臺達自動化產品在橡塑電纜生產行業的整體解決方案

1 引言

近20年以來，橡塑電纜機械行業與其它行業一樣發展迅速。在入世后的市場競爭中橡塑機械行業面臨嚴峻的挑戰。提高橡塑生產制造裝備自動化技術水平能夠有效地提升行業綜合實力。

2工藝流程

線材進入放線設備在放線張力控制條件下,從預成型輥輪架穿過并加熱,被擠塑機擠出的橡膠材料覆蓋外套。覆蓋了橡膠外套的線材,進入生產線主速牽引裝置,經過高溫硫化由變頻器控制每分鐘的生產速度，再經由履帶輔助牽引進入后處理階段。在芯線折斷和成型工藝裝置上,經過張力架檢測張力作為張力反饋,速度由主速給定,勻速而且恒定張力的送線,經計米器控制后切割成型。在整條生產線上,主牽引和輔助牽引控制系統工作在速度方式：包括高溫處理，微波硫化，后加熱速度串聯同步；并且要求各級可以微調并后級同步調整。而鋼帶放線和成型控制系統工作在恒轉矩方式，速度變化引起的轉矩波動被轉矩控制系統控制,相互配合以保證速度和張力的恒定。

3 基于臺達機電產品的配置設計


系統體系結構由臺達機電產品構成核心自動化技術平臺，參見圖1，配置表參見表1。

表1自動化系統配置表
 

注：DOP-AE57CSTD人機上的界面程序在另兩臺DOP-AE10THTD上必須有，就是DOP-AE10THTD能控制DVP12SA11R，而DOP-AE10THTD界面程序不必在DOP-A57CSTD上有，就是DOP-AE10THTD不控制EH PLC。

4 基于臺達機電產品的整體解決方案

4.1 一機多屏

由于此流水線長度較長，客戶需要在流水線不同的地方安裝人機，以便在操作時不用走很長的距離來操作及監控設備，根據此要求人機之間必須進行通訊，這就是我們平常講的“主從屏”控制。

   利用臺達人機有一個非常的特點就是有三個通訊口且兩個通訊口可以RS232、RS485、RS422進行隨意配置，且每個通訊口都是互相獨立的。這樣就可以利用每一個人機的一個通訊口（此例中采用人機的COM3 設置為RS485通訊格式 7 E 1  9600）連接起來，進行通訊，主機通訊協議采用（MODBUS MASTER）,而從機采用（MODBUS SLAVE）。而人機間數據的交換必須采用宏程序來實現。

4.2 通訊從站

根據系統變頻器、溫控器通訊要求快速的的要求，采用兩臺10.4寸人機分別與兩臺EH  PLC通過另兩個通訊口（COM1  COM2）進行通訊，那是不是要問如上述所說不是一機多屏不是一樣能完成嗎？何必要如此多此一舉呢？那我這里為什么要這么做呢？因為在我實際調試時發現用宏程序來做一機多屏時，如果數據很多，數據利用宏程序在人機交換，因為數據很多，人機的處理速度有限且由于波特率的限制，要滿足非常快的通訊要求會有一些勉強，那么我采用在PLC上加裝DVP-F485卡（只能作為從站），使得一個PLC能與兩個觸摸屏通訊，這樣我就可以在與變頻器、溫控器通訊這一塊不用通過人機處理直接與兩臺PLC通訊，這樣通訊慢的問題迎刃而解。

4.3 EASYLINK通訊

根據需要通訊的變頻器及溫控器數量眾多且通訊要求及及時性要高，故采用了臺達PLC具有的EASYLINK功能，此功能優點在于通訊程序底層已經寫好，沒必要你自己編寫復雜的通訊程序，你只需要設置相應的特殊寄存器，這樣既方便又可靠且速度快，EASYLINK功能請參考臺達PLC編程手冊。

4.4 變頻器同步

整個生產線控制有8臺變頻器，8臺變頻器頻率控制一流水線，分成七段控制，主要利用臺達通訊的便利性，用通訊的方式，隨時隨地讀變頻器的頻率，只要發現其中一臺變頻器頻率有變化，會根據一定的比例，后續幾臺變頻器跟著變化，以便處理四段速度的同步以控制張力。

八臺變頻器，當其中一臺變頻器頻率有改動時（通過模擬量改動，或者主頻、比例給定）有改動時，那后續的幾臺變頻器就會根據以上的關系，會自動改正頻率，以保證同步。

而且，當同時有兩臺以上變頻器頻率通過模擬量微調或者通過人機改變比例、主速時，那以前一臺為準，后續幾臺的頻率值修改都必須得屏蔽掉，例：比如現場有兩個操作工同時修改第二臺、第三臺變頻器的模擬量進行微調頻率，那頻率修改值以第二臺為基準。

頻率值是主頻與模擬量輔頻設置，在現場模擬量輔頻何時改變是不可知的，那編寫程序時必須每時每刻都要讀頻率，來了解現場變頻器頻率值變化，而且頻率讀好后，還要根據頻率變化根據比例計算后，計算出的頻率值自動的靠通訊寫給相應的變頻器。因為是每時每刻的在讀頻率，而且頻率給定有兩個來源，那難點在于何時把寫好的比較值，給寄存器，然后再用此頻率值與讀的頻率比較，當作參考值。

運用以下思路編寫程序，而通過調試客戶滿意調試效果。原先想運用04AD+04DA，這樣的話雖然寫程序更簡單，但是因為客戶現場此生產流水線過長（有五六十米長），而且微調的模擬量必須緊靠每一個工位，客戶布線現狀比較糟糕，在這么長的線路上模擬量會有很大的衰減和干擾，靠通訊的方式會相對比較好一些，故采用完全用通訊的方式來解決客戶同步的要求，相對的程序要求編寫會比較復雜一些，特別是何時在給比較值參考，怎么樣屏蔽后幾臺頻率變化的問題。

4.5 PID功能

   此PID功能主要應用在控制微波加熱，而我在應用PID功能時進行了變速積分及積分飽和限制的改進算法，使其在控制時超調非常的小及非常的穩定。

5結束語

通常，整體解決方案難點主要在于怎樣根據設備工藝要求組成高效穩定的網絡，使電氣產品能夠有效地進行通訊。本案例系統的給出自動化系統集成項目關于通訊問題的深入分析與設計方法。基于臺達機電單一自動化平臺，解決方案為實現系統通訊的整體集成提供了相對于異構自動化平臺通常難以順暢集成的工程技術優勢。