发布日期：2021/8/2

 

----控制、通讯、数据处理及人机界面于一体功能的实现

 

　　一、前言
　　塑料薄膜吹拉成型机械设备有着广泛的市场，如薄膜包装，肠衣制造，尼龙薄膜,等等。主要功能是将乙烯颗粒原材料加温融化，经过挤出、中空、定型、拉伸、冷却等几部工艺，使原材料经过流水线成为中空薄膜，或者单层薄膜,用于各种包装材料场合。富士贸易北京办事处为北京数据公司技术开发部选型用富士人机界面作同步调速器，用变频器作精确传动控制，可完成相关设备的控制要求和精度.

　　二、系统控制工艺
　　该系统电气控制主要由三部分构成：鼓风与上料系统、塑料颗粒加温挤出系统，多步牵引与成型系统
　　1、鼓风与上料系统
　　系统工艺较为简单，主要功能为原材料输送及吹风系统。利用富士变频器可轻松实现调速控制。
　　2、塑料颗粒加温挤出系统
　　系统主要是材料挤出温度及牵引各环节薄膜温度的恒温控制。主要利用富士PXR5型温控器实现各点温度自动控制。
　　富士温控表有各种规格，具有自整定及模糊控制功能，并具有各种输入/输出形式及相关报警模式。三键式面板操作十分方便。
　　3、多步牵引与成型系统
　　此部分为整个生产工艺控制过程中最为复杂的部分，该部分要求系统由5台变频器构成，分为一牵、二牵、三牵、四牵、五牵个部分，动作如下：
　　A：一牵为为基准速度控制，该台变频器作为主要变频器，配合生产工艺增减速度，其他四台变频器跟踪其速度作线性变化。
　　B ：二牵、三牵为中间过度传送系统，其速度为跟踪一牵成一定比例的线性调速，使薄膜不会过紧或过松。
　　C：四牵、五牵为拉伸系统，跟踪一牵成一定比例变化。最后成型与卷绕。
　　D：所有各牵的比例系数随工艺调整随时变化，每次开车时需调用不同的工艺参数。
　　三、系统电气设计
　　根据以上控制要求，本方案不用变频器同步卡和PLC控制，充分利用富士MONITOCH集控制、通信、数据处理及人机界面于一体的强大功能，高速32位CPU及其处理器,内置标准大量32位运算和数据处理指令.采用MONITOCH实现6台变频器集成联动频率和参数换算，及相应各台变频器的频率，线速度，工作电流的集中显示。同时对30台富士温控表进行集中监控和参数设置调整.并利用MONITOCH内的存贮器，将各种工艺参数存贮起来，每次开机时根据不同产品生产，一键式调用工艺参数。这样,将富士触摸屏开发成专用的人机对话型控制器.
　　四、系统构成与分析
　　本电气系统要求较高，技术含量较大，大多是用软件来实现其功能，因此要求选用优质产品，可靠性高，系统运行稳定，在一定基础上做到免维护。因此在硬件上全部选用富士电机优质产品。
　　1、变频器
　　选用富士电机生产的E1S系列变频器。C2S系列变频器为小型化,高性能，多功能变频器标准配置有制动单元和MODBUS通讯接口。具有动态矢量转矩控制，0.5HZ低频输出150%的启动转矩能在各种运行条件下实现对电动机的最佳控制。本系统中充分利用了C2S变频器的恒转矩输出功能，通讯功能，低速脉动小功能及万用DI/DO功能，和变频启/停调速多种方式任意切换功能。其丰富的保护功能和维护功能也在系统诊断与可能性提高上发挥了完美应用。
　　2、人机界面
　　选用日本富士电机生产的优质触摸屏V8系列。机器有各种尺寸。内部有大量的宏指令运算功能用于数据处理和通信。有专用通信口可与变频器及温控表等产品通信，有打印机接口，可打印相应生产和系通诊断工况，内部有存储空间，用于放置各种工艺参数。与富士变频器万能DI/DO口实现完美控制。漂亮的外观及清晰的显示器能将整个系统状态完美显示。其触摸功能可让用户在屏上控制监视各级工艺与工况。
　　3、具体实现下图：
　　图一电气连接图

　　

　　本系统具体操作如下；
　　㈠、调车状态：这步根据不同产品生产及不同工艺要求进行试车过程，将调试好的各种工艺参数存贮在POD中，以便正常生产时随时调用。
　　首次调试：在MONITOCH上按手动。这时5台变频器的频率调整由外部端子点动加/减速，达到现想工况之后按存贮键，这样此步工艺就存在POD中。
　　㈡、正常生产：在人机界面上按自动，根据工艺要求调用已存贮的1-5号工艺，按生产要求生产。在生产中需要提高或减少产量，只要点动一牵变频加速或减速，那么二牵、三牵、四牵、五牵会自动按照数学模型跟踪一牵速度增加或减少，达到正常生产。
　　五、结束语：
　　本系统将大量工作用于开发上，硬件联接简单，可靠，维护方便。主要功能由软件实现，工人操作与维护十分简单，真正可称为傻瓜机。性能稳定可靠，操作方便。本应用案列还可应用在许多其他类似场合，对于多台变频联动应用都适合。