西门子PLC模块6ES7315-2FJ14-0AB0
随着国家经济的快速发展，塑料制品已经越来越广泛地应用在工农业生产和大众生活众多行业领域内，塑料制品相对成本较低，性能也毫不逊色，人们日常生活中使用塑料制品的必需品也越来越多。塑料床垫制品也是人们生活中的必需品，市场需求旺盛，因此对于塑料床垫成型机的**控制需求也越来越迫切。传统的电气控制设备存在精度低、安全性差等缺点已经逐渐为现代化自动控制设备所代替。现今塑料床垫成型机的控制系统自动化程度愈来愈高，根据设备不同会应用到不同种类的工业自动化产品，如：人机界面、PLC、变频器、伺服系统、编码器、温控仪表等各类产品。客户往往可以根据控制对象的不同选择相应的设备来进行控制系统的构建。
本文论述的塑料床垫成型控制系统是一个很好的台达自动化产品整合应用案例。基于台达的DVP系列 PLC和变频器等产品，实现设备不同区域的温度控制和塑料成型速度控制要求，精度较高且稳定可靠，值得同行借鉴。
2 工艺分析
塑料床垫成型设备机械部分分为机头部分和主机部分，化工原料添加进机头部分原料斗搅拌加温。经过在适当的工艺要求温度控制下，机头喷嘴加工生产出直径很细的圆柱形塑料丝。根据产品不同规格需要，更换模具可以改变圆柱塑料丝的直径。大量的塑料圆柱丝源源不断的输送到主机部分，主机部分不同区域温度要求控制不同，塑料丝经过模具加工处理，形成厚度、宽度一定的塑料圆柱丝网络交织的塑料成型制品。再根据设定的裁剪长度切割，从而可以生产出长度、厚度、宽度不同的塑料丝网床垫制品。台达正是针对该作业流程及特点，将旗下自动化产品进行了有效整合，成功应用于塑料床垫成型机控制系统。
3 控制系统
3.1控制系统原理
系统的控制原理框图如图1所示：
控制系统原理框图：
塑料床垫成型机控制系统采用台达人机界面作为主站监控设备，充分利用人机界面DOP-A10THTD1三个通讯口。人机COM1（RS232）连接下位PLC控制器COM1通讯口，通讯交换工艺参数数据；人机COM2（RS485）连接机头控制系统12台温控表；人机COM3（RS485）连接主机控制系统11台温控表。人机界面可以设定不同控制区域温度SV值，显示温度PV值；PLC通讯口COM2（RS485）通讯连接7台变频器，PLC通讯写入变频器给定频率、变频器启动停止命令，读取实际输出频率；人机界面设定电机目标转速，读取电机实际转速。
上述表格仅列举出控制系统主要元器件，此外还包括低压电器（低压断路器、电磁接触器、电磁继电器、按钮、指示灯等）、检测传感器（接近开关、行程开关等）、变频器通讯电缆等，此处均不予赘述。 图3 控制系统操作面板图 图4 现场仪表显示面板图 3.4 控制程序
3.2 控制方案设备配置
控制系统技术方案的设备配置如表1所示：
3.3 控制设备实物图
A、人机界面控制程序简要介绍如下：
主要分为主机温度控制、机头温度控制、变频电机速度控制、普通电机控制、变频器参数设置等画面，实现设备不同区域温度控制和塑料成型速度控制要求，同时可以监控设备工艺参数。
B、PLC控制程序主要分为下面几个部分：
1） 拟量处理：接受机头控制柜内2路模拟量信号，经过数学转换后，1路作为直流调速系统电机旋转速度实时数值输出；1路模拟量传送给机头控制柜直流调速系统，做为速度给定命令；
2） 控表启动停止控制；
3） 裁断控制程序，根据设定长度不同，不同气动元件组合动作实现塑料网状成型制品快速裁断控制；
4） 变频器通讯控制：包括变频器启动、停止命令，设定线速度（m/min）转换为频率给定数值（Hz），读取变频器实际输出频率（Hz）转换为电机运行速度（m/min）数值。
5） 快速输送控制，裁刀程序执行之后动作。
通过上述程序的运行，可以实现整个塑料床垫成型机控制系统的有效控制，大大提供原系统的工作效率和可靠程度，并可实现远程安全控制。
1. 引言
台达ES系列可编程序控制器(PLC)，具有紧凑的外型、良好的扩展性和运算功能，因此这一系列PLC可以满足多种多样的自动化控制需要，同时结合具有价格优势的VFD-B变频器和PWS500S显示屏的运用，使其在解决用户实际的工业自动化问题时,具有很强的适应性。
2. 条卷、并卷机电气控制系统类似，组成如下：
如上图所示电气控制系统主要由可编程控制器(PLC)，显示屏、变頻器组成。PLC完成所有数据的计算处理和整机工艺动作的逻辑控制。显示屏完成棉卷定长、预定长、总产、班产、出卷速度等工艺参数的设定与显示，并且具有故障报警显示功能。变频器通过与PLC的通讯，控制主电机完成低速、高速、点动慢速等工艺要求。
３．模块化的PLC软件设计
整个程序采用模块化设计，不同的工艺动作调用相应的子程序。调用过程按子程序的优先级别进行，实时性要求高的首先调用。
1). 初始化程序：主要完成数据处理工作。根据设定的工艺数据，通过计算为变频器通讯和参数显示做好准备，以及运行中的数据处理。
2). 变频器通讯程序：根据变频器的通讯数据格式，把计算好的数据写入变频器，完成PLC同变频器的数据交换。台达PLC与台达变频器的通讯有专用指令，非常快捷方便。
3). 工艺动作程序：完成整机工艺动作的逻辑控制，例如：低速启动、高速运行、预定长减速、定长停车及自动（手动）换筒管等。
4). 故障处理程序：外围故障信号的采集、时序逻辑处理，通过指示灯和触摸屏进行故障信息的显示。实现整机的安全自停动作。
模块化的软件设计，大大提高了软件的可操作性与可维护性，同时程序结构具有良好的扩展性。便与针对不同客户的要求，进行满足用户要求的个性化设计。同时提高了产品的竞争能力。
4． 人性化的显示屏软件开发
作为人机对话界面的软件设计，充分考虑用户的具体使用要求，不同画面之间的切换简捷方便，提高用户的可操作性。主要包括以下内容：
1). 整机的操作说明。
包括整体机器设备的介绍，相当于帮助菜单，把整机的工艺操作说明，注意事项用对话框的形式提供给操作者。
2).故障报警与处理
实时显示出当前的故障信息，同时按照时间顺序统计出近出现的故障信息，有助于用户分析故障。对常见的电气故障问题提出建议性的解决方案。尽可能的提高故障处理的效率。
3).数据的设定与显示。
参数设定包括：班次、定长、预定长、车速（高速、低速）等。
参数显示包括：计长、班次、班产、总产、出卷速度、故障信息等。同时利用棒图以及曲线等图型形象地显示各种状态信息。
4).密码功能。
初始密码在机器安装调试时提供给用户负责人。用户可以修改设定不同等级的密码，用以保护用户工艺参数的唯一性、准确性。
5. 变频器的运用
采用台达VFD-B 系列变频器,通过RS485口接收PLC的数据。例如：控方式，加减速时间，运转频率等。控制主电机完成低速启动、高速运行、预定长减速、定长停车等工艺动作。
6. 结束语
台达ES系列PLC、VFD-B系列变频器、PWS500S显示屏的运用，为用户提供了可靠的、高性价比的电气控制系统。在大量的用户实际运用中体现了该系统的稳定性和可靠性。