作者簡介

　　賀順華，邵陽紡織機(jī)械有限責(zé)任公司定形機(jī)研究所副所長，高級電氣工程師。從事電氣設(shè)計(jì)工作近18年，具有近20年的電子線路設(shè)計(jì)與單片機(jī)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，擅長PLC、觸摸屏編程與機(jī)器抗干擾等疑難問題處理，是邵陽紡機(jī)主導(dǎo)產(chǎn)品M5469、M5471的電氣主持設(shè)計(jì)、方案制定與程序編寫者。

　　如今，數(shù)字化技術(shù)越來越多地應(yīng)用于電氣自動(dòng)控制領(lǐng)域，在高檔定形機(jī)電氣控制中應(yīng)用十分普及，逐漸將電力拖動(dòng)、傳感器技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)很好地融合為一體。

　　定形機(jī)電氣控制系統(tǒng)三大優(yōu)勢

　　數(shù)字化技術(shù)在定形機(jī)電氣控制中的作用主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。

　　一是PLC、觸摸屏是電氣控制數(shù)字化的基礎(chǔ)，該設(shè)備的運(yùn)用，徹底地改變了傳統(tǒng)的電氣控制，充分地減少了中間控制電路和連線，使電路簡化，故障率降低，可靠性提高，使很多復(fù)雜的計(jì)算和控制得以輕松地實(shí)現(xiàn)，大大地提高了機(jī)器的自動(dòng)化水平，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。故障指示和歷史記錄，能幫助維護(hù)人員快速查找、排除故障。運(yùn)行保養(yǎng)周期表，提醒維護(hù)人員及時(shí)對機(jī)器相關(guān)部件進(jìn)行保養(yǎng)、更換到期易損器件，延長機(jī)器壽命，減少故障發(fā)生。

　　二是企業(yè)局域網(wǎng)改善工藝、生產(chǎn)管理。定形機(jī)的工藝參數(shù)經(jīng)過多次實(shí)際加工過程的修正，上傳至工廠控制中心，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化，形成加工效率最高、品質(zhì)最好、能耗最低的最佳工藝進(jìn)行存檔，同時(shí)由于只有相關(guān)管理者能看到工藝，提高了工藝保密性。

　　三是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障排除、維護(hù)保養(yǎng)提示和技術(shù)升級。利用云技術(shù)與智能網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與機(jī)器遠(yuǎn)程通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與存儲，通過手機(jī)APP或電腦，各方面人員隨時(shí)隨地對機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)一目了然。當(dāng)系統(tǒng)程序需要升級或修改時(shí)，可以與用戶商定時(shí)間停機(jī)遠(yuǎn)程下載，克服了傳統(tǒng)售后服務(wù)溝通不暢或路途耗時(shí)過長的缺點(diǎn)，極大地節(jié)約時(shí)間與維護(hù)成本。

　　多個(gè)單元協(xié)同操作實(shí)現(xiàn)全面把控

　　定形機(jī)數(shù)字化控制系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)硬件和PLC程序控制兩個(gè)部分。新型定形機(jī)的電氣控制系統(tǒng)包括PLC、觸摸屏、變頻器(伺服)、智能儀表、傳感器、監(jiān)視設(shè)備、上位機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)控制站、手機(jī)APP多個(gè)結(jié)構(gòu)，屬于比較全面的控制系統(tǒng)。

　　在整個(gè)控制系統(tǒng)中，PLC是現(xiàn)場控制的主體、系統(tǒng)的基礎(chǔ)。邵陽紡機(jī)選擇西門子S7-1500C系列PLC作為其控制的核心機(jī)構(gòu)，與同類產(chǎn)品比較，具有軟硬件功能強(qiáng)大，高抗干擾能力的優(yōu)勢。觸摸屏系統(tǒng)采用前、中、后3個(gè)觸摸屏的方式，通過交換機(jī)與PLC的PN口連接。前屏主要控制進(jìn)布、對中張力、軋車張力與液位、烘燥張力，中屏為主屏，控制整個(gè)定形機(jī)，后屏控制出布、落布、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，使各個(gè)工位操作得心應(yīng)手。

　　主傳動(dòng)變頻器(伺服)與PLC通信。主傳動(dòng)系統(tǒng)是定形機(jī)中的速度同步控制系統(tǒng)，隨著織物的不斷高檔化，要求控制十分可靠、控制參數(shù)傳送迅速和精度高，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、同步、恒張力運(yùn)行，滿足成品織物密度的一致性。系統(tǒng)采用高速、可靠的PN通信。PLC與風(fēng)機(jī)變頻器、智能儀表通信，傳送設(shè)置值，讀取實(shí)際值，系統(tǒng)采用變頻器、智能儀表標(biāo)配的Modbus-RTU協(xié)議通信，以便降低成本。

　　遠(yuǎn)程通信，S7-1500C系列PLC的PN口除了以Profinet協(xié)議通信外，還可同時(shí)組態(tài)成Modbus-tcp協(xié)議，方便多公司的機(jī)器組成工廠局域網(wǎng)。用戶工廠組成局域網(wǎng)，進(jìn)行ERP管理。PLC由智能網(wǎng)關(guān)連接至云端，與遠(yuǎn)程工程師站、手機(jī)通信。PLC程序控制方面，S7-1500C系列設(shè)備PLC采用TIA Portal編程，有5種編程語言，減少程序存儲空間，縮短程序執(zhí)行時(shí)間。系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置，可按實(shí)際時(shí)間設(shè)置PLC內(nèi)部時(shí)間，以便觸摸屏的顯示時(shí)間與實(shí)際時(shí)間相符。

　　主傳動(dòng)控制包括主傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇、起動(dòng)、停止控制、故障報(bào)警處理，計(jì)算和傳送速度、超喂率、張力等信號。出現(xiàn)故障時(shí)，PLC程序必須馬上停止主傳動(dòng)系統(tǒng)和相關(guān)部分運(yùn)行，通知相關(guān)人員處理。定形機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)，以主鏈條為基準(zhǔn)，上超喂、下超喂、左右毛刷、出布、落布各單元按一定的速度關(guān)系以動(dòng)態(tài)跟隨的方式組成硬同步系統(tǒng)運(yùn)行。

　　織物計(jì)長和輔助傳動(dòng)控制，是將傳感器送來的信號經(jīng)過計(jì)算后以計(jì)長或計(jì)重的方式統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量?？刂平涣鬏o助傳動(dòng)部分的運(yùn)行、停止、故障報(bào)警。門幅寬度控制可根據(jù)織物品種的不同，將機(jī)器的各段導(dǎo)軌調(diào)節(jié)成不同的寬度，以便滿足加工要求。當(dāng)達(dá)到門幅極限或擺角極限時(shí)，PLC停止相關(guān)部分運(yùn)行、發(fā)出報(bào)警，保護(hù)導(dǎo)軌系統(tǒng)安全。

　　風(fēng)機(jī)變頻器控制，控制風(fēng)機(jī)變頻器選擇、起動(dòng)、停止，PLC將每個(gè)單元的運(yùn)行速度、加減速時(shí)間傳送給對應(yīng)的變頻器，讀取各個(gè)變頻器的電流、故障等參數(shù)。智能儀表控制，以通信的方式向智能儀表傳送設(shè)置值，讀取實(shí)際值，風(fēng)機(jī)、智能儀表有專門的通信模塊，可以極大地減輕編程難度與工作量。

　　PLC的發(fā)送、接收緩沖區(qū)與上位機(jī)或遠(yuǎn)程工程師站通信。與上位機(jī)通信實(shí)現(xiàn)ERP管理，現(xiàn)場監(jiān)控，上載、下載、優(yōu)化工藝配方，實(shí)現(xiàn)多臺機(jī)器群控。

　　總體來看，定形機(jī)電氣控制已不再是簡單地能滿足加工生產(chǎn)要求，而是將向高度自動(dòng)化、智能化、群控化、遠(yuǎn)程化發(fā)展。采用互聯(lián)網(wǎng)把生產(chǎn)廠家與使用廠家的機(jī)器連接起來，通過報(bào)警數(shù)據(jù)、現(xiàn)場視頻分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和程序升級，改變傳統(tǒng)的售后服務(wù)模式，擴(kuò)大服務(wù)范圍，提高服務(wù)質(zhì)量，幫助用戶提高機(jī)器使用和保養(yǎng)水平，將成為定形機(jī)電氣控制的發(fā)展方向。