艾默生 EC20系列PLC应用在陶瓷印花机上

摘要：本文主要讲述了利用EC20 PLC在陶瓷印花机中的应用，通过此次应用，加强了该设备的自动化程度，提高了系统的工作效率和可靠性。  　
　　一、概述 　
　　 随着人们生活水平的日益提高，对建筑中瓷砖的美观要求也越来越高，形形色色各式色彩的瓷砖逐渐进入了人们的视野。
　　瓷砖上的花色是如何作出来的呢？本文介绍的陶瓷平板印花机就是将压好的砖坯上釉印花，再经过窑炉烧制就作成了美观的瓷砖,该印花机可印400*400到1000*1000的瓷砖,印600*600的瓷砖可达到每分钟14次,且调整容易,转换印花规格时不需更换零件,只须调整夹砖定位的行程和控制参数即可。 
　　二、系统控制组成及其工艺要求 　
　　A）、系统构成和I/O配置
　　1.) 机座：用来支撑和安装各种印花部件的机架,保证整机运行时的平稳和水平.
　　2.) 花网架：:支撑花网使花网升起清洗.换网或下降准备布釉印花.
　　3.) 花网：按瓷砖设计图案制作好的丝网,当印花时釉料透过网孔粘附在砖坯上,经过烧制即
　　制成成品砖.
　　4.) 送砖部分:由送砖皮带、变频和电机构成,用于将砖坯送入印花机和将印过的砖坯送出印
　　花机至下一个工序.
　　5.) 印砖部分:由印花电机、变频、机头、刮刀构成，印花电机带动链条驱动机头前后移动，同时刮刀配合向前、向后、压紧、松开。
　　6.) 定位汽缸：当砖坯离开进砖检测电眼时延时升起挡住砖坯定位。
　　7.) 托铁：当定位汽缸上升、送砖皮带停止时托铁上升使砖坯升起缓停到定位处。
　　8.) 夹板：当砖坯准确停止后夹板夹紧砖坯以便印花时砖坯移位。
　　9.) 人机界面:显示变频器频率,设定各种动作延时时间,手动控制及实时报警显示。
　　B）、控制要求:
　　1)手动和自动两种工作状态可自由切换.手动方式时各部件均可通过按钮或人机界面直接操作调整,但其中多个点动按纽需在PLC内转为闭锁按纽。
　　2)自动运行时有三种印花模式,布釉印花,单次印花,重复印花.
　　3)在印花过程中,有时会出现断停皮带已停,但后面釉线的砖坯推挤使进砖电眼检测到砖,造成停机,因此在程序中增加了储砖功能,即印花时又检测到砖坯信号,等待印花完成复位再印,清除储砖记录,保证了印花机连续的运行.
　　三、系统控制技术方案：
　　输入20点，输出14点的I/O配置，选用艾默生EC20系列40点PLC EC20-2416BRA(24入/16出) ，HMI采用EView的触摸屏。送砖电机和印花电机选用两台艾默生SK系列系列1.5KW变频器进行控制。
　　3．1
　　SK系列变频器频率通过MODBUS总线的通讯方式给定，PLC利用输出端子控制SK系列变频器的启动和停止。
　　3．2、变频器通讯协议设定
　　变频器频率给定通过PLC给定方式， SK系列变频器支持MODBUS协议，可与EC20 PLC组成485网络，下面是变频器端设置的参数：
　　（1）变频器通讯速度
　　43号参数波特率需要和PLC系统块中通讯口设置一致。
　　（2）变频器通讯地址（键盘设定）　
　　44号参数应该和网络上PLC和MODBUS设备地址不同，否则产生地址冲突。
　　（3）控制端子设定（键盘设定）
　　SK变频器选择通讯控制时，可设置PR11=0，端子B4必须和24V端子接通，屏幕显示“rd”,变频器准备就绪，这时变频器才能控制。如果B4和24V断开，屏幕显示“ih”,变频器禁用。
　　（4）控制字使能位设定（键盘设定）
　　串行通讯控制通过控制字PR6.42来实现，PR6.43是控制字使能位。首先设置PR6.43=ON，这样PR6.42才有效。PR6.43是参数，需要映射到Pr71-Pr80内，并在Pr61-70内修改。
　　(5)控制字设定（通过PLC程序改写）
　　(6)频率设定（键盘设定）
　　 由于SK变频器没有变频器频率给定参数，所以只有通过多段速预制值来实现。
　　5号参数要设为Pr,表示“4个预制速度”控制方式。只有在此模式下，变频器才能通过串口通讯设定频率。
　　(7)预制频率（通过PLC程序改写）
　　18号参数为预制频率1，PLC可以通过更改PR18的值来修改变频器频率。PR18对应寄存器地址（协议级）=18-1=17，PLC通过通讯修改协议地址17的值改变变频器频率。
　　（8）读取频率（通过PLC程序读取）
　　 PR85是电机频率，PR85对应寄存器地址（协议级）=85-1=84，PLC通过读取协议地址
　　84的值得到变频器实际运行频率。
　　3．3、. PLC设置
　　1、通讯口设置
　　　　站号即PLC地址，网络上必须*。MODBUS主站，RTU模式，其他和变频器一致。
　　2、PLC程序说明
　　 2．1、MODBUS指令说明
　　PLC是MODBUS主站，变频器是MODBUS从站。PLC通过MODBUS指令发送帧给变频器来读写变频器参数，变频器收到帧后根据不同的功能码返回帧。
　　MODBUS指令格式： MODBUS S1 S2 S3
　　其中：S1是PLC的通讯端口，只能是端口1，因为PLC的端口0只支持MODBUS从站，不能发送数据。S2是发送数据起始地址，S3是接收数据起始地址
　　使用MODBUS指令前，必须把发送数据赋值到S2开始的地址中。
　　四、结束语
　　本系统具有以下几个特点：
　　1.连续控制精度高，工作稳定。
　　2.新增储砖功能，减少故障停机，提高工作效率。
　　3.PLC内存容量大，能存放大量工艺参数，便于用户生成不同规格的产品，只需简单的调整，即能切换到不同的产品线的生产。　 　　
　　关于艾默生工业自动化（中国）
　　艾默生工业自动化（中国）是艾默生网络能源所属业务单元，EMERSON其中的工业自动化和过程控制是zui的工控产品供应商之一，能提供交直流驱动器、PLC、各类电机、各类阀门、各类分析检测仪表、过程控制系统、设备管理系统等众多产品，旗下拥有众多，工业自动化包括：艾默生工业自动化（中国）、英国CT（Control Techniques）、美国电机(Us motors)、利莱森玛（Leroy Somer）；过程控制包括：费希尔（Fisher Contros）、高准(Micro Motion)、罗斯蒙特（Rosemount)、西屋(Westinghouse Procsess Control)等。
　　艾默生工业自动化（中国）一直致力于中国的工控领域，拥有完整的研发、销售、供应链、服务平台，是中国工控行业的主流供应商之一，产品遍及中国各行各业，能提供PLC、触摸屏、变频器等产品。
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　　关于Emerson 　　
　　总部位于美国圣路易斯市的Emerson（纽约证券交易所股票代码:EMR）是一家的公司，该公司将技术与工程相结合，在网络能源、过程管理、工业自动化、环境优化技术及家电和工具等领域为客户提供创新性的解决方案。公司在2006财年的销售额达201亿美元。
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