作者簡介

　　賀順華，邵陽紡織機械有限責任公司定形機研究所副所長，高級電氣工程師。從事電氣設計工作近18年，具有近20年的電子線路設計與單片機開發(fā)經(jīng)驗，擅長PLC、觸摸屏編程與機器抗干擾等疑難問題處理，是邵陽紡機主導產(chǎn)品M5469、M5471的電氣主持設計、方案制定與程序編寫者。

　　如今，數(shù)字化技術越來越多地應用于電氣自動控制領域，在高檔定形機電氣控制中應用十分普及，逐漸將電力拖動、傳感器技術、數(shù)字化技術很好地融合為一體。

　　定形機電氣控制系統(tǒng)三大優(yōu)勢

　　數(shù)字化技術在定形機電氣控制中的作用主要體現(xiàn)在3個方面。

　　一是PLC、觸摸屏是電氣控制數(shù)字化的基礎，該設備的運用，徹底地改變了傳統(tǒng)的電氣控制，充分地減少了中間控制電路和連線，使電路簡化，故障率降低，可靠性提高，使很多復雜的計算和控制得以輕松地實現(xiàn)，大大地提高了機器的自動化水平，減輕了操作人員的勞動強度。故障指示和歷史記錄，能幫助維護人員快速查找、排除故障。運行保養(yǎng)周期表，提醒維護人員及時對機器相關部件進行保養(yǎng)、更換到期易損器件，延長機器壽命，減少故障發(fā)生。

　　二是企業(yè)局域網(wǎng)改善工藝、生產(chǎn)管理。定形機的工藝參數(shù)經(jīng)過多次實際加工過程的修正，上傳至工廠控制中心，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化，形成加工效率最高、品質(zhì)最好、能耗最低的最佳工藝進行存檔，同時由于只有相關管理者能看到工藝，提高了工藝保密性。

　　三是實現(xiàn)遠程監(jiān)控、故障排除、維護保養(yǎng)提示和技術升級。利用云技術與智能網(wǎng)關實現(xiàn)與機器遠程通信，進行數(shù)據(jù)實時采集與存儲，通過手機APP或電腦，各方面人員隨時隨地對機器運行狀態(tài)一目了然。當系統(tǒng)程序需要升級或修改時，可以與用戶商定時間停機遠程下載，克服了傳統(tǒng)售后服務溝通不暢或路途耗時過長的缺點，極大地節(jié)約時間與維護成本。

　　多個單元協(xié)同操作實現(xiàn)全面把控

　　定形機數(shù)字化控制系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)硬件和PLC程序控制兩個部分。新型定形機的電氣控制系統(tǒng)包括PLC、觸摸屏、變頻器(伺服)、智能儀表、傳感器、監(jiān)視設備、上位機、互聯(lián)網(wǎng)控制站、手機APP多個結(jié)構(gòu)，屬于比較全面的控制系統(tǒng)。

　　在整個控制系統(tǒng)中，PLC是現(xiàn)場控制的主體、系統(tǒng)的基礎。邵陽紡機選擇西門子S7-1500C系列PLC作為其控制的核心機構(gòu)，與同類產(chǎn)品比較，具有軟硬件功能強大，高抗干擾能力的優(yōu)勢。觸摸屏系統(tǒng)采用前、中、后3個觸摸屏的方式，通過交換機與PLC的PN口連接。前屏主要控制進布、對中張力、軋車張力與液位、烘燥張力，中屏為主屏，控制整個定形機，后屏控制出布、落布、產(chǎn)量統(tǒng)計，使各個工位操作得心應手。

　　主傳動變頻器(伺服)與PLC通信。主傳動系統(tǒng)是定形機中的速度同步控制系統(tǒng)，隨著織物的不斷高檔化，要求控制十分可靠、控制參數(shù)傳送迅速和精度高，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、同步、恒張力運行，滿足成品織物密度的一致性。系統(tǒng)采用高速、可靠的PN通信。PLC與風機變頻器、智能儀表通信，傳送設置值，讀取實際值，系統(tǒng)采用變頻器、智能儀表標配的Modbus-RTU協(xié)議通信，以便降低成本。

　　遠程通信，S7-1500C系列PLC的PN口除了以Profinet協(xié)議通信外，還可同時組態(tài)成Modbus-tcp協(xié)議，方便多公司的機器組成工廠局域網(wǎng)。用戶工廠組成局域網(wǎng)，進行ERP管理。PLC由智能網(wǎng)關連接至云端，與遠程工程師站、手機通信。PLC程序控制方面，S7-1500C系列設備PLC采用TIA Portal編程，有5種編程語言，減少程序存儲空間，縮短程序執(zhí)行時間。系統(tǒng)時間設置，可按實際時間設置PLC內(nèi)部時間，以便觸摸屏的顯示時間與實際時間相符。

　　主傳動控制包括主傳動系統(tǒng)的選擇、起動、停止控制、故障報警處理，計算和傳送速度、超喂率、張力等信號。出現(xiàn)故障時，PLC程序必須馬上停止主傳動系統(tǒng)和相關部分運行，通知相關人員處理。定形機的主傳動系統(tǒng)，以主鏈條為基準，上超喂、下超喂、左右毛刷、出布、落布各單元按一定的速度關系以動態(tài)跟隨的方式組成硬同步系統(tǒng)運行。

　　織物計長和輔助傳動控制，是將傳感器送來的信號經(jīng)過計算后以計長或計重的方式統(tǒng)計產(chǎn)量?？刂平涣鬏o助傳動部分的運行、停止、故障報警。門幅寬度控制可根據(jù)織物品種的不同，將機器的各段導軌調(diào)節(jié)成不同的寬度，以便滿足加工要求。當達到門幅極限或擺角極限時，PLC停止相關部分運行、發(fā)出報警，保護導軌系統(tǒng)安全。

　　風機變頻器控制，控制風機變頻器選擇、起動、停止，PLC將每個單元的運行速度、加減速時間傳送給對應的變頻器，讀取各個變頻器的電流、故障等參數(shù)。智能儀表控制，以通信的方式向智能儀表傳送設置值，讀取實際值，風機、智能儀表有專門的通信模塊，可以極大地減輕編程難度與工作量。

　　PLC的發(fā)送、接收緩沖區(qū)與上位機或遠程工程師站通信。與上位機通信實現(xiàn)ERP管理，現(xiàn)場監(jiān)控，上載、下載、優(yōu)化工藝配方，實現(xiàn)多臺機器群控。

　　總體來看，定形機電氣控制已不再是簡單地能滿足加工生產(chǎn)要求，而是將向高度自動化、智能化、群控化、遠程化發(fā)展。采用互聯(lián)網(wǎng)把生產(chǎn)廠家與使用廠家的機器連接起來，通過報警數(shù)據(jù)、現(xiàn)場視頻分析，實現(xiàn)遠程診斷和程序升級，改變傳統(tǒng)的售后服務模式，擴大服務范圍，提高服務質(zhì)量，幫助用戶提高機器使用和保養(yǎng)水平，將成為定形機電氣控制的發(fā)展方向。