6ES7231-0HC22-0XA8品质好货

一 鞋头定型机介绍
      鞋头定型机用与做鞋流程的一个工序。它的用途是将做好的鞋面经过热模加热后﹐再使用冷模定型﹐ 让鞋面能够达到比较标准的模型。相比传统做鞋方法﹐既能减少工时﹐又能提高品质。

      二 动作流程：

       1.  首先打开主电源开关﹐按SB1启动工作电源﹐交流接触器KM1接通交流工作变压器。PLC得电完成初始化﹐因加热与制冷需要一段时间﹐固一般先开机大约15分钟后才工作。
      2.  以左热模为例﹕将鞋面放入热模中适当位置﹐用脚踏热模定型开关一次。左热模电磁阀动作,使左气缸动作夹紧鞋面﹐延时断开﹐如延时中想取出鞋面﹐只要用脚踏第二次便使夹紧复位。
      3. 以左冷模为例﹕将加热后的鞋面放入冷模中适当的位置, 用脚踏左冷模开关一次,则冷模夹紧电磁阀得电动作,使左夹紧气缸动作夹紧鞋面﹐当夹紧到位﹐使SQ1感应开关动作﹐延时接通，使左冷模定型电磁阀得电动作﹐使左定型气缸动作,开始定型﹐当定型到位﹐则使冷模定型延时感应开关SQ2动作﹐延时断开。当断开时先使定型电磁阀断电复位﹐再使夹紧电磁阀断电复位。示意图如下：

   三 主要部件的选型

      1.  PLC:因需要做温度PID控制﹐所以选择了台湾永宏(FBS-32MAT-R)晶体管输出型。加上温度模块控制。固选择了FBS-TC6模块﹐使用WinProLadder编程软件。
                            
      2.  触摸屏﹕因鞋面材料不同﹐要求温度和设定时间也不相同。为了 方便操作人员能简便修改设置参数及监控温度和时间的变化 ﹐采用了永宏FV057ST-T10触摸屏﹐使用PM Designer编程软件。

      3. 组成如图所示：

    四 PLC的控制

      1. PID 温控（ FUN86） 是利用温度模块配合温度规划表格（如图2所示）将外界当前的温度测量值当作过程变量（ Process Var iable，简称PV），并将用户所设定的温度设定值（ Set Point，简称SP）与过程变量经由软件PID 数学式运算后，得到适宜的输出控制值以控制温度在用户所期望的温度范围内。

Md : PID 运算模式选择=0， 改良型小超越法=1,通用PID 法则
Yn ：ON/OFF 温控输出起始号码，共占用Zn 点
Sn ： 本指令从第几点温度开始执行 PID温控，Sn=0～ 31
Zn ： 本指令所控制的PID 温控点数；1 Zn 32 且1 Sn+Zn 32
Sv ：温度设定值起始缓存器号码，共占用Zn 个缓存器 (设定单位为0.1°)
Os ：温度偏差值起始缓存器号码，共占用Zn 个缓存器 (设定单位为0.1°)
PR ：增益设定值起始缓存器号码，共占用Zn 个缓存器
IR ：积分常数设定值起始缓存器号码，共占用Zn 个缓存器
DR ： 微分时间常数设定值起始缓存器号码， 共占用Zn 个缓存器
OR ：温控数值输出起始缓存器号码，共占用Zn 个缓存器
WR：本指令所需使用的工作缓存器起始号码， 共占用9 个缓存器， 其它地方不可以重复使用

      2. 将PID 运算后的数值结果转换为时间比例ON/OFF（PWM） 输出， 经由晶体管式接点输出控制SSR 所推动的加热或冷却回路， 便可以得到相当jingque而且便宜的控制结果。
 

      3. 数字化PID 表达式如下：
 M n = [ K c × E n ] +
[ [ K c × K i × T s × E n ] + [ K c × T d × ( PV n − P V n - 1 ) / T s ]
Mn ： 〝n〞时的控制输出量
Kc ： 增益（ 范围： 1→ 9999； Pb(比例带)=(1000/Kc ) × 0 . 1% ， 单位为0 . 1%
Ki ： 积分常数（ 范围： 0～ 9999， 相当于0.00～ 99.99 Repeat/Minute）
Td ： 微分时间常数（ 范围： 0～ 9999， 相当于0.00～ 9.99 Minute）
PVn ： 〝n〞时的过程变数
PVn − 1 ： 〝n〞的上一次的过程变数
En ： 〝n〞时的误差=设定值（ SP） −〝n〞时的过程变数（ PVn ）
Ts ： PID 运算的间隔时间（ 单位： 0.1S， 值可为10， 20， 40， 80， 160， 320）

  4. 为使操作简便﹐在每个工位只使用一个开关做启/停控制﹐共4个脚踏开关(SB4-SB7),两个热模控制方式一样，两个冷模控制方式一样。为了安全又设了手动停止开关SB3和紧急开关SB2﹐停止开关是为防止四个工位操作错误使用,紧急开关是为出现紧急情况断开所有控制电源使用。

      5. M1924接通一个脉冲﹐用（MOV）传送指令将热/冷模设定时间传入数据存储器﹐以方便能在触摸屏上修改数值。
      6. PLC一接通﹐用（MOV）传送指令将热/冷模定时器当前值传入数据存储器﹐以使能在触摸屏上监控当前值。

      7.热模控制﹕
      以左热模为例﹐如X2接通一个脉冲﹐定时器T2得电计时(为鞋面加热时间)，Y002得电自锁。热模夹紧。定时器T3得电0.5秒瞬间接通辅助继电器M100﹐M100是为X2由启动转变为停止开关做准备的﹐当T2计时到使左热模复位 .如在加热计时中想取出鞋面﹐只要在接通第二次X2一个脉冲﹐Y002则断电复位﹐此时X2由停止开关转变为启动开关。
      8.冷模控制：
      以左冷模为例﹐如X4接通一个脉冲﹐Y004得电自锁﹐使鞋面夹紧﹐定时器T7计时0.5秒瞬间接通辅助继电器M104﹐当夹紧到位感应开关SQ1动作X5接通﹐定时器T6开始计时﹐计时到接通Y005开始定型.定型到位感应开关SQ2动作,X5、X6接通定时器T8开始计时﹐计时到T8接通辅助继电器M106自锁﹐同时断开Y005,定时器T9计时2秒﹐断开Y004﹐使左冷模复位。

      注﹕当M104接通后﹐X4启动开关转变为停止开关﹐此时如果计时过程中需要停止﹐只要接通第二次X4即可复位左冷模﹐此时X4由停止开关转变为启动开关。

      五 触摸屏控制流程
      1． 当触摸屏得电后，通过RS232数据线与PLC通信交换数据。将FBS-32MAT-R主单元中各热模当前值、设定值显示在触摸屏的3#画面中。
                 

      2 如果需要监控或修改参数时，可选择0#画面中显示的相关功能键进入即可，顺序进入可修改参数。            

      六 结束语
      可编程控制器是比较成熟的工业控制产品,在很多领域已被广泛应用,本文在现有研究的基础上讨论了永宏产品在鞋头定型机中的应用。得益于永宏PLC在温度控制方面的强悍，它实现了鞋头定型机的自动化控制,既减少了工人的劳动强度又提高了生产效率

1 引 言
      切纸机械是印刷和包装行业常用的设备之一。切纸机完成的基本动作是把待裁切的材料送到指定位置，然后进行裁切。其控制的核心是一个单轴定位控制。我公司引进欧洲一家公司的两台切纸设备，其推进定位系统的实现是利用单片机控制，当接收编码器的脉冲信号达到设定值后，单片机系统输出信号，断开进给电机的接触器，同时电磁离合制动器的离合分离，刹车制动推进系统的惯性，从而实现jingque定位。由于设备的单片机控制系统老化，造成定位不准，切纸动作紊乱，不能正常生产。但此控制系统是早期产品，没有合适配件可替换，只能采取改造这一途径。目前国内进行切纸设备进给定位系统改造主要有两种方式，一是利用单片机结合变频器实现，一是利用单片机结合伺服系统实现，不过此两种改造方案成本都在两万元以上。并且单片机系统是由开发公司设计，技术保守，一旦出现故障只能交还原公司维修或更换，维修周期长且成本高，不利于改造后设备的维护和使用。我们结合自己设备的特点提出了新的改造方案，就是用plc的高速计数器功能结合变频器的多段速功能实现定位控制，并利用hmi（人机界面human machine interface）进行裁切参数设定和完成手动操控。

      2 改造的可行性分析
      现在的大多plc都具有高速计数器功能，不需增加特殊功能单元就可以处理频率高达几十或上百khz的脉冲信号。切纸机对进给系统的精度和响应速度要求不是很高，可以通过对切纸机进给系统相关参数的计算，合理的选用编码器，让脉冲频率即能在plc处理的范围内又可以满足进给的精度要求。在进给过程中，plc对所接收的脉冲数与设定数值进行比较，根据比较结果驱动相应的输出点对变频器进行输出频率的控制，实现接近设定值时进给速度变慢，从而减小系统惯性，达到jingque定位的目的。另外当今变频器技术取得了长足的发展，使电机在低速时的转矩大幅度提升，从而也保证了进给定位时低速推进的可行性。

      3 主要控制部件的选取
      3.1 plc的选取
设备需要的输入输出信号如表1所示。

表1 plc输入输出分配表

    针对这些必需的输入点数，选用了fx1s－30mr的plc，因为选用了人机界面，其它一些手动动作，如前进、后退、换刀等都通过人机界面实现，不需占用plc输入点，从而为选用低价位的fx1s系列plc成为可能，因为fx1s系列plc输入点多只有16点。另外此系列plc的高速计数器具有处理频率高达60千赫的脉冲的能力，足可以满足切纸机对精度的要求。

      3.2 编码器的选取
      编码器的选取要符合两个方面，一是plc接收的高脉冲频率，二是进给的精度。我们选用的是编码器分辨率是500p/r（每转每相输出500个脉冲）的。通过验正可以知道此分辨率可以满足上面两个条件。验证所需的参数：电机高转速是1500转/分（25转/秒）、进给丝杆的导程是10mm/转。验证如下：

      本系统脉冲高频率＝25转/秒×500个/转×2（a/b两相）＝25khz

      理论进给分辨率＝10mm/500=0.02mm

      同时由上面的数据知道进给系统每走1mm编码器发出50（此数据很重要，在plc程序的数据处理中要用到）个脉冲信号。由于此工程中对编码器的a/b相脉冲进行了分别计数，使用了两个高速计数器，且在程序中应用了高速定位指令，则此plc可处理的高脉冲频率为30千赫，因此满足了个条件;我们的切纸机的载切精度要求是0.2mm，可知理论精度完全满足此要求。

      3.3 变频器和hmi的选取
      这两个部件我们都选用了三菱公司的产品，分别是fr-e540-0.75k-ch和f920got-bbd-k-c。f920got是带按键型的hmi，它的使用和编程非常简单方便。它具有以下特点：（1）可以方便的实现和plc的数据交换；（2）通过本身自带的6个功能按键开关，可以控制plc内部的软继电器，从而可以减少plc输入点的使用；（3）具有两个通讯口，一个rs232c（用于和个人电脑通讯）和一个rs422（用于和plc通讯），利用电脑和f920got相连后不仅可以对hmi进行程序的读取和上传，还可以直接对plc的程序进行上传下载、调整和监控。