西门子6ES7221-1BH22-0XA8大量供应
1 引言
可发性聚苯乙稀泡沫塑料（EPS）是一种以气体为填料的复合塑料，广泛应用于建筑、包装、日用品、工业品等领域。随着20世纪80年代初我国泡塑行业的兴起，浙江企业开始涉足泡塑机械制造业，目前全国超过60%的泡塑机产自浙江，浙江也被称为“泡塑机之乡”。浙江泡塑机械制造企业十分注重科技创新，促进产业升级，始终站在泡塑机械制造技术的前沿。在不断的创新中已经发展到半自动、全自动泡塑成型机和间歇式泡沫预发机等机型，各项性能可与进口产品相媲美。本文将主要讨论半自动泡塑成型机工艺流程及台达机电自动化技术运用。
2 工艺流程
半自动泡塑成型机流程图如图1所示。整个机器的动作按照步进方式循环执行，从合模到脱模为一个生产周期，其中每一个动作的执行时间通过人机界面进行设定；要求具备手动调试画面及中断功能，在机器运行过程中机器的每一步动作状态在人机界面上实时显示。
3 自动化系统
3.1技术选型
人机界面采用台达DOP-A57BSTD型触摸屏。自动化平台采用DVP32ES00R2型PLC。
3.2系统描述
（1）控制系统主画面。机器的主画面（如图1）主要提供客户机器型号显示、产量累计显示、当班产量显示及清零功能、机器软件版本编号（售后服务时便于查询原始程序）的显示，需要提供客户进入流程状态显示页面、参数设定页面、工艺设定页面、中断设定页面、手动调试页面、系统设定页面、报警页面显示以及工艺参数存储的功能。产量的计数方式是模数，即完成一次合模到开模的过程则产量值就增加一次。设备型号在机器出厂前已设定，用户也无法修改。在进行系统维护和升级时，凭借客户提供的版本号来判断原来的PLC和人机界面的程序，以便进行系统升级。
图1机器的主画面
（2）工艺参数的设定。整个机械的正常工作需要设定以下28项参数（图2）：
预吹、入料延时、入料间隙、入料、入料间隔、二次入料、返料、预热1、锁模、预热2、穿透次数、固模加热、移模排气、移模加热、固模排气、加热间隔、主加热A/B、保温、排气、固模/移模水冷、固模排水开/固模排水关、移模排水开/移模排水关、模内压、预开模、固模吹气/移模吹气、二次脱模、二次压模、开模超时。这28项参数的设定将很大程度上影响产品的质量，用户可以根据不同的产品调整每个工段所需时间的长短，丰富的界面使工艺参数的设定非常方便。
图2工艺参数设定
（3）工艺设定。
·预吹方式：预吹的时候可以选定是使用空气预吹还是使用蒸汽预吹。
·入料方式：一般选一次入料，入料不足时可选二次入料。
·预热2方式：选时间方式时，整个预热2工步在时间过完后转入下一步；而选压力方式时，时间不起作用，而是压力达到后才能转入下一步。
·热方式：压力方式：指穿透加热时，固移模加热切换仅靠压力来实现。若选定压力方式，则参数中穿透次数便发生作用。穿透次数指的是固、移模加热时压力达到了上限，计为1次。一般设为1次即可。时间方式：时间优先方式。穿透切换仅通过时间来完成。时间达到，则固移模加热便切换，而不管压力情况如何。计时开始条件是压力表达到下限。满足：穿透加热时，若时间条件已满足，则系统会等待压力条件达到，再进行加热切换；若压力条件已满足，则会等待时间条件的满足。也就是说要等时间和压力条件都达到才进行加热切换。计时开始条件也是压力表达到下限。
·穿透方式：穿透加热时是先从移模加热开始还是先从固模加热开始。
·脱模方式：产品不好脱模时可选为二次脱模。二次脱模时，参数设定中的“二次脱模”起作用。某些型号机器只能选定一次脱模。
·优先方式：可以选定是固模优先还是移模优先。这个方式主要是决定一次脱模开模时先固模吹气还是先移模吹气。
·脱模带水方式：若产品不好脱模时，可选定带水脱模，在吹气时相应的水冷阀也打开。
（4）手动调试。参见图3，手动调试在画面上实现，用于测试各个阀门接线是否正确，动作是否正常。正常运行时，也可以用来监控各个阀门或电机的运行状态。测试前，请先按下画面中自动/手动切换按钮（至少按下1秒钟）。当这个按钮变为手动状态时，按下画面中相应的动作按钮，则相应的输出点会以黑色显示，表示有动作输出。当自动/手动进行切换时，机器正在运行的流程会中止。根据型号的不同，分为单组料枪和双组料枪系统。若画面显示为单组料枪系统，则画面上料枪阀2和入料阀2不起作用（即只有一组工作）。
图3 手动调试
（5）配方存储。配方存储功能主要考虑到客户使用的便利性，由于生产中需要根据不同的客户需求调整生产的模具，需要根据不同的模具调整参数，每次生产更换模具后，前面讲述到的28项参数都需要调整才能生产出合格的成品。这里的模具存储以后，与前面的28项参数设定结合起来构成配方存储，在下一次生产用到相同模具时通过调换模具型号后，即可以得到原来生产时的经验参数。
3.3 PLC梯形图设计
利用台达简洁而强大的PLC编辑软件，采用步进的方式来实现对整个机械的所有逻辑动作。由于画面上每个动作的执行时间都需要非常快而准确的显示，将PLC和HMI的通讯波特率设置为19200。这样人机界面与PLC的通讯能够保持非常准确的同步，并且整个机器的动作时间非常的快，生产效率非常高。
4 结束语
整套控制系统采用性价比极高的台达机电产品，简洁方便，操作软件易学易用。根据显示效果、配方存储、多级系统密码功能、弹出式的bbbbbbS窗口报警记录等众多强大的功能实现，说明台达HMI与PLC在泡塑行业运用的适用性。这套解决方案的成功运用，得到了众多设备制造商的充分肯定，并在浙江泡塑机业产生了很大的影响，它不仅可以大幅提升生产的效率和稳定性，在性价比方面，也给泡塑设备制造商带来价值。
1引言
金属丝材是基本常用的金属深加工制品。生产金属丝材的金属拉拔机械简称拉丝机。随着国家对不可再生资源的日益关注，提倡节约，在整个电线电缆行业，越来越多的厂家开始尝试开发新型的生产设备，如铜包铝设备，由此延伸出来的三联拉等高端设备的潜在市场显得非常巨大，张家港维达机械正是看到了这样的商机，投入人力、物力开始研发新型的三联拉设备。在竞争激烈的拉丝机市场，单片机开发的专用控制器以及拉丝机专用变频器系统结构简单造价低廉，对于工艺条件要求严格的高端拉丝机，由触摸屏、PLC与变频器系统集成的方案具有更加的自动控制技术优势。
2拉丝机工艺描述
拉丝机种类繁多，按照拉丝的线径大小可以分为：微拉机（线径单位：丝）、小拉机（线径单位：0.Xmm）、中拉机（线径单位：mm）、大拉机（线径单位：1Xmm）从拉丝机内部控制方式和机械结构来说，又可以分为水箱式、滑轮式、直进式等主要的几种。对于不同要求，不同精度规则的产品，不同的金属物料，可选择不同规格的拉丝机械。而于钢丝生产企业和高端丝材，针对材料特性，其精度要求和拉拔稳定度高，使用直进式拉丝机较多。拉丝工艺不同，但其工作过程基本上可以划分成放线、拉丝、收线等3部份工艺过程。
金属丝的放线，对于整个拉丝机环节来说，其控制没有过高的精度要求，大部分拉丝机械，放线的操作是通过变频器驱动放线架实现的，但也有部分双变频控制的拉丝机械，甚至直接通过拉丝环节的丝线张力牵伸送进拉丝机，实现自由放线。拉丝环节是拉丝机为重要的工作环节。不同金属物料，不同的丝质品种和要求，拉丝环节有很大的不同，本文将详细分析设计直进式拉丝机自动控制系统。收线环节的工作速度决定了整个拉丝机械的生产效率，也是整个系统难控制的部分。在收线部分，常用的控制技术有同步控制与张力控制实现金属制品的收卷。
3 系统设计
3.1 直进式三联拉丝机系统方案设计
直进式三联拉丝机自动化系统框图参见图1。
图1直进式三联拉丝机自动化系统框图
三联拉属于大型拉丝机，拉出丝的线径较粗（大线径14mm），需要电机在低频启动时要能提供足够大的输出转矩。这样对于变频器的低频特性有较高的要求。在做方案时选择了使用B系列的变频器，矢量控制能较普通变频器在低频控制时，让电机的输出转矩有明显的提高。
三联拉不同于传统的拉丝机，一般的拉丝机分为双变频和单变频控制两种。在控制上只要PID参数在调试的过程当中能够合理设置，让收线的速度通过积分的作用跟随拉丝的速度，将积分增益设置的大一些，而积分周期要长一些，这样控制效果会比较理想。而三联拉分为两级拉伸，从拉的速度跟随主拉的速度，收线的速度要快速跟随从拉的速度。当主拉速度变化时，从拉及收线的速度要跟随主拉的速度同升同降，并且由于主拉加减速打破了之前的平衡状态，要求从拉及收线的要快速响应，达到新的平衡状态。尤其是收线要更加要快速响应。由于控制对象相互之间在速度上相互影响，在应用普通拉丝机的控制方法，使用简单的PID调整就很难使得从拉和收线达到平衡。积分作用的滞后，平衡杆可调节的范围又比较小，如果不能快速响应，会出现摆杆回到平衡位置的时间较长，在回到平衡位置后，由于积分的累计使得前后速度已经有较大的差异，又造成超过平衡位置，此时后一级又需要经过一段时间的积分作用才能将速度校正过来，但由于积分作用的滞后使得还未将平衡杆校正过来，可能丝就已经被拉断了。需要一种新的控制算法，要能够快速响应主速的变化，不能够超调，造成系统的震荡。具体的控制算法在下文进行详细的介绍及说明。
3.2 控制系统结构与算法设计
（1）系统控制结构。系统控制结构如图2所示。
（2）控制算法设计。根据实际控制对象的特性，要求快速响应，调节范围有限。考虑用比例的关系进行调整，因为大拉机械设计上与微拉、小拉、中拉有很大的不同。前者收线都存在卷径的变化，由卷径的变化而影响速度。而大拉的收线部分不同于前者，可以忽略卷径的变化。算法如下公式所示：
图3 同步比例系数设定画面
3.3台达机电产品应用设计
（2）PLC—变频器电气设计。在配置上选用比较有特色的DVP10SX00R的主机，该主机上自带2路模拟量输入和2路模拟量输出，解析度12位。选用DVP02DA-S的模块，一路作为两个平衡杆电位器的电源，一路作为收线变频器的速度给定。而主机上自带的2路DA，分别作为主拉变频、从拉变频的速度给定。2路AD则分别作为2路电位器的反馈输入，参见图4。这样不仅仅能够为客户节省大幅的成本，安装尺寸也非常小，节省了安装空间。
4 系统调试
在整个调试过程中，不仅要合理的调整反馈比例系数。也要注意主拉、从拉在正常运行过程中出力的不同。可以想象由于原料丝的线径粗，即道拉伸主拉电机要出更多的力，即主拉在低速启动时需要较高的转距，如果仅仅单纯的去调试PLC程序，改变反馈比例系数，在拉不同线径的丝时，控制的效果一定是会发生变化的。我们不可能要求操作人员去动态的调整反馈比例系数。其实只要将主拉的V/F曲线调整的合理，提高低速转距或者根据实际情况还可以将主拉变频的控制方式改成矢量控制，来弥补低速运行时出力不足的情况。
如果主拉的控制方式采用矢量控制，在负载较重的时候，会发现平衡杆频繁震荡。
如果观察运行电流，会发现电机运行电流忽大忽小，之会出现这种情况的原因是由于采用矢量控制时，变频的输出电流会进行补偿，以提高电机的输出转矩。而电流改变的太频繁，会造成上述的现象，如何解决？可以增大转矩补偿低通滤波时间，增大该值可以非常有效的克服振动的现象。这一点是非常关键的。
整个系统在运行中可以分启动、加速、减速、停车过程。启动要求主拉具有较高的启动转矩，在拉大线径时也要能有足够的力量。在加速的过程中需要从拉的加速时间要小于主拉的加速时间，目的是为了快速跟随主拉速度的变化，也能及时的对平衡杆的变化响应出来。收线在加速的过程中，加速时间要比从拉更小，因为收线要更加快速的对主拉或从拉速度的变化进行快速响应。在减速和停车的过程中，也要合理的对主拉、从拉、收线的减速时间进行设定。以保证在停车时平衡杆能够停在平衡位置附近。
一、引言
本机型广泛适用于化妆品、牙膏、制药、食品、化工等行业采用软管包装的产品的灌装封尾。本机型特点：具有自动上管、定位、无管不灌和自动出管功能。本机型(GF100)比用户原有的GF80机型的灌装封尾机的效率有大幅度的提升，产品与国内同行业制造商相比处于地位，在国际上也享有较高声誉。
二、系统构成
本机采用DOP-A57BSTD+14SS+16SP+VFD022M+DTC1000R*1+DTC2000R*5
以下为本机说明
三、本机主要由以下几部分构成
料斗、上管、对色标、灌装、封合加热及落料几部分构成
（1）料斗部分主要控制上料，搅料及原料保温
上料：当上料开关打开后PLC将根据液位信号实时添加灌装原料，满足要求后自动关闭。
搅料：料斗中的原料必须充分搅拌以保证灌装原料的均匀性及质量。
原料保温：灌装的原料必须恒温在一定的温度，温度高了原料容易起反应变质，温度低了容易结块，在此一部分采用的DELTA的DTC系列温控表严格控制其原料温度。
（2）上管部分主要由两个上管阀控制两路上管执行机构
上管：两路上管由用户自由选择是否打开，在打开的条件下，控制部分将根据信号盘的信号自动执行上管动作。
（3） 对色标部分主要由两个色标电机及两个色标光电组成。
关于色标电机的动作主要和信号盘有信号（有信号时整个环型是不动的），以及当前对标位置是否有管（整个传送带一次移动两个工位每个加工工位是否主要依据两个有管信号检测光电检测并传递，具体处理程序见下图1），再根据色标光电进行自动对标。
图1
（4）灌装部分主要控制两个灌装头
灌装头的动作主要和信号盘有信号（有信号时整个环型是不动的），以及当前灌装位置是否有管,若有即可打开灌装阀执行灌装动作,若没有则关闭灌装阀不执行灌装动作。
（5）封合加热部分主要由四个封合加热头
封合加热部分的四个封合加热头主要用于灌装后的后处理，即每个产品都要经过两次热烫封尾和修剪尾部工作。四个封合加热部分对温度也有较高的要求，温度低了可能导致无法封合或封合不密实，温度高了可能会产品尾部变形，影响到产品的外观，此四个加热头应用DELTA的DTC对其温度进行控制，产品尾部封合密实美观。
（6） 落料部分如果有料将会被自动顶出落料。
四、系统架构
上图为本系统的网络架构图。
（1）温控部分
整个系统的整体统配工作有DELTA的DOPA57BSTD的HMI完成。本机尤为特出的是6台温控器的调机工作可以通过HMI的直观、友好、方便、快捷调机画面迅速简单完成极大的方便调机人员，与传统意义上的温控表相比有着相当大的优势。下面为在HMI中组态温控表调机画面：
在此画面中我们明显可以看出温控表的调试相当方便，图中1#标志框可以任意选择温控的控制方式；2#标志框用于选择PID控制方式时P、I、D三个参数的自行整定工作，DTC的P、I、D自整定功能大大节省调试时间，并大大降低了对调试人员的技术要求；3#标志框可以自由选择传感器的类型，当终用户端的传感器损坏时选择了不同类型的传感器也没有关系；4#标志框在传感器发生漂移误差线路损耗时可以通过此参数进行修正，这也充分体现DTC对于工业现场的实际环境有着较强的适应性。其他5块温控类似此处不再祥述。
（2）PLC部分
PLC是整个控制系统的核心，进行信号、资料处理，它的性能决定了整个系统的品质。系统选用了DELTA的14SS，此机型具有强大的逻辑处理和数据处理能力以及丰富的周边指令集。具有相当高的性价比一款机型。
（3）操作界面
人机界面用于参数的输入和控制命令的发出。系统选用了DOP-A57BSTD，其CPU的高速处理能力，可以实现在线/离线仿真，给用户一个真正友好、可规划之输入界面。
人机上可以调整设备速度（即调整变频控制的主机速度实现）、当前产量温度显示及设置、时间显示等功能。可以实现手动调整，自动工作（包括上管、对色标、灌装、封尾及自动落料等工作）。
（4）主机变频调速
主机采用低噪音迷你型M系列变频器，整个机器的效率提升对其有很大的依赖性，该系列调速方便、直观、稳定，可靠等优点。用户可根据配套机器的要求自由调整整机的运行速度。
五、结束语
台达机电产品在灌装封尾机械上整合解决方案，极大的提升了台达机电产品在用户心目中的影象，大大增强了用户对于台达产品的信任和信心。实际上，要抓住客户关键在于给客户提供完整的解决方案，为客户解决实际问题，不断满足客户的需求，持续改善，才能使客户成为长久的忠实客户。