其主要作用是负责各动作的定位、棉条有无的检测和脉冲信号的采样，传感器的输出信号都为开关量，以常开或常闭触点接入控制器的输入端子，选用24v直流电磁阀，直接用PLC的各输出点驱动电磁阀。设备通过一个电机和10个气缸完成系统机电气一体化控制，达到了设备的工艺要求。
3、系统软件设计
系统设计软件流程图如图2所示。
图2：程序流程图
3.1系统初始化
每套控制程序初始化都是必需的，每一次PLC上电或对PLC强制复位都要初始化，主要对在程序中使用的各种计数器、定时器、寄存器等进行复位和设置，同时保留上次运行需要记忆的各种数据，完成运行前的各项准备工作。
3.2工作程序
工作程序由通信程序、计数程序和步进程序等组成，下面对各部分进行陈述。
通信程序采用MODBUS通信协议来完成PLC与变频器之间数据的传输，MODBUS通信协议指令如下：
LDM1200
MOVH86D1120设置通讯格式
SETM1120通讯格式保持
MOVK100D1129通讯时间超时设定
LDM1129
SETM1122置位送信要求
LDPM1012
MODRDK1H2101D40将D40所存数据写入变频器地址H2101
LDM1127接收完毕
RSTM1127
设备运行速度经计算转化成频率，系统软件通过MODWD指令将转化后的频率写入变频器地址，zui后由变频器驱动变频电机运转来拖动设备运行，另外通过MODRD指令读取变频器的运行状态（温度、频率、电流）数据，通过触摸屏显示出来，以便用户对变频器运行状态的查询，通过变频器温度、频率、电流等数据判断变频器及设备运行是否正常，及时对设备进行维护，达到安全生产。
计数程序主要是对计数传感器采集的脉冲信号进行处理，通过高速计数器C235来记录脉冲信号，每经过一个计数周期后就将C235所记录的脉冲信号数进行计算，转化成棉网的长度，经过几个计数周期，采集的脉冲数经累计后到达了用户设置长度，电机停止运行，完成其他一些列动作。
由于该设备在运行过程中执行动作比较多，所以在程序设计时采用了步进指令来完成这些动作，一个步进指令必须执行三个任务：
1、驱动输出线圈
2、转移条件
3、步进点的控制权要转移给那一个步进点。
下面是设备控制程序部分步进指令
STLS0步进从初始状态S0开始
LDIX25空管检测，无空管及X25=OFF转移到S20步进点
SETS20
LDX25空管检测，有空管及X25=ON转移到S21步进点
TMRT31延时后转移到S21步进点
OUTM132驱动继电器M132
LDT31
SETS21
RET
控制动作程序利用步进指令编写使得程序思路明确、条理清晰，在相关的动作互锁上容易处理，设备系统调试时也容易查错。
根据设备工艺要求控制程序具有停止、自动、调试三个工作状态，当设备被在停止状态时，除了通信程序外，其余程序都被禁止运行。当设备被在调试状态下时，PLC只能运行通信程序和调试程序，此时，通过触摸屏可以对设备动作进行单步执行，同时，当设备出现故障时，可以在调试状态下进行故障排除。当设备被在自动工作状态时，按下启动按钮，设备将按图1流程图所示进行工作。
3.3人机界面
控制柜上人机界面可使过程可视化，智能化，方便系统调试，增强系统故障之后的恢复能力，改善系统的可维护性，降低运行成本。
根据画面显示信息量采用十八个画面，各画面之间通过触摸键进行切换，同时触摸屏上各类组件的内存单元和与PLC中数据存储区的的单元相关联，构成系统整体监控。根据设备工艺要求设计了参数设定、系统调试、故障信息查询参数设定等画面。
参数设定画面
在对DOP-AE10THTD65536触摸屏进行组态设计开发过程中，运用宏指令对控制程序进行了安全保护，防止用户对控制程序私自修改，造成事故发生，以下是部分宏指令：
\$133=（1@D1003）将控制程序内存校验和送给触摸屏内部存储器\$133
IF\$133!=13877（DW）将控制程序大小与原始控制程序内存校验和做对比
CLRB（1@M1072）禁止PLC运行
ENDIF
该段宏指令禁止了用户对PLC控制程序的随意修改，提高了设备的安全性。
4、结束语
HXFA368条并卷联合机是集机、电、气为一体化的自动化设备，基于台达PLC和触摸屏进行自动控制是整机一个很重要的组成部分，具有系统稳定、操作方便、性能可靠等特点，该设备投入运行后受到用户的*。
（陕西恒鑫精密纺织机械有限责任公司 张朋波 朱海刚 喻慧 王建峰）