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台达自动化产品在双色全自动橡胶热压机上的成功应用
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1 设备及解决方案简介

橡胶热压机是用来生产橡胶鞋底的设备,是将橡胶原料放在模具中,然后经过加热(可采用电热或热煤油控制),合模加压塑化、硫化后,最终加工成成品鞋底。

由于I/O点数较多,接近400点(输入点:248点,输出点148点),该企业在中国的子公司之前一直在使用中型PLC,但是成本较高。2008年之后,为了应对金融危机,同时进一步扩大产品的销路,此鞋机企业开始与中达合作。中达由此根据该企业的要求研发出了该配置台达小型高性能紧凑型PLC的全自动橡胶热压机,如图1所示。

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图1 配置台达小型PLC的双色全自动橡胶热压机

该鞋机企业对PLC的要求特点是,可靠性高、大程序容量、模块化、小尺寸,据此要求,中达为客户选定了台达小型PLC中的高端产品DVP28SV11T,扩展模块采用高密度I/O模块DVP32SM11N和DVP32SN11TN,以节约客户电控柜的空间,如图2所示。

1.1设备配置

控制器:DVP-28SV11T+32SM11N*7+32SN11T*4+16SP11T*1

触摸屏:DOP-AE57BSTD

其他电器配件

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图2 设备配置图

由于客户的输出点是带电磁阀,单点电流在2.5安培左右,远超出了PLC输出点的容量,因此客户自己定做了速输出保护的三极管输出端子台,保护PLC输出点。与继电器相比,使用无触点的三极管基本可以实现免维护。端子台如图3所示。

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图3 三极管输出端子台

2 应用规划及效果

2.1 对PLC及HMI程序的要求

一人可同时操作多站,节省人工成本,并且有自动进出滑模,操作轻松;有互锁功能,操作安全,换模速度快。每站独立操作控制,可依照生产及维修保养需求,决定开机站数,同时节省电力。

开模后模具自动滑出并翻开上模,方便取成品,省人力少工伤。 提供动作与异常检出功能,可随时掌握机械现况,确保生产运作顺畅。 提供模块记忆,可随模具记忆成型参数,提高生产效能。 工艺过程简图如图4所示。

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图4工艺过程简图

图4只是此设备最简单的一种工做模式,如果生产双色鞋底,还要有举模和半开模(排气)的动作。

举模的功能是用液压缸代替人手将模具拉开,有几个作用:一是如果生产过程中,原料放的不足,可以及时补料,防止次品的产生;二是在生产双色品种的鞋底时,可加入另一种颜色;另外,由于是用机器代替人工,可提高生产效率,方便取成品,省人力少工伤。

半开模是滑模的一个延伸功能,主要是用来在生产过程中,短暂打开模具,让里面的气体释出,减小产品的气孔。

此设备共有6站,每站分A、B面,以上流程是最基本的功能。

6站的动作程序相同,每站程序在2000步左右,另有优先权处理程序及公共操作程序(液压泵站,电热等),总程序量达15760步。(SV最大程序容量是15872步)。

算上工作模式切换、配方管理、定时开关预热功能,程序容量可达20000步。为解决程序容量的问题,台达选择了人机的宏程序,如预热功能通过BACKGROUD宏程序完成,每页的参数计算可通过调用子宏来完成。

宏程序是台达HMI的一个很大的优势,它灵活方便,可以实现那些常用元件无法直接实现的功能。

2.2设备的操作流程简介

首先,先在台达AS57BSTD屏上设置参数及工作模式,如图5所示。

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图5 在台达AS57BSTD屏上设置参数及工作模式

当参数输入后,人机会调用相关的子宏把相关的设备经计算以后发给PLC,这一方面节约PLC程序容量,一方面减小PLC的CPU扫描时间。如图6所示。

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图6 台达人机界面在调用相关的子宏

另外,当一种产品参数调到位后,可以给此产品命名,将所设参数存起来,下次生产同一产品时可直接调用,这部分程序也是通过宏程序来做的。如图7-8所示。

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图7 模具记忆画面

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图8 配方读写画面

当设备发生故障时,都可通过HMI报警,方便故障诊断和维修。如图9所示。

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图9 故障诊断画面

正常生产时,操作人员通过机台监视功能,能实时了解当前机器的工作情况,方便工艺参数的调整。如图10所示。

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图10 人机界面监视程序画面

2.3 部分程序说明

客户有6站设备(1,2,3号站为一组,4,5,6号站为一组),但只有1台液压泵,在实际生产过程中,为保证每站获得足够的压力,有许多地方需要联锁和互锁。如1号站滑模动作时,2,3站是不能动的,反之亦然。因此控制中有优先权的问题。当某站(举1号站为例)准备完毕后,立刻申请优先权,当现在没有其它站请求时,PLC响应1号站的请求,让其动作,当动作完成后,再响应其他有优先权请求的站。

优先权程序是要合理的最大限度的使用液压泵的能力,提高生产效率。优先权判断的程序如图11所示。

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图11 优先权判断的程序

客户设备1-6站动作相同,在编程时考虑最多的应该是将动作标准化、模块化,因此在程序的主体采用了步进梯形图STL。步进梯形图尤其适合按照先后顺序执行动作的设备,使程序清晰、易读,而当工艺发生微调时,只须改变程序中相关的STEP的程序,无需将程序结构推倒重来,调试起来也很方便。部分程序如图12所示。

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图12 步进梯形图程序

3 结束语

台达小型化SV/EH2系列PLC具有“小身材,大容量”的特点,使得其在复杂的产业机械上可以替代原来要用中型PLC才能实现的功能,节约了客户成本,提高客户机械的性价比。利用台达HMI颇具特色的宏指令,还可以大大减轻PLC程序容量及CPU负担,满足了客户PLC产品更加“灵活”及“柔性”的要求。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (4/28/2011)
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