一、概述
      在冰箱生產(chǎn)線的設(shè)備中,真空吸塑成型機(jī)系統(tǒng)使用非常普及,對每種不同的冰箱內(nèi)膽型號都要對工藝的參數(shù)和模具進(jìn)行調(diào)整,隨著PLC的國產(chǎn)化和成本的不斷降低,PLC在工業(yè)生產(chǎn)線的節(jié)能及提高生產(chǎn)效率等方面起到日趨重要的作用。
      針對單工位真空吸塑成型機(jī)控制系統(tǒng)的工作環(huán)境和節(jié)能性要求使用西門子S7-200系列PLC和人">

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技術(shù)頻道

真空吸塑成型機(jī)系統(tǒng)新控制方案

    一、概述
      在冰箱生產(chǎn)線的設(shè)備中,真空吸塑成型機(jī)系統(tǒng)使用非常普及,對每種不同的冰箱內(nèi)膽型號都要對工藝的參數(shù)和模具進(jìn)行調(diào)整,隨著PLC的國產(chǎn)化和成本的不斷降低,PLC在工業(yè)生產(chǎn)線的節(jié)能及提高生產(chǎn)效率等方面起到日趨重要的作用。
      針對單工位真空吸塑成型機(jī)控制系統(tǒng)的工作環(huán)境和節(jié)能性要求使用西門子S7-200系列PLC和人機(jī)電子公司的MT-500系列觸摸屏組成的。    
      西門子S7-200系列PLC以非常高的可靠性和低成本優(yōu)勢成為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場控制器的首選。
      它能適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境強(qiáng)電磁干擾及高溫度,高濕度的場合?!   ?BR>      本系統(tǒng)核心采用西門子CPU226為模塊,再加入O/I擴(kuò)展模塊EM223,EM222,及模擬量輸入模塊EM231,輸出模塊EM222組成。
    CPU226模塊有兩個RS485接口,點對點接口(PPI)在使用上非常方便,一個可以用于觸摸屏的控制,一個可以用于和其它公司模塊之間的通迅。
      人機(jī)介面采用觸摸屏MT-510T,簡單可靠在使用RS485通迅線時可靠通訊距離可以達(dá)到50米。    
    二、人機(jī)界面
    1. 主界面介紹:如圖1,開機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)主界面選擇需要的工作方式。如選擇英文工作模式,進(jìn)入如圖 2所示的英文界面,如選擇調(diào)整界面或是選擇手動界面系統(tǒng)就會進(jìn)入相應(yīng)的控制面板進(jìn)入裝模調(diào)試和手動復(fù)位工作。
    2. 當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入自動運(yùn)行控制面版后,可以通過位狀態(tài)指示燈了解真空吸塑成型機(jī)的運(yùn)行情況,循環(huán)起動多功能按鈕在不同的運(yùn)行狀態(tài)下可以完成:循環(huán)起動-----加熱結(jié)束--------冷卻結(jié)束,三種功能。
    3. 自動工作循環(huán)動作順序:
     上料————按循環(huán)起動按鈕————壓邊框快速下降————壓邊框慢速下降到位————上下加熱板快速前進(jìn)————上下加熱板慢速前進(jìn)到位————加熱板開始加熱————A:正常;設(shè)定加熱時間到————————————
     B:異常;板料下垂——光電保護(hù)開關(guān)——————
     C:人工按(加熱結(jié)束按鈕)按鈕————————
    
      上下加熱板快速后退————上下加熱板慢速后退到位——
  D:模架延時上———設(shè)定時間到——模架快速上行————模架慢速上行到位————
    E:1次吹泡————設(shè)定時間到————2次吹泡————設(shè)定時間到————————
    慢速抽真空——設(shè)定時間到———快速抽真空————設(shè)定時間到————(選擇輔壓框)
    ,輔壓框快速下降————輔壓框慢速下降————保壓——保壓時間到————延時冷卻——設(shè)定時間到————冷卻風(fēng)機(jī)開——設(shè)定時間到——風(fēng)機(jī)?!婵铡O(shè)定時間到————脫模吹氣——設(shè)定時間到——抽芯回,模架延時下——設(shè)定時間到————模架比例慢速下降到位————抽芯復(fù)位,同時壓邊框快速上升————壓邊框慢速上升————卸料,
    一個工作循環(huán)結(jié)束。同時在執(zhí)行動作時如發(fā)生意外可以按急停按鈕,動作立即停止;所有動作在觸摸屏界面上都有模擬顯示?!      ?. 參數(shù)調(diào)整:通過觸摸參數(shù)調(diào)整屏界面對生產(chǎn)工藝中的產(chǎn)品型號、動作時間設(shè)定、溫度設(shè)定、壓力和速度設(shè)定、加熱板加熱位置及加熱功率百分比。
    5. 圖6;進(jìn)入產(chǎn)品選擇界面,根據(jù)需要選擇符合和產(chǎn)品工藝對應(yīng)產(chǎn)品后確認(rèn)。
  6.其它的參數(shù)調(diào)整進(jìn)入對應(yīng)的調(diào)整介面,根據(jù)產(chǎn)品的工藝卡要求進(jìn)行調(diào)整。如圖4,5,6。  
  三、注意事項:    
    1, 實施接線時,務(wù)必關(guān)閉電源。
    2, 控制柜電源必須采用符合標(biāo)準(zhǔn)的三相五線制供電,所有設(shè)備體上之接地端子務(wù)必正確的接地,可提高產(chǎn)品的安全性。
    3, 交流電源不可連接于行程開關(guān)等信號端,否則可能造成嚴(yán)重的損壞,因此在通電前請再次確認(rèn)接線是否正確。
    4, 為了防止干擾,觸摸屏與控制柜之間的連線請務(wù)必使用有被覆的屏蔽線,且不可與AC200V以上的回路并排走向。
    四、PLC程序的編制:
    西門子S7-200使用西門子的STEP 7-MicroWIN 進(jìn)行方便快捷的編程,它可以在STL、梯形圖、FBD邏輯方框圖之間切換編程,豐富的指令集基本上可以滿足中小型設(shè)備的應(yīng)用。
  
  附:部分觸摸屏介面圖1~6


  
    四、系統(tǒng)優(yōu)點
  真空吸塑機(jī)是利用真空吸力,將加熱塑化的PVC、PE、PP、PET、HIPS等熱塑性塑料卷材吸制成各種形狀的高級包裝裝璜盒、框等產(chǎn)品。其主要構(gòu)造是由給料、拉料、上下電加熱爐、下閘、多功能可調(diào)尺寸、下模盤、上模、上閘、刀閘、切片、放片及配以真空裝置等構(gòu)成;以氣動裝置為主動力源,時間繼電器,中間繼電器,行程開關(guān)等電器組成全自動控制系統(tǒng)。吸塑機(jī)對控制系統(tǒng)的要求是保證操作方便、機(jī)械動作和溫度控制精度高、生產(chǎn)時間短、在同等生產(chǎn)條件下盡可能節(jié)約機(jī)械的耗電量。
  目前,機(jī)器采用交流接觸器進(jìn)行限溫,分區(qū)采用固態(tài)繼電器進(jìn)行通斷控制的方案。:
  1)以PLC+固態(tài)繼電器來代替可控硅來進(jìn)行溫度控制的方式??梢赃M(jìn)行溫度控制方案編程,保存每種材料的控制參數(shù),提高溫度控制精度。
  2)固態(tài)繼電器對每個電磚進(jìn)行獨(dú)立溫度采樣和獨(dú)立輸出控制,提高控制的柔性。
  3)對加熱元件的控制采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù),減少PID調(diào)節(jié)的波動性,減小控制滯后,提高了設(shè)備的可靠性,并縮短設(shè)備的生產(chǎn)調(diào)試時間;
  4)采用觸摸屏作為人機(jī)界面,提高機(jī)器的自動化程度、美觀和效率。   
  采用本系統(tǒng)可以有如下優(yōu)點:   
  • 以PLC+固態(tài)繼電器來代替可控硅來進(jìn)行溫度控制的方式,省去人工調(diào)節(jié)STEP CONTROL旋鈕的大量工作,PLC可以自動按設(shè)定的溫度將加熱板調(diào)節(jié)到預(yù)定溫度。由于電熱瓦數(shù)量較大(本機(jī)為160個),這樣可以省去大量的設(shè)備試機(jī)和預(yù)熱時間,提高設(shè)備的生產(chǎn)率。   
  • 采用觸摸屏作為人機(jī)界面,可以隨時直觀地了解設(shè)備的生產(chǎn)狀況,提高機(jī)器的現(xiàn)代化程度和自動化程度,方便操作,可以實現(xiàn)1人多機(jī)。系統(tǒng)可以對設(shè)備生產(chǎn)的設(shè)備故障和操作失誤進(jìn)行報警,提高設(shè)備的安全性。   
  • PLC有大量的內(nèi)存可以保存不同材料的控制方案,這樣,在使用本設(shè)備已經(jīng)加工過的材料時,可以直接調(diào)出過去的控制方案,如果有更優(yōu)的方案,可以更新保存的方案,進(jìn)一步節(jié)約用戶的時間。   
  • 將原來的分區(qū)控制改為對每個電磚進(jìn)行獨(dú)立溫度采樣和獨(dú)立輸出控制,可以對熱板進(jìn)行溫度控制方案編程,可以按逐個電磚進(jìn)行控制,提高溫度控制精度和吸塑加工質(zhì)量,提高生產(chǎn)控制的柔性,達(dá)到準(zhǔn)確、平穩(wěn)、快速的目標(biāo)。   
  • 采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)結(jié)合PID算法控制,可以減少常規(guī)PID調(diào)節(jié)的波動性,減小控制滯后,提高了設(shè)備的可靠性,并縮短設(shè)備的預(yù)熱調(diào)溫時間。   
  • 可以將加熱元件的溫度狀況與設(shè)備其它動作以最優(yōu)的方式相結(jié)合,保證設(shè)備在最佳條件下進(jìn)行工作,減小試生產(chǎn)時的材料消耗,提高設(shè)備的安全性,保證設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量完美。   
  五、總結(jié):
   本方案在越南首都河內(nèi),河發(fā)制冷(HOA PHAT)得到非常理想的應(yīng)用,整套吸塑成型機(jī)成本不到(50000USD),但其生產(chǎn)效率高于每小時30張箱膽,而該公司同類型的另一臺設(shè)備為德國某公司原產(chǎn)真空吸塑成型機(jī)(價值150000USD)生產(chǎn)節(jié)拍約為22張/小時。所以在提高企業(yè)生產(chǎn)能耗比方面有一定的推進(jìn)作用。

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