PLC、触摸屏在水洗牵伸机上的应用

曾思武

摘要：水洗牵伸是干法腈纶工艺的重要工序。由于该系统使用时间为10年以上，经常出现大大小小的故障，该设备的停机将直接影响到我公司的最终产品的产量。

关键词：PLC 触摸屏；变频器；水洗牵伸机

水洗牵伸机该系统使用时间达到10年以上，而且控制回路采用中间继电器控制，故障率较高；电动机采用的是直流电机，保养比较麻烦，维修不方便.2006年4月开始到7月，本人负责与参与了该技改项目的设计、施工管理、调试过程。2006年项目改造完毕，设备投入运行后，工艺与设备反映良好，不仅达到了工艺的要求，提高了产品的成品率，减少了设备故障率，做到了故障一目了然。当年为公司节约了资金五、六十万。

1 硬件设计

本系统硬件主要有三大模块组成：PLC系统、触摸屏和变频器。

1）PLC系统概况。根据工艺要求并统计，选用OMRON 公司的C200Hα系列产品。CPU 为C200HG CPU63，电源为AC220V适配电源，考虑到今后扩展的可能，CPU机架和扩展机架选用10槽机架， DI卡为C200HID212共5块，DO卡为C200H0C225共2块，AI卡为C200HAD003共2块，AO卡为C200HDA004共3块。

2）人机界面。人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁，用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等来处理或监控管理及应付随时可能变化信息的多功能显示屏幕。触摸屏选用台湾WEINTEK 公司的MT510S。

3）变频器选用ABB公司的ACS600系列产品，低压元气件选用施耐德公司的产品。

4）信号设计。考虑到安全起见，DI/DO点采用DC24V，AI/AO点采用4～20mA；触摸屏与PLC连接通过RS232接口相连。

2 软件设计

2.1 PLC的硬件设计

先在软件I/O表创建一个工程，工程创建以后下载到PLC。

2.2 开关量的地址设定

开关量地址是按插槽的位置决定地址，在CPU机架上由见为09，在扩展机架上由左向右为1019。比如插C200HID212在CUP机架的第一个插槽，其输入地址为0.000.15，插C200HOC225在扩展机架的第四个槽，其输出地址为13.0013.15。

I/AO点地址：C200HAD003卡/C200HDA004卡拨到“1”位置，地址为111118。拨到“2”位置地址为121128。

2.3 逻辑程序设计

1）断丝开关14闭和或触摸屏上断丝旁路开关（250.00）闭合，断丝开关中间继电器（200.00）闭和；堆丝开关12闭合，堆丝开关中继（200.01）闭合；门限开关12闭合，牵引辊门中继（200.02）闭合；当捕结开关（3.10）动作后即使再闭和，置位中继（200.03）也不会闭和，必须置位按钮（1.13）闭和后，置位中继（200.03）动作，这时即使置位按钮（1.13）释放，（200.03）也不会释放，除非复位开关3.10闭和；入口辊限位（1.04）、入口辊门限位（1.06）、出口辊限位（1.05）、出口辊门限位（107）、罗拉位置检测（0.04）、急停限位（1.10）闭合后，限位正常中继（200.04）闭合。

2）当限位正常中继闭合后，复位继电器（200.05）的的复位端被断开，当整机复位按钮闭和后，复位继电器（200.05）被置位。

3）当低速条件满足时，按下整机低速按钮（0.09/0.12），低速运行继电器（201.00）置位。

2.4 速度回路程序设计

1）速度设定指令，通过内存地址给输出通道。点动、低速速度的信号是通过DM内存指令转移给PLC输出通道，最终给变频器输入。高速速度速度由于工艺关系，牵伸与卷曲有一个卷曲比，显示屏上调节牵伸速度经过计算以后得到卷曲速度直接给DM内存指令转移给PLC输出通道，最終给变频器输入还有三个高速速度也是显示屏上调节。

2）过变频器的输出直接给PLC的输入通道，最终在显示上显示。

2.5 对触摸屏软件设计

1）触摸屏设置系统参数设置：plC的类型OMRON；通讯类型：RS232；人机界面：MT510T。

2）制作速度显示的画面。

3）速度显示以牵伸速度为例读取地址DM内存地址的设定为DM2230，BIN型。

2.6 变频器的端子功能如下

1）端子X21（5、6）为PLC到变频器的模拟量输入端，从而来调节变频器的速度。

2）端子X21（9、10）为变频器到PLC的模拟量输出端，从而到显示屏上顯示速度。

3）端子X22（1、5、7）为外部控制变频器的启动。

4）端子X26（2、3） 变频器运行触点，输入到PLC。

5）端子X27（2、3） 变频器故障触点，输入到PLC。

3 调试

调试前永远都要先验电，检查主回路与控制回路的绝缘是否良好，接线是否牢固；先脱开电机负责，空载运行正常后，再联机试车；对各种模拟量通道先用信号发生器调试，各输入输出都一一相对。调试完毕，设备运行正常后，移交给操作人员要进行现场确认，设备运行情况是否正常；运行正常后要记录各种电气方面的相应数据；电气图纸、变频器参数、PLC程序、人机界面的程序与施工相关的技术资料等等都要保存到资料室中。

4 结论

本设计方案基本满足工艺的要求，提高了控制的可靠性。在系统中采用了人机界面，操作直观方便，增加了PLC系统的功能和控制能力。提高了自动化水平。

参考文献：

[1]OMRON.OMRON C200HX/C200HG/C200HE编程手册.

[2]WEINTEK.MT510触摸屏操作手册.

[3]ABB公司.ABB变频器标准应用程序5.2版本固件手册.