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厦门创而立自动化设备有限公司-PLC、变频、伺服、控制柜、电缸、直线电机、电动推杆、系统集成
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       台达PLC,是台达Programmable Logic Controller的缩写,又名台达可编程、台达可编程控制器、台达可编程序控制等,是台达为工业自动化领域专门设计的、实现数字运算操作的电子装置。 台达PLC采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。


特点

   台达PLC以高速、稳健、高可靠度而著称,广泛应用于各种工业自动化机械;

   台达PLC除了具有快速执行程序运算、丰富指令集、多元扩展功能卡及高性价比等特色外,并且支持多种通讯协议,使工业自动控制系统联成一个整体。

   为适应工业环境使用,与一般控制装置相比较,PLC有以下特点:

1、可靠性高,抗干扰能力强

硬件和软件两大措施保证控制设备的可靠性:

·硬件措施:

主要模块均采用大规模或超大规模集成电路,大量开关动作由无触点的电子存储器完成,I/O系统设计有完善的通道保护和信号调理电路

①屏蔽——对电源变压器、CPU、编程器等主要部件,采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽,以防外界干扰。

②滤波——对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波,如LC或π型滤波网络,以消除或抑制高频干扰,也削弱了各种模块之间的相互影响。

③ 电源调整与保护——对微处理器这个核心部件所需的+5V电源,采用多级滤波,并用集成电压调整器进行调整,以适应交流电网的波动和过电压欠电压的影响。

④ 隔离——在微处理器与I/O电路之间,采用光电隔离措施,有效地隔离I/O接口与CPU之间电的联系,减少故障和误动作;各I/O口之间亦彼此隔离。

⑤ 采用模块式结构——这种结构有助于在故障情况下短时修复。一旦查出某一模块出现故障,能迅速更换,使系统恢复正常工作;同时也有助于加快查找故障原因。

·软件措施:

有极强的自检及保护功能。

①故障检测——软件定期地检测外界环境,如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等。以便及时进行处理。

②信息保护与恢复——当偶发性故障条件出现时,不破坏PLC内部的信息。一旦故障条件消失,就可恢复正常,继续原来的程序工作。所以,PLC在检测到故障条件时,立即把现状态存入存储器,软件配合对存储器进行封闭,禁止对存储器的任何操作,以防存储信息被冲掉。

③设置警戒时钟WDT(看门狗)——如果程序每循环执行时间超过了WDT规定的时间,预示了程序进入死循环,立即报警。

④加强对程序的检查和校验——一旦程序有错,立即报警,并停止执行。

⑤对程序及动态数据进行电池后备——停电后,利用后备电池供电,有关状态及信息就不会丢失。

PLC的出厂试验项目中,有一项就是抗干扰试验。它要求能承受幅值为1000V,上升时间1nS,脉冲宽度为1μS的干扰脉冲。一般,平均故障间隔时间可达几十万~上千万小时;制成系统亦可达4~5万小时甚至更长时间。


2、通用性强,控制程序可变,使用方便

   PLC品种齐全的各种硬件装置,可以组成能满足各种要求的控制系统,用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后,在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下,不必改变PLC的硬设备,只需改编程序就可以满足要求。因此,PLC除应用于单机控制外,在工厂自动化中也被大量采用。


3、功能强,适应面广

   现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能,还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录显示等功能。既可控制一台生产机械、一条生产线,又可控制一个生产过程。


4、编程简单,容易掌握

   大多数PLC仍采用继电控制形式的“梯形图编程方式”。既继承了传统控制线路的清晰直观,又考虑到大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯及编程水平,所以非常容易接受和掌握。梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。通过阅读PLC的用户手册或短期培训,电气技术人员和技术工很快就能学会用梯形图编制控制程序。同时还提供了功能图、语句表等编程语言。

   PLC在执行梯形图程序时,用解释程序将它翻译成汇编语言然后执行(PLC内部增加了解释程序)。与直接执行汇编语言编写的用户程序相比,执行梯形图程序的时间要长一些,但对于大多数机电控制设备来说,是微不足道的,完全可以满足控制要求。


5、减少了控制系统的设计及施工的工作量

   由于PLC采用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器时间继电器、计数器等器件,控制柜的设计安装接线工作量大为减少。同时,PLC的用户程序可以在实验室模拟调试,更减少了现场的调试工作量。并且,由于PLC的低故障率及很强的监视功能,模块化等等,使维修也极为方便。


6、体积小、重量轻、功耗低、维护方便

   PLC是将微电子技术应用于工业设备的,其结构紧凑,坚固,体积小,重量轻,功耗低。并且由于PLC的强抗干扰能力,易于装入设备内部,是实现机电一体化的理想控制设备。以台达公司的SS2型PLC为例:其外形尺寸仅为90×25.2×60mm,重量为82.5g,功耗1.5W,而且具有很好的抗振、适应环境温、湿度变化的能力。


特色

1、AH500系列特色

   模块化中型PLC,高端 产业机械与系统整合应用的智能解决方案,高端软硬件全面整合的自动化系统ISPSoft 编辑软件,提供五种编程语言及图形化界面延伸背板及远程 I/O 背板可共享,增加硬件规划的弹性支持模块热插拔功能,利于维护.

▲ 采用双核多任务运算处理器

▲ 最大 I/O 扩展点数:

▲ DIO最大支持点数为4352+128,000 远程点

▲ AIO最大支持通道数为 512+4,000 个远程通道

▲ 程序容量:最大256k steps

▲ 数据寄存器增加为 64k words

▲ 高速的程序处理能力 (基本指令运算能力:处理1K Steps只需0.3ms)

▲ CPU模块内建 RS-232/422/485、Mini USB、Ethernet、SD Card 1.0 (兼容各类存储卡)

▲ 多元化模块选择,包含数字 I/O、模拟 I/O、温度、网络、运动控制模块等

系统应用:HVAC、造纸行业


2、DVP-EH3系列特色:

运动控制功能

DVP-E系列最高级主机,适合更复杂的应用,程序及数据寄存器容量加大

▲ 高速脉冲输出:4点200kHz

▲ 内置1个RS232口、1个RS485口,可扩展COM3,均支持MODBUS主/从站模式

▲ 支持4点200kHz硬件高速计数器

▲ 增加多种运动控制指令(遮蔽、对标、手摇轮、立即变速等),以达到高速精准定位控制功能,有效应用在贴标机、包装机、印刷机等设备上

▲ 直线/圆弧插补运动控制功能

▲ 外部输入中断提升为16个中断输入

完整的程序保护功能

▲ 程序自动备份功能,电池没电程序也不会消失

▲ 第二份备份功能,可储存第二份程序与数据

▲ 多达4重的PLC密码保护,保护使用者的知识产权

应用范围:高速三轴伺服焊接机、高速裁板机、棒材送料机、生产线分散监控系统等


3、DVP-ES2/EX2/ES2-C 系特色;

整合的通讯功能,内置1组RS-232,2组RS-485通讯端口,均支持MODBUS主/从站模式;

新推出DVP32ES2-C:CANopen 1Mbps 通讯型主机,以及DVP30EX2:模拟/温度混合型主机

▲ DVP-ES2提供16/20/24/32/40/60点I/O主机,满足各种应用

▲ DVP20EX2内置12-bit 4AI/2AO,同时可搭配14-bit AIO扩展模块,配合内置PID Auto Tuning功能,提供完整的模拟控制解决方案

▲ DVP30EX2提供模拟/温控整合型控制器,内置16-bit 3AI/1AO搭配内置温度PID Auto Tuning功能,提供完整的模拟控制解决方案。

▲ 32ES2-C 内置1Mbps CANopen通讯,结合新一代主机处理速度,以高抗干扰省配线优势搭建现场设备。

▲ 程序容量:16k steps数据寄存器:10k words

▲ 高于同级PLC处理速度,LD:0.54μs,MOV:3.4μs

▲ 针对大程序容量,提供高效率处理能力,1k steps可在1ms内处理完成

▲ 提供最高100kHz的脉冲控制,可搭配各种运动控制指令 (如遮蔽、对标、立即变更频率等)精确应用于各种多轴运动控制中

▲ 多达4重的PLC密码保护,保护使用者的知识产权

应用范围:圆织机、电梯控制、包装机、送料机、电容剪脚机步进电机控制)、食品加工机、景观喷水池、纺纱机、卷线机(张力控制)、输送带(转速控制)


应用


   传统的纺织工业工艺流程包括纤维、织造、后整理和服装四个部分。织造工艺包括机织、针织、编织和非织造。针织又分为经编和纬编。经编用一组或几组平行排列的纱线,于经向喂入机器的所有工作针上,同时成圈而形成针织物,这种方法称为经编,形成的针织物称为经编织物 。

   我国的经编业经过几十年的发展,不断的结构调整,特别是近几年新兴地区经编企业起点高、结构合理、规模效益明显,高校和科研单位科研力量的注入,以及产学研的结合使我国的经编产业得到了迅猛发展,正逐步成为世界经编工业的中心。

   传统的经编机多为链条式经编机,由于其为机械主轴传动结构,没有导入电气传动,造成其以下缺点:织花速度慢,效率低;链条机构复杂,每更换一种花型,需要花费较多时间,且每一花型对应一种链块,这样更换花型时间长,成本高。造成小批量定单失去生产意义;

由于机构的复杂性,致使复杂花型无法在链块机上进行生产。只能生产花型较简单的布料,不能满足越来越高的要求,自2005年后全伺服经编机已在纺织中渐渐得到应用。在全伺服的经编机在产量,效率,花型多样性,质量上都有很好的优势,因此将成为未来提花织布的主流。


控制系统

   主要介绍了台达DVP系列PLC在新型环锭细纱机上的应用。该机型整个控制系统采用了一套台达DVP14SS11R控制单元(PLC主机),配DVP16SP11R扩展模块(16点I/O扩展),来组成40点PLC控制部分,采用一块DVP02DA-S(2路模拟量输出模块)分别控制主变频和升降变频驱动,同时采用台达TP04-AS2文本显示屏进行系统外部输入与纺纱数据的监控,使用台达VFD-B-P系列变频器控制主传动电机和钢领板电机。从整体控制方案的应用效果来看,整个控制系统纺纱联动运行稳定,实现了生产速度和工作效率的有效提高。


系统概述

   新型细纱机电气控制系统采用PLC控制整个纺纱落纱过程,具备纺纱过程所需的钢领板自动升降、留头率功能、中途停车后能自动记住纺纱位置跟踪开车、中途落纱、定长落纱等功能。可以设定和修改纺纱的各项工艺参数,实现定长落纱、机械落纱,可以根据用户的需要设定锭子的十点曲线长度和速度,以及班产量累计、高级设置密码保护及自动故障诊断等功能。对纺纱过程的锭速、前罗拉转速、前罗拉线速、捻度等进行计算并在文本显示屏上跟踪显示,并依据机器上各部分传感器自动协调控制,具有较高的系统整体抗干扰性。


系统方案

   整体控制系统方案采用了台达DVP系列PLC和相关的选配模块、I/O模块。

采用了一套台达DVP14SS11R作为PLC主机(输入:8点,输出:6点,继电器输出),选配了DVP16SP11R,16点I/O扩展模块(输入:8点,输出:8点,继电器输出),来组成40点PLC控制部分,采用一块DVP02DA-S,为2路模拟量输出模块,来分别控制主变频传动和钢领板升降变频驱动。使用台达平板型交流电机驱动器VFD-B-P系列变频器控制主传动电机和钢领板电机。显示单元部分采用台达TP04-AS2文本显示屏进行系统外部输入与纺纱各项数据的监控。

1、传动部分:

   包括主电机、吸风电机、钢领板升降电机、油泵电机及润滑装置、主变频器、升降变频器、清洁器装置、各种低压开关及接触器等。

2、三自动检测部分:

   该部分由三自动行程开关、停主电机接近开关、下钢领板接近开关、刹车片构成。其作用为落纱信号给出后能自动适应停车,自动留头,为重新开车降低断头创造条件。

3、变频器锭子速度控制:

   该部分由变频器、锭子传动部分、主电机构成,其作用是变频器依据程控器传输的锭子速度控制十点曲线自动调整锭子运行,提高纱线质量和产量。

4、数据检测部分:

   该部分由主轴、前罗拉测速光电管组成。功能为自动检测纺纱过程中主轴、前罗拉的运行数据,为计算班产量、锭速、前罗拉转速、前罗拉线速、捻度等工艺参数以及锭子速度曲线控制提供数据。

5、PLC控制部分:

   该部分由PLC主单元及IO模块、模拟量输出模块等构成,完成全机开关量输入、数据检测以及计算和过程控制,实现纺纱过程自动化和对机器运行情况进行监控。

6、显示单元部分:

   文本显示单元与PLC之间以通讯线实现连接,完成纺纱过程工艺参数显示设定,可直接设定锭子运行十点曲线,实现控制柔性化,同时对机器运行过程中出现的错误,实时监控反馈。

7、模拟量通讯部分:

该部分由PLC的2路模拟量输出模块、变频器通讯模块部分构成,PLC的通讯接口与文本显示单元以通信线实现通讯完成参数设定显示,变频器以模拟量方式控制锭子运行速度曲线,整机的高可靠性和低成本极大的提高了机器性能比和市场竞争力。


PLC软件编程

   通过台达WPLSoft软件对PLC进行软件编程,根据需要将不同功能的程序段分列,每个任务分别使用最合适的编程语言如梯形图、高级语言等来完成。

(1)梯形图编辑:

   梯形图是使用得最多的图形编程语言,其与电器控制系统的电路图很相似,具有清晰、直观、易懂的优点,很容易被掌握,特别适用于在系统中的开关量逻辑控制,具有可实时监控的特点,如图二,图三。

(2)指令编辑:

   WPLSoft软件同时提供了指令编辑模式,进入指令模式编辑后,直接键入PLC完整指令,输入完成后的指令在编辑区中,左边为该指令在PLC主机的程序内存地址,可以清楚地得到指令在程序内存的相对地址


应用效果

   实际应用表明,采用新的控制系统方案后,全机将运动控制与驱动器功能集成在一起,系统具有较快的响应速度。前后罗拉严格同步,实现牵伸和捻度的精密控制,保证了高支数纱线的成纱质量,整套控制方案可靠性和抗干扰性能较优。同时由于纺织机械是一个竞争非常激烈的领域,因此成本也必须考虑在内,一方面是整体的硬件投资成本,另一方面是系统的运行成本。新控制方案的应用,比原先使用的方案硬件投资成本下降约25%左右,系统的运行成本基本持平,是一个比较有竞争力的设计。


结束语

   本系统采用了台达控制系统解决方案,将纺织机械和现代先进控制技术相结合,使控制系统的现场化和抗干扰性能得以极大提高。并使纺机能实现复杂的控制功能,大量数据的实时准确采集和共享也得以实现,大大提高了纺织机械的先进水平。利用“提高软件设计水平来降低硬件投入”的原则,极大降低了电气控制系统成本,台达PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活、操作维护方便的优点,有效的提升了的盈利能力,具有较高的应用价值。



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