臺達HMI&PLC在自動泡塑成型機中的應用

臺達HMI&PLC在自動泡塑成型機中的應用

本文主要介紹臺達觸摸屏人機界面（HMI）和ES系列PLC在自動泡塑成型機控制系統(tǒng)的運用。
關(guān)鍵詞：HMI PLC 配方功能

1 引言

可發(fā)性聚苯乙稀泡沫塑料（EPS）是一種以氣體為填料的復合塑料，廣泛應用于建筑、包裝、日用品、工業(yè)品等領域。隨著20世紀80年代初我國泡塑行業(yè)的興起，浙江企業(yè)開始涉足泡塑機械制造業(yè)，目前全國超過60%的泡塑機產(chǎn)自浙江，浙江也被稱為“泡塑機之鄉(xiāng)”。浙江泡塑機械制造企業(yè)十分注重科技創(chuàng)新，促進產(chǎn)業(yè)升級，始終站在泡塑機械制造技術(shù)的前沿。在不斷的創(chuàng)新中已經(jīng)發(fā)展到半自動、全自動泡塑成型機和間歇式泡沫預發(fā)機等機型，各項性能可與進口產(chǎn)品相媲美。本文將主要討論半自動泡塑成型機工藝流程及臺達機電自動化技術(shù)運用。

2 工藝流程

半自動泡塑成型機流程圖如圖1所示。整個機器的動作按照步進方式循環(huán)執(zhí)行，從合模到脫模為一個生產(chǎn)周期，其中每一個動作的執(zhí)行時間通過人機界面進行設定；要求具備手動調(diào)試畫面及中斷功能，在機器運行過程中機器的每一步動作狀態(tài)在人機界面上實時顯示。

3 自動化系統(tǒng)

3.1 技術(shù)選型

人機界面采用臺達DOP-A57BSTD型觸摸屏。自動化平臺采用DVP32ES00R2型PLC。

3.2 系統(tǒng)描述

（1）控制系統(tǒng)主畫面。機器的主畫面（如圖1）主要提供客戶機器型號顯示、產(chǎn)量累計顯示、當班產(chǎn)量顯示及清零功能、機器軟件版本編號（售后服務時便于查詢原始程序）的顯示，需要提供客戶進入流程狀態(tài)顯示頁面、參數(shù)設定頁面、工藝設定頁面、中斷設定頁面、手動調(diào)試頁面、系統(tǒng)設定頁面、報警頁面顯示以及工藝參數(shù)存儲的功能。產(chǎn)量的計數(shù)方式是模數(shù)，即完成一次合模到開模的過程則產(chǎn)量值就增加一次。設備型號在機器出廠前已設定，用戶也無法修改。在進行系統(tǒng)維護和升級時，憑借客戶提供的版本號來判斷原來的PLC和人機界面的程序，以便進行系統(tǒng)升級。

圖1 機器的主畫面

（2）工藝參數(shù)的設定。整個機械的正常工作需要設定以下28項參數(shù)（圖2）：

預吹、入料延時、入料間隙、入料、入料間隔、二次入料、返料、預熱1、鎖模、預熱2、穿透次數(shù)、固模加熱、移模排氣、移模加熱、固模排氣、加熱間隔、主加熱A/ B、保溫、排氣、固模/移模水冷、固模排水開/固模排水關(guān)、移模排水開/移模排水關(guān)、模內(nèi)壓、預開模、固模吹氣/移模吹氣、二次脫模、二次壓模、開模超時。這28項參數(shù)的設定將很大程度上影響產(chǎn)品的質(zhì)量，用戶可以根據(jù)不同的產(chǎn)品調(diào)整每個工段所需時間的長短，豐富的界面使工藝參數(shù)的設定非常方便。

圖2 工藝參數(shù)設定

（3）工藝設定。

·預吹方式：預吹的時候可以選定是使用空氣預吹還是使用蒸汽預吹。
·入料方式：一般選一次入料，入料不足時可選二次入料。
·預熱2方式：選時間方式時，整個預熱2工步在時間過完后轉(zhuǎn)入下一步；而選壓力方式時，時間不起作用，而是壓力達到后才能轉(zhuǎn)入下一步。
·熱方式：壓力方式：指穿透加熱時，固移模加熱切換僅靠壓力來實現(xiàn)。若選定壓力方式，則參數(shù)中穿透次數(shù)便發(fā)生作用。穿透次數(shù)指的是固、移模加熱時壓力達到了上限，計為1次。一般設為1次即可。時間方式：時間優(yōu)先方式。穿透切換僅通過時間來完成。時間達到，則固移模加熱便切換，而不管壓力情況如何。計時開始條件是壓力表達到下限。同時滿足：穿透加熱時，若時間條件已滿足，則系統(tǒng)會等待壓力條件達到，再進行加熱切換；若壓力條件已滿足，則會等待時間條件的滿足。也就是說要等時間和壓力條件都達到才進行加熱切換。計時開始條件也是壓力表達到下限。
·穿透方式：穿透加熱時是先從移模加熱開始還是先從固模加熱開始。
·脫模方式：產(chǎn)品不好脫模時可選為二次脫模。二次脫模時，參數(shù)設定中的“二次脫?！逼鹱饔谩Ｄ承┬吞枡C器只能選定一次脫模。
·優(yōu)先方式：可以選定是固模優(yōu)先還是移模優(yōu)先。這個方式主要是決定一次脫模開模時先固模吹氣還是先移模吹氣。
·脫模帶水方式：若產(chǎn)品不好脫模時，可選定帶水脫模，在吹氣時相應的水冷閥也打開。

（4）手動調(diào)試。參見圖3，手動調(diào)試在畫面上實現(xiàn)，用于測試各個閥門接線是否正確，動作是否正常。正常運行時，也可以用來監(jiān)控各個閥門或電機的運行狀態(tài)。測試前，請先按下畫面中自動/手動切換按鈕（至少按下1秒鐘）。當這個按鈕變?yōu)槭謩訝顟B(tài)時，按下畫面中相應的動作按鈕，則相應的輸出點會以黑色顯示，表示有動作輸出。當自動/手動進行切換時，機器正在運行的流程會中止。根據(jù)型號的不同，分為單組料槍和雙組料槍系統(tǒng)。若畫面顯示為單組料槍系統(tǒng)，則畫面上料槍閥2和入料閥2不起作用（即只有一組工作）。

圖3 手動調(diào)試

（5）配方存儲。配方存儲功能主要考慮到客戶使用的便利性，由于生產(chǎn)中需要根據(jù)不同的客戶需求調(diào)整生產(chǎn)的模具，需要根據(jù)不同的模具調(diào)整參數(shù)，每次生產(chǎn)更換模具后，前面講述到的28項參數(shù)都需要調(diào)整才能生產(chǎn)出合格的成品。因此這里的模具存儲以后，與前面的28項參數(shù)設定結(jié)合起來構(gòu)成配方存儲，在下一次生產(chǎn)用到相同模具時通過調(diào)換模具型號后，即可以得到原來生產(chǎn)時的經(jīng)驗參數(shù)。

3.3 PLC梯形圖設計

利用臺達簡潔而強大的PLC編輯軟件，采用步進的方式來實現(xiàn)對整個機械的所有邏輯動作。由于畫面上每個動作的執(zhí)行時間都需要非?？於鴾蚀_的顯示，因此將PLC和HMI的通訊波特率設置為19200。這樣人機界面與PLC的通訊能夠保持非常準確的同步，并且整個機器的動作時間非常的快，生產(chǎn)效率非常高。

4 結(jié)束語
整套控制系統(tǒng)采用性價比極高的臺達機電產(chǎn)品，簡潔方便，操作軟件易學易用。根據(jù)顯示效果、配方存儲、多級系統(tǒng)密碼功能、彈出式的WINDOWS窗口報警記錄等眾多強大的功能實現(xiàn)，說明臺達HMI與PLC在泡塑行業(yè)運用的適用性。這套解決方案的成功運用，得到了眾多設備制造商的充分肯定，并在浙江泡塑機業(yè)產(chǎn)生了很大的影響，它不僅可以大幅提升生產(chǎn)的效率和穩(wěn)定性，而且在性價比方面，也給泡塑設備制造商帶來價值。