永宏PLC在真空成型机改造中的应用

1 前言
　　某工厂有多台上世纪90年代从中国台湾购进的真空成型机，主要用来制作玩具、五金、仪器等产品的包装袋。这些设备控制电路均采用传统继电器控制，操作复杂，定型时间不准，成型温度不稳定，漂移厉害。控制柜内部接线复杂，给设备维护和故障处理带来了很大的不便。为此该厂准备对改批设备进行改造。
　　包装袋的生产过程中，成型的温度和加热、冷却时间是极重要的环节，要求温度能够自稳定保持，加热、冷却时间可以设定显示，并要能够存储多种不同产品的成型时间。
　　针对该情况，在设备的改造过程中该厂采用PLC和触摸屏作为核心控制器。永宏FBS系列的PLC以其体积小，可靠性高，NC定位，通讯功能强大等特点，在工业控制领域得到了广泛的应用。FBS系列PLC目前有3种机型：经济型主机MA\MAT、高功能型MC\MCT、NC定位型MN\MNT。本文采用FBS-40MA主机+GP37W2触摸屏来实现成型机生产过程中加热盘的加热时间、成型时间、冷却时间的设定和显示监控以及不同模具生产过程中所需工艺时间的存储和调用，实现了成型机的自动化。
2 设计与实现过程
　　该控制系统的操作部分采用触摸屏，核心控制部分采用FBS-40MA，受控对象有加热管、汽缸和拉料电机。

温度控制部分的实现
　　成型机的加热系统由6组加热管组成，由温控器和固态继电器来控制。
　　永宏PLC根据控制过程的需要，配合永宏的其它功能模块，灵活组合，可以实现多种控制需求。单台主机可以实现32路的温度测量，并有zui常用的热电偶及白金电阻等2大类共5种温度模块，选取永宏的8EAT晶体管输出部分和温度采集模块TC6，经由温度PID控制指令FUN：TPCTL来实现成型机的恒温控制。
　　温度PID控制利用温度模块配合温度规划表格将成型机加热盘内的当前温度同设定值进行比较，依据存在的偏差，经由软件PID数学式运算后，将运算结果转换为时间比例ON/OFF（PWM），由晶体管输出点输出控制SSR所推动的加热回路，从而使加热盘内的温度保持在SV±1℃。
　　TC模块的温度采集由温度规划表格来实现，如下图：

　　6路温度的采集由K型热电偶和TC6模块来实现，6路温度值储存在R30~R35这6个寄存器内，即6组加热管的当前值，6组温度设定值储存在R60~R65内部。
　　程序部分用TPCTL指令来完成，温度设定值，偏差值，各路的P、I、D均通过屏幕来设定：

　　PLC内部执行过程中的P、I、D有默认参数，可以根据需要进行修改：


成型时间的存储和使用
不同的模型需要有不同的成型时间，所以需要PLC对不同模型的时间进行记忆。可以通过画面来进行设置和调用。该功能由触摸屏和PLC内部的寄存器配合实现。 

程序部分可以放于子程序区，参数需要修改时才调用该部分的程序，可以节省PLC的扫描周期时间。档案1号的程序存储、查询、调用程序如下，其它档案的程序部分依次类推。永宏PLC具有将近7000多个普通的R寄存器、4000多个普通D寄存器，另外还有8192个档案缓存器可供使用，所以对于数据的存储绰绰有余。

PLC的I/O点位图
（1）主机FBS-40MA部分
INPUT OUTPUT
X0 加热盘右限位 Y0 刹车 
X1 加热盘左限位 Y2 底模下 
X2 底模下限 Y3 底模上 
X3 底模上限 Y4 压料下 
X4 拉料电机前限 Y5 压料上 
X5 拉料电机后限 Y6 左加热盘 
X6 压料下限 Y7 右加热盘 
X7 压料上限 Y8 吸真空 
X8 下压料 Y9 冷却吹风 
X9 上压料 Y10 冷却喷水 
X10 急停 Y11 吹气脱模 
Y12 前进拉料 
Y13 后退拉料
Y14 夹料放开
Y15 夹料夹住
（2）FBS-8EYT部分
OUTPUT
Y1 第1路加热器
Y2 第2路加热器
Y3 第3路加热器
Y4 第4路加热器
Y5 第5路加热器
Y6 第6路加热器
（3）FBS-TC6
T0+/T0- 第1路加热器K型热电偶
T1+/T1- 第2路加热器K型热电偶
T2+/T2- 第3路加热器K型热电偶
T3+/T3- 第4路加热器K型热电偶
T4+/T4- 第5路加热器K型热电偶
T5+/T5- 第6路加热器K型热电偶
依据以上的温度PID、温度检测、参数设定、存储、调用等核心部分，进行程序的编写。
3 结束语
该设备改造结束后，已经投入到生产中。实际生产中表明，永宏FBS系列的经济型主机FBS-40MA具有完好的性价比，强大的功能，完够符合当初改造的要求。温度能够保持在SV±1℃，定型时间准，并且能够存储99组左右不同产品的成型参数，调用方便，大大提高了产品的质量和产量。
参考文献：