隨著工業(yè)自動化控制的發(fā)展，一種新的工控產(chǎn)品人機(jī)界面（簡稱觸摸屏）出現(xiàn)，給予工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場控制一種全新的圖形操作界面─（GOT）。它采用能高速通信的 32位RISC芯片，具有交互性好，編程簡便、靈活，并且與PLC之間的連接簡便，簡化控制柜設(shè)計，節(jié)省PLC的實際輸入輸出點，在工業(yè)設(shè)備控制中開始得到推廣應(yīng)用。現(xiàn)以水針線玻璃瓶消毒生產(chǎn)線為例，介紹系統(tǒng)配置及應(yīng)用。
一、工藝流程及要求
水陣線玻璃瓶消毒生產(chǎn)線設(shè)備示意圖如圖1所示。玻璃瓶從入口處進(jìn)入，碰到傳感器1，啟動走帶機(jī)走帶，帶動瓶從入口走向出口，途經(jīng)預(yù)熱區(qū)、消毒區(qū)、冷卻區(qū)。只有進(jìn)口風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)機(jī)、出口風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)，才能走帶。如入口處進(jìn)瓶過快，擠壓傳感器2則發(fā)出信號去停止前方設(shè)備停止進(jìn)瓶。如出口不暢，傳感器 3發(fā)出信號，停止走帶機(jī)工作。五個風(fēng)機(jī)中只要有一個停機(jī)，就停止加熱器運行，并報警顯示 。檢測風(fēng)機(jī)不運行有傳感開關(guān)裝在風(fēng)機(jī)的出口處，風(fēng)機(jī)變頻器的故障輸出點進(jìn)入PLC，走帶機(jī)及各電機(jī)的空氣開關(guān)跳閘接點也都進(jìn)入PLC，加熱器裝在爐子的中央頂部，由熱風(fēng)機(jī)向下均勻擴(kuò)散加溫 。要求對不同型號大小的玻瓶進(jìn)行不同溫度的設(shè)置。能顯示各區(qū)的溫度值，并有反應(yīng)溫度的走勢曲線圖。對于進(jìn)風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)機(jī)、出口風(fēng)機(jī)要有能檢測其風(fēng)壓的數(shù)值顯示，以確定是否過濾網(wǎng)堵塞。
圖1 生產(chǎn)線設(shè)備示意圖
在正常工作時，工作下班后，當(dāng)溫度下降到100℃以下，設(shè)備能自動關(guān)機(jī) 。如爐內(nèi)還有瓶未處理完，則啟動夜間工作。這樣在100℃以下停機(jī)后，還有進(jìn)口風(fēng)機(jī)、出口風(fēng)機(jī)工作，以保證外部的灰塵不能進(jìn)入爐內(nèi) 。對于消毒時間，由PLC采集出口處傳感器的數(shù)據(jù)，通過速度轉(zhuǎn)化為時間，來顯示玻瓶在消毒區(qū)的消毒時間，以確保消毒的可靠性 。設(shè)備在保障下，要求能準(zhǔn)確顯示故障發(fā)生點及解決問題對策畫面，并有動畫反映生產(chǎn)現(xiàn)場工作情況。
二、系統(tǒng)配置
對于以上要求，我們選用中達(dá)-斯米克公司的人機(jī)界面、PLC組成一個控制系統(tǒng)。具體如下：
1．人機(jī)界面型號為PWS-3760-TFT，該屏是真彩色10.4寸屏，采用232口進(jìn)行下載和編程，采用RS422口和PLC通訊。選用真彩能更好地反映現(xiàn)場景色，動畫逼真、美觀。
2．PLC選用SC—500系列，該機(jī)具有1024點輸入、輸出功能，1個RS232通信口和1個RS422通訊口，是一種模塊化機(jī)型，可靈活配置功能模塊及輸入、輸出點。
3．輸入選配XDC10十六點DC輸入模塊2塊，輸出配1個YRY10十六點繼電器輸出模塊。
4．仿真輸入單元采用AD020四路輸入模塊，輸入三個風(fēng)壓模擬量值（4mA～20mA）。
5．溫度輸入單元采用THM10五路帶PID調(diào)節(jié)PWM輸出溫控模塊1塊，采進(jìn)三路：加熱區(qū)、消毒區(qū)、冷卻區(qū)的溫度。
其系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。
2 系統(tǒng)配置圖
三、調(diào)試運行情況
該系統(tǒng)最重要的是對消毒區(qū)溫度精度控制的調(diào)試，消毒區(qū)的加熱系統(tǒng)采用五組電熱絲單元加熱，其中一組為基本加熱單元，其他四組為PID溫度調(diào)節(jié)加熱單元 。以前該生產(chǎn)線采用OMRON PLC，當(dāng)時的情況是：生產(chǎn)線試運行時，出現(xiàn)溫度曲線波動幅度過大（±8℃）。 超過廠家要求的消毒溫度波動指針（±2℃）。實際調(diào)試時采取了兩個措施對溫度波動幅度進(jìn)行控制。（1）采用雙位PID溫度控制系統(tǒng)堵住溫度下降趨勢 。當(dāng)鉑熱電阻檢測到消毒區(qū)溫度低于設(shè)定溫度1℃時。通過雙位PID溫度控制系統(tǒng)使PLC將七組加熱單元全部投入運行30秒，然后通過鉑熱電阻檢測消毒區(qū)溫度，由溫控單元PID控制，直到溫度達(dá)到設(shè)定值為止。（2）溫度過調(diào)量的控制。首先對消毒區(qū)溫度進(jìn)行檢測，如果溫度大于設(shè)定值，PLC將七組加熱單元全部強(qiáng)行切除，并不斷檢測消毒區(qū)溫度，根據(jù)實際情況作出實時控制，在現(xiàn)場通過對控制程序的某些參數(shù)作一定的修改 。并經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，最后溫度控制精度完全符合廠家要求。在對系統(tǒng)的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，該控制系統(tǒng)完全可以通過對程序作進(jìn)一步的修改、調(diào)試。達(dá)到更高的溫度控制精度。
在采用SC—500后，由于我們的THM10可以單獨設(shè)定PID值，因此很方便的就把溫度穩(wěn)定在正負(fù)1度內(nèi)，超過了工藝要求。
四、結(jié)束語
該系統(tǒng)應(yīng)用于玻瓶消毒生產(chǎn)線設(shè)備上，對消毒度控制良好，能對各區(qū)溫度進(jìn)行顯示，并對不同玻瓶的消毒溫度進(jìn)行設(shè)置 。現(xiàn)場故障一經(jīng)發(fā)生能馬上彈出一詳細(xì)故障對策畫面。經(jīng)現(xiàn)場工作情況看，滿足設(shè)計要求 。這個系統(tǒng)是一種智能化的專家對策系統(tǒng)，增強(qiáng)了人機(jī)交互性，提高設(shè)備的控制性能，簡化了操作柜設(shè)計，提高了設(shè)備科技含量，在市場上很有競爭力，有很大發(fā)展空間。