艾默生CTEC10系列PLC在砌塊成型機上的應用

解決方案 /
液壓機械 /
正文

［摘要］：本文詳細介紹了利用艾默生EC10 PLC在砌塊成型機中的應用，通過此次應用，加強了砌塊成型機的自動控制水平，同時提高了設備預防性維修水平。
［關鍵詞］：編碼器電機流量計
一引言
　　由于建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，對于各種型號的磚構件需求量日益加大。用于建筑業(yè)的磚構件原材料粘土日益減少，而且土地回生能力很弱，原先制磚對土地支持消耗巨大；并且實心紅磚產品型號單一，難以滿足各種場合的應用要求。

　　砌塊成型機可采用砂、石、粉煤灰、煤渣、煤矸石、尾礦渣、陶粒、膨脹珍珠巖等工業(yè)廢料加工成各種新型墻體材料。生產出的磚、空心砌塊不用燒結，節(jié)約國家土地，煤炭，無污染，能提高工程速度，減輕樓體重量，空心率高，隔音保暖，冬暖夏涼，抗風化，原來來源豐富，質量好且生產工藝簡便，投資少見效快，適應性廣，前景廣闊等優(yōu)點。

　　磚機設備上已經大量使用了電氣自動化設備，很多設備都由原先的手動生產發(fā)展到全自動生產，不但提高了設備的技術含量，而且提高了自動化生產的工作效率。

二、工藝介紹
　　砌塊成型機的工藝主要由四個部分構成：
　　1）、液壓系統(tǒng)：
　　液壓系統(tǒng)的主要功能在于控制模具的模頭、模箱的升降。使用液壓系統(tǒng)可以有效的平穩(wěn)加壓，避免設備有太大的沖擊力。
　　2）、主機：
　　主機的整個機架焊接而成，其中模具采用線切割加工工藝制造，保證砌塊磚光滑無毛刺，尺寸精準，對于振動電機，目前行業(yè)中部分客戶使用普通電機，還有一些客戶使用的是變頻器來帶載電機，有效的提高了由于頻繁起停造成的電機燒毀的情況。提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　3）、出磚輸送帶：
　　出磚部分主要功能是將成品磚送離砌塊機。在出磚部分還有掃灰電機，它的主要作用是清理成品磚上的廢料，當磚頭涼干后就不會有廢料粘面而且保持磚頭的清潔。
　　4）、模具
　　根據客戶的不同需求，可以搭配有多種的模具，選用不同的模具可以生產出不同要求的砌塊形磚，適合各種場合的應用。

三、技術方案
　　3.1、方案框圖

　　a)、該技術方案采用HMI＋PLC＋MDI的方式.
　　b)、目前的砌塊成型機PLC的點數是控制在60點即可。采用艾默生EC10系列 60點主模塊，不需要擴展模塊，剛好滿足客戶需求。
　　c)、變頻器該客戶選用某品牌的通用型變頻器。主要做調速使用。
　　d）、HMI該客戶選用臺灣威倫的產品。
　　e)、觸摸屏和PLC進行連接，PLC控制變頻器的頻率更改和頻率設定，PLC和變頻器
　　通訊采用標準的MODBUS協議。該變頻器控制生產電機運行頻率，以達到調節(jié)生產效率。

　　3.2、程序設計
　　此次編程采用順序功能圖（Sequential Function Chart），利用順序功能圖的過程劃分和步驟間轉換功能。可將程序段進行模塊化自由組合。
　　由于順序功能圖編程具有直觀和流程化的特點，分解后的每一步驟和每個轉換條件都為相對簡單的程序過程，在順序控制領域應用比較廣泛。

　　經過對工藝的了解可以分為以下幾個部分：

　　本機分兩種工作方式：手動、自動。開機前先選擇手動方式，手動按鈕全部為單鍵啟停按鈕，按一下為啟動，再按一下為停止或到位開關自停。在人機界面手動畫面里有“取消互鎖”的觸摸鍵，打開時為灰色，這時互鎖制約取消，此時各按鈕為點動模式，方便調試機臺，各限位開關都調整好時一定要關閉該鍵以恢復互鎖制約。

　　這對保護機臺安全至關重要，關閉時該鍵為白色。啟動油泵后，手動測試壓頭、模框、
料車、送板、成品、輸送動作全部正常后，設定好生產模數、布料次數、進退布料時間，將手動/自動開關置于自動位置，按壓自動開始或觸摸屏啟動鍵，成型機即按預先設定程序
走下去，直到達到生產模數或按停止結束。

　　3.3、PLC通訊協議設置
　　EC10系列PLC主模塊提供了兩個串行異步通訊端口，分別為PORT0和PORT1。通訊口特性如表所示。
表5-1 EC10系列主模塊通訊口特性

　　3.4、HMI通訊設定
　　WINVIEW端需要設置好通信口的格式，設置界面如下

　　觸摸屏因其能夠實時、形象且生動的顯示當前設備的運行信息而在工業(yè)上得到廣泛的應用。

　　A）、觸摸屏和PLC的連接通過RS232端口進行，PLC的類型選擇EMERSON PLC EC20[PDS V2.50].
　　B）、觸摸屏作為主站PLC作為從站，采用MODBUS主從式協議進行通訊，PLC從站地址選擇為2，觸摸屏主站地址設置為1.
　　C）、觸摸屏和PLC的通訊串口都設置成
　　波特率：9600 奇偶校驗：偶校驗
　　數據位：8 停止位：1

　　砌塊成型機的畫面如下：

　　可以在觸摸屏上對砌塊成型機的手動、自動狀態(tài)、流量壓力、延時進行設置，也可以顯示當前的信號狀態(tài)。
　　這些窗口均較為生動反映了當前設備的運行信息，通過觸摸屏的應用，我們能夠實現系統(tǒng)實時監(jiān)控，并在下一級應用中間將之納入到設備管理系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中間去，為設備優(yōu)化提升進一步空間。

　　3.5、變頻器通訊協議設定
　　變頻器采用某品牌的通用型變頻器，PLC通過MODBUS協議進行通訊。

　　變頻器頻率給定通過PLC給定方式，變頻器支持MODBUS協議，可與EC10 PLC組成485網絡，PLC采用通訊口1作為和變頻器通訊的端口，采用通用的MODBUS RTU主從協議進行通訊，PLC主站設置為1，變頻器從站設置為2。
　　以下為PLC主站設置：

　　變頻器端通信參數設置：

表2-1 變頻器通信參數設置

　　某品牌通訊協議：
　　變頻器是采用一種異步串行的主從MODBUS協議，該通訊協議的數據格式分為RTU（遠程終端單元）和ASCII模式兩種通訊格式。
　　和艾默生EC10通訊采用MODBUS RTU方式進行通訊。RTU模式中，每個字節(jié)的格式如下：
　　編碼系統(tǒng)：8位二進制，十六進制0～9、A～F每個8位的幀域中，包含兩個十六進制字符。

　　在RTU模式中，幀總是以3.5個字節(jié)的傳輸時間靜默，作為開始。RTU的數據格式為：