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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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newmaker |
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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。
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
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。
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。
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。 
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。
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。
图7 模具记忆画面
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。
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。
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。
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。
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)
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(4/28/2011) |
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