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基于台达机电产品的针刺无纺布消费线集成应用基于台达机电产品的针刺无纺布消费线集成应用lihan导语：本文主要阐述台达机电产品在针刺型无纺布消费线上的系统集成应用原理。工程展示了同构平台机电自动化产品的系统集成上风摘要：本文主要阐述台达机电产品在针刺型无纺布消费线上的系统集成应用原理。工程展示了同构平台机电自动化产品的系统集成上风。关键词：针刺机变频器人机界面PLC无纺布在兴旺国家的日常生活和工业消费甚至土建工程和医疗卫生中有广泛的用处。自从1990年开场，中国通过引进欧洲光、机、电、气、液全自动化成套消费线设备，有了当代意义上的无纺布消费才能。根据机电工程的理念，当代无纺布是典型的高新自动化设备密集型产业。例如某上市公司自1990年开场全厂5条引进欧洲自动化消费线的PLC到达60余台套共计3700多I/O点;变频器到达120多台，永磁同步沟通调速自冷密封电机在一套梳理机机组的集成直轴伺服传动到达23台，具有世界先进程度。5条线万吨年产能单班消费员工仅40人，拥有亚洲最先进的水刺型无纺布研发与消费才能。无纺布的纺织工程学名叫做非织造布。非织造布工艺完全不同于传统的纺纱织布经过，非织造布的最大特点是不需要纺纱经过，它的“织布经过更加类似于造纸工艺，非织造布通常是在一条消费线上直接实现从纤维到成布的连续加工经过。非织造布消费线“吃进去的是纤维，“吐出来的是布。参见图1针刺型无纺布工艺经过，定向或者随机排列的纤维通过摩擦、抱合、粘合或者这些方法的组合，而互相结合制成的程度缠结薄片、纤维网或者絮垫，经过针刺机组在垂直布面方向缠结成布。由于没有传统意义的纺纱织布经过，所以叫做无纺布。align=center图1针刺型无纺布工艺经过/align图1中的送棉箱，开松机和气压棉箱是将密实的纤维变成蓬松杂乱的纤维并送到梳理机入口，梳理机将纤维梳理成厚薄均匀的纤维网并送到铺网机，铺网机将送来的纤维网按照重量要求叠成多层的纤维网送往针刺机并由针刺机刺成互相结合制成的纤维薄片。无纺布消费线系统是一个看似各自独立、但却相互牵制的一个大系统，本文将以针刺机组为对象集成自动化针刺无纺布消费线。2台达机电简介从最早第一台变频器面世，台达机电至今已经能为客户提供PLC控制器、温度控制器、计数器、人机界面、变频驱动器、伺服驱动器、数控系统等一系列产品，已经有才能向客户提供完善可靠的机电一体化解决方案。汕头三辉企业是一家以消费无纺布机械为主的企业，与中达电通已有多年合作，对台达产品给予了强力支持与高度信任，并获得了非常良好的效果。本文主要以三辉企业消费的针刺机组消费线为例，扼要阐述台达机电产品的整合应用及其优点。3自动化系统集成规划3.1总体技术道路1PLC的存储容量和处理速度。整条消费线而言，数据运算及逻辑运算量很大，16K容量远远不够，单台PLC的处理速度将会影响消费的稳定性。2针刺消费线的布局和设备操纵。各机台是分散的，集中一地操纵会为消费带来不便，但假设分散操纵，必须会带来人机与PLC间的间隔问题及PLC与受控单元的布线问题。3设备组合方式。通常一条完好的消费线用户会采购消费设备厂家性能或者价格有上风的产品，或者根据自身消费的产品采用不同的设备组合，故每条消费线组合可能完全不同。综上所述，为知足方便安装，方便整线整合，进步系统性能，本系统按照单机设计、自由组合方式设计见图2、图3，即是每台针刺机使用一台PLC、一台人机、每台针刺机提供联机接口，不同需求用户组成消费线时控制上只要将各机台连上控制总线即可，单机程式不须做修改，改动内容仅在总控制器局部。台达的驱动器、控制器及人机界面等产品均带有RS485接口，采用通讯方式安装方便、价格低廉，故在规划整条消费线的控制方式时可以充分利用通讯的方便性。故可以拟出以下两种方式：图2方式，PLC与人机联线使用RS232,模拟量传递速度信号考虑到通讯有实时性问题，变频器频率由PLC通讯给定，功能端子给定命令。图3方式，PLC与人机联线使用RS485,模拟量传递速度信号，变频器频率由人机COM3通讯给定，功能端子给定命令。两者相比差异在于变频器控制源上。固然效果一样，但图3方式远远增强了人机与PLC的通讯间隔，亦即对本系统来讲人机安放的范围将很宽，更合适消费线上分布安装，故将本系统按照图3设计。如图3所示，本系统将使用到变频器，PLC和人机界面。按照机型体积和驱动才能，台达变频器分出多个系列产品，因VFD-B系列变频器支持矢量闭环控制，低频驱动才能强，而针刺机系统对速度稳定性要求较高，并且定位形式运行时要求低速大力矩，故本系统采用性价比拟高的VFD-B。人机采用具有两个RS485的DOP-AE系列和PLC采用具有良好性价比的DVP-SA。align=center图2人机与PLC连接采用RS232方式/alignalign=center图3人机与PLC连接采用RS485方式/align3.2人机界面设计操纵界面主要实现对针刺、进料、出料、剥网、托网及机台间通讯进展监控操纵。单机界面设计分五局部：启动画面，主画面，参数设定画面，手动操纵画面，配方画面和帮助画面。在设计用户界面之前，须根据控制方案设计模组参数相关内容，一是控制器选择和控制区设定：控制器使用DELTACONTROLLERASCII，控制区长度设为8;二是通讯方式和通讯口设定，DOP-AE提供一个RS232口和两个RS485口或者一个RS422口，设计时只要在模组参数设定的通讯项分别指定两个RS485口的指向和通讯格式即可。这两步完成才有下面的深化设计。align=center图5单机主画面/align1主画面参见图5、图6。单机主画面的功能在于用户能最直接理解到本地机器的运行状态、消费数据及消费线相邻设备的连接状况，故设计上主画面分三局部：数据及状态监控区;换页区;控制区。数据及状态监控区监控各工艺动作状态和运行数据，包括针刺次数、针刺时间、针刺密度、针刺频率、牵伸比和进料出料速度等,其中针刺时间和针刺次数在受权的情况下能去除当前值,在针刺时间或者针刺次数到达设定值后系统将弹出换针提示;换页区完成各页面切换,用户可根据需要直接切换到相应页面进展操纵;手动操纵控制区控制油泵运行和控制针刺动作、入料、出料运行。在主画面按“运行“后，该画面油泵手动停顿无效，系统将按照已设定的频率继续运行，运行状态下可实时调整针刺频率。在联动状态，针刺密度的修改将直接影响到进料和出料速度，但牵伸比将维持恒定。非联动状态，用户可以手动单独更改针刺频率和进出料速度即牵伸比。align=center图6总屏主画面/align整线主画面相对单机主画面的操纵具有更高的优先级，一旦整线主画面将某一台参加到联动状态，那么该机台本地操纵将无效，直到解除。命令线上机台启停有两种方式，一是由整线主屏发出命令并将授命机台设为联机状态;另一种方式是将针刺线授命权交给前纺，针刺线处于待命状态，这种方式以握手方式执行，即针刺线预备完成后发出停当信号，前纺收到信号后发出运行信号和速度信号，一旦停当信号终止，针刺机组亦将停顿。2参数设定画面参见图7。出于数据的平安性及程序的兼容性考虑，参数设定界面列出了用户参数和厂家参数，因此参数设定需要等级密码验证进入，不同受权等级的用户仅可以修改受权范围内的参数。最高级用户可以随时修改各等级受权密码。align=center图7参数设定画面/align3手动画面参见图8。手动操纵目的用于调试，用户能任意对送料辊、出料辊、针刺、托网板、剥网板和油泵等进展任意操纵，不再受其他条件约束。另外，通过手动操纵，亦可以使用户通过试验寻找适宜的消费参数。align=center图8手动画面/align4配方画面参见图9。台达DOP系列提供配方功能，提供方便好用类似Excel的配方编辑器，让使用者可以轻松的编辑配方;并且在64K存储空间内可以同时输入多组的配方，一次下载多组配方。本系统在人机端利用内部存储器来切换，用户可以灵敏从该画面调用经历配方、记录当前配方或者写入消费配方。程序设计配方容量500组，每组包括针刺频率，针刺倍频，托网板位置，剥网板位置，入料速度。在整线联动状态，配方内容可以续台下载，亦可以通过上位机进展，在使用上位机下载配方时，由于下载成功后托网板托网板将会自动校位，消费线上各机台较为分散，出于平安考虑，设计上要求操纵人员必须确认各机台状况允许才会下载数据。align=center图9a单机调用配方功能/alignalign=center图9b上位机调用配方功能/align5帮助画面参见图10。由于人机界面是直接连接在控制器，故只要设计者将控制器信息表达在人机界面上，终端用户将可以理解到设备的各种运行信息，具体的向导将有助于使用者的维护。本系统在帮助文件上划分为几局部：一是电气局部故障信息，包括PLC的状态信息，PLC采样到的变频器状态信息;二是机械局部信息，包括机械位置到位信息，液压系统信息。所有这些信息用户将在帮助画面得到较为完善的处理指引或者为厂家效劳提供有用的信息。align=center图10a故障排除指引/alignalign=center图10bPLC状态监视/align3.3人机宏程序规划与设计参见图11，由于每台针刺机相对而言是独立工作的，人机的工作任务承受指令并处理、显示状态和数据信息，为变频器和主人机传递数据、保存用户数据。DOP系列人机提供了完善的宏处理指令，程序设计时可以根据需要对数据算术或者逻辑处理，本系统中，总控制人机和各本地人机均使用CLOCK宏处理与变频器的交换信息，采集整线的警报信息和运行信息等。利用人机宏指令，减少了PLC与人机的不必要的通讯，更有效的分配了系统资源。align=center图11a本机人机CLOCK宏图11b总控制人机CLOCK宏采集系统信息/align4PLC程序设计概要按照系统功能完成输入输出点规划后的工作就是程序设计。整条消费来讲，根本功能是快速处理速度信息并实现速度跟随，根据目前PLC的性能和已构建的硬件框架，可以使用总机集中分配信息，单机独立处理方式实现。单台针刺机而言，程序主要的工作变量有针刺密度M针密、针刺频率F针频、牵伸比K、入料速度V入、出料速度V出料，托网位置T和剥网位置B。保护变量有针刺次数C、针刺时间t、托网位置上限TSL、托网位置下限TXL、托网位置上限BSL和剥网位置下限BXL。为了便于维护，程序构造上以主程序调用子程序形式编写，分为针刺运算子程序P0，托网剥网运算子程序P1，保护子程序P2，数据上传子程序P3及动作执行子程序P4。主程序局部包含程序初始化、子程序调用和解读总控制器发出的指令解读信息包含当前机台是本地单机运行还是远端控制，承受并发出本地速度指令还是外部模拟量速度指令，速度信息经过本机台是否采用还是传递到下一机台等。针刺运算子程序P0根据用户输入或者前级针刺机输出的速度变量执行运算，得出针刺机需要运行的针刺频率并转换为给变频器的给定频率f：托网剥网运算子程序P1算法是根据固定的动程分别与采样值运算，得出托网位置T和剥网位置B，T和B与限位值比拟后给出判定结果并提示。在配方下载形式，子程序P1是将T/B分别与目的值比拟并自动校准位置。保护子程序P2：采样或者统计系统信息，对各状态作出是停机或者是提示动作。数据上传子程序P3：采集并归类本地信息以供人机快速调用。动作执行子程序P4：输出处理结果。5完毕语异构自动化平台在大系统集成工程中的信息整合困难越来越成为当代制造工程的技术瓶颈。台达机电产品的在同一工程的同构化集成才能，无论是在企业建立阶段还是在投产后的长远开展阶段，都有显而易见的技术上风。伴随台达机电产品的丰富与开展，功能的不断进步，面对客户对整体效劳的需求，产品拥有广阔长远的市场拓展空间。