臺(tái)達(dá)HMI&PLC在自動(dòng)泡塑成型機(jī)中的應(yīng)用

本文主要介紹臺(tái)達(dá)觸摸屏人機(jī)界面（HMI）和ES系列PLC在自動(dòng)泡塑成型機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)用。
關(guān)鍵詞：HMI PLC 配方功能

1 引言

可發(fā)性聚苯乙稀泡沫塑料（EPS）是一種以氣體為填料的復(fù)合塑料，廣泛應(yīng)用于建筑、包裝、日用品、工業(yè)品等領(lǐng)域。隨著20世紀(jì)80年代初我國(guó)泡塑行業(yè)的興起，浙江企業(yè)開(kāi)始涉足泡塑機(jī)械制造業(yè)，目前全國(guó)超過(guò)60%的泡塑機(jī)產(chǎn)自浙江，浙江也被稱為“泡塑機(jī)之鄉(xiāng)”。浙江泡塑機(jī)械制造企業(yè)十分注重科技創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，始終站在泡塑機(jī)械制造技術(shù)的前沿。在不斷的創(chuàng)新中已經(jīng)發(fā)展到半自動(dòng)、全自動(dòng)泡塑成型機(jī)和間歇式泡沫預(yù)發(fā)機(jī)等機(jī)型，各項(xiàng)性能可與進(jìn)口產(chǎn)品相媲美。本文將主要討論半自動(dòng)泡塑成型機(jī)工藝流程及臺(tái)達(dá)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用。

2 工藝流程

半自動(dòng)泡塑成型機(jī)流程圖如圖1所示。整個(gè)機(jī)器的動(dòng)作按照步進(jìn)方式循環(huán)執(zhí)行，從合模到脫模為一個(gè)生產(chǎn)周期，其中每一個(gè)動(dòng)作的執(zhí)行時(shí)間通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行設(shè)定；要求具備手動(dòng)調(diào)試畫(huà)面及中斷功能，在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中機(jī)器的每一步動(dòng)作狀態(tài)在人機(jī)界面上實(shí)時(shí)顯示。

3 自動(dòng)化系統(tǒng)

3.1 技術(shù)選型

人機(jī)界面采用臺(tái)達(dá)DOP-A57BSTD型觸摸屏。自動(dòng)化平臺(tái)采用DVP32ES00R2型PLC。

3.2 系統(tǒng)描述

（1）控制系統(tǒng)主畫(huà)面。機(jī)器的主畫(huà)面（如圖1）主要提供客戶機(jī)器型號(hào)顯示、產(chǎn)量累計(jì)顯示、當(dāng)班產(chǎn)量顯示及清零功能、機(jī)器軟件版本編號(hào)（售后服務(wù)時(shí)便于查詢?cè)汲绦颍┑娘@示，需要提供客戶進(jìn)入流程狀態(tài)顯示頁(yè)面、參數(shù)設(shè)定頁(yè)面、工藝設(shè)定頁(yè)面、中斷設(shè)定頁(yè)面、手動(dòng)調(diào)試頁(yè)面、系統(tǒng)設(shè)定頁(yè)面、報(bào)警頁(yè)面顯示以及工藝參數(shù)存儲(chǔ)的功能。產(chǎn)量的計(jì)數(shù)方式是模數(shù)，即完成一次合模到開(kāi)模的過(guò)程則產(chǎn)量值就增加一次。設(shè)備型號(hào)在機(jī)器出廠前已設(shè)定，用戶也無(wú)法修改。在進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)時(shí)，憑借客戶提供的版本號(hào)來(lái)判斷原來(lái)的PLC和人機(jī)界面的程序，以便進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)。

圖1 機(jī)器的主畫(huà)面

（2）工藝參數(shù)的設(shè)定。整個(gè)機(jī)械的正常工作需要設(shè)定以下28項(xiàng)參數(shù)（圖2）：

預(yù)吹、入料延時(shí)、入料間隙、入料、入料間隔、二次入料、返料、預(yù)熱1、鎖模、預(yù)熱2、穿透次數(shù)、固模加熱、移模排氣、移模加熱、固模排氣、加熱間隔、主加熱A/ B、保溫、排氣、固模/移模水冷、固模排水開(kāi)/固模排水關(guān)、移模排水開(kāi)/移模排水關(guān)、模內(nèi)壓、預(yù)開(kāi)模、固模吹氣/移模吹氣、二次脫模、二次壓模、開(kāi)模超時(shí)。這28項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定將很大程度上影響產(chǎn)品的質(zhì)量，用戶可以根據(jù)不同的產(chǎn)品調(diào)整每個(gè)工段所需時(shí)間的長(zhǎng)短，豐富的界面使工藝參數(shù)的設(shè)定非常方便。

圖2 工藝參數(shù)設(shè)定

（3）工藝設(shè)定。

·預(yù)吹方式：預(yù)吹的時(shí)候可以選定是使用空氣預(yù)吹還是使用蒸汽預(yù)吹。
·入料方式：一般選一次入料，入料不足時(shí)可選二次入料。
·預(yù)熱2方式：選時(shí)間方式時(shí)，整個(gè)預(yù)熱2工步在時(shí)間過(guò)完后轉(zhuǎn)入下一步；而選壓力方式時(shí)，時(shí)間不起作用，而是壓力達(dá)到后才能轉(zhuǎn)入下一步。
·熱方式：壓力方式：指穿透加熱時(shí)，固移模加熱切換僅靠壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)。若選定壓力方式，則參數(shù)中穿透次數(shù)便發(fā)生作用。穿透次數(shù)指的是固、移模加熱時(shí)壓力達(dá)到了上限，計(jì)為1次。一般設(shè)為1次即可。時(shí)間方式：時(shí)間優(yōu)先方式。穿透切換僅通過(guò)時(shí)間來(lái)完成。時(shí)間達(dá)到，則固移模加熱便切換，而不管壓力情況如何。計(jì)時(shí)開(kāi)始條件是壓力表達(dá)到下限。同時(shí)滿足：穿透加熱時(shí)，若時(shí)間條件已滿足，則系統(tǒng)會(huì)等待壓力條件達(dá)到，再進(jìn)行加熱切換；若壓力條件已滿足，則會(huì)等待時(shí)間條件的滿足。也就是說(shuō)要等時(shí)間和壓力條件都達(dá)到才進(jìn)行加熱切換。計(jì)時(shí)開(kāi)始條件也是壓力表達(dá)到下限。
·穿透方式：穿透加熱時(shí)是先從移模加熱開(kāi)始還是先從固模加熱開(kāi)始。
·脫模方式：產(chǎn)品不好脫模時(shí)可選為二次脫模。二次脫模時(shí)，參數(shù)設(shè)定中的“二次脫模”起作用。某些型號(hào)機(jī)器只能選定一次脫模。
·優(yōu)先方式：可以選定是固模優(yōu)先還是移模優(yōu)先。這個(gè)方式主要是決定一次脫模開(kāi)模時(shí)先固模吹氣還是先移模吹氣。
·脫模帶水方式：若產(chǎn)品不好脫模時(shí)，可選定帶水脫模，在吹氣時(shí)相應(yīng)的水冷閥也打開(kāi)。

（4）手動(dòng)調(diào)試。參見(jiàn)圖3，手動(dòng)調(diào)試在畫(huà)面上實(shí)現(xiàn)，用于測(cè)試各個(gè)閥門(mén)接線是否正確，動(dòng)作是否正常。正常運(yùn)行時(shí)，也可以用來(lái)監(jiān)控各個(gè)閥門(mén)或電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。測(cè)試前，請(qǐng)先按下畫(huà)面中自動(dòng)/手動(dòng)切換按鈕（至少按下1秒鐘）。當(dāng)這個(gè)按鈕變?yōu)槭謩?dòng)狀態(tài)時(shí)，按下畫(huà)面中相應(yīng)的動(dòng)作按鈕，則相應(yīng)的輸出點(diǎn)會(huì)以黑色顯示，表示有動(dòng)作輸出。當(dāng)自動(dòng)/手動(dòng)進(jìn)行切換時(shí)，機(jī)器正在運(yùn)行的流程會(huì)中止。根據(jù)型號(hào)的不同，分為單組料槍和雙組料槍系統(tǒng)。若畫(huà)面顯示為單組料槍系統(tǒng)，則畫(huà)面上料槍閥2和入料閥2不起作用（即只有一組工作）。

圖3 手動(dòng)調(diào)試

（5）配方存儲(chǔ)。配方存儲(chǔ)功能主要考慮到客戶使用的便利性，由于生產(chǎn)中需要根據(jù)不同的客戶需求調(diào)整生產(chǎn)的模具，需要根據(jù)不同的模具調(diào)整參數(shù)，每次生產(chǎn)更換模具后，前面講述到的28項(xiàng)參數(shù)都需要調(diào)整才能生產(chǎn)出合格的成品。因此這里的模具存儲(chǔ)以后，與前面的28項(xiàng)參數(shù)設(shè)定結(jié)合起來(lái)構(gòu)成配方存儲(chǔ)，在下一次生產(chǎn)用到相同模具時(shí)通過(guò)調(diào)換模具型號(hào)后，即可以得到原來(lái)生產(chǎn)時(shí)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。

3.3 PLC梯形圖設(shè)計(jì)

利用臺(tái)達(dá)簡(jiǎn)潔而強(qiáng)大的PLC編輯軟件，采用步進(jìn)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)械的所有邏輯動(dòng)作。由于畫(huà)面上每個(gè)動(dòng)作的執(zhí)行時(shí)間都需要非常快而準(zhǔn)確的顯示，因此將PLC和HMI的通訊波特率設(shè)置為19200。這樣人機(jī)界面與PLC的通訊能夠保持非常準(zhǔn)確的同步，并且整個(gè)機(jī)器的動(dòng)作時(shí)間非常的快，生產(chǎn)效率非常高。

4 結(jié)束語(yǔ)
整套控制系統(tǒng)采用性價(jià)比極高的臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品，簡(jiǎn)潔方便，操作軟件易學(xué)易用。根據(jù)顯示效果、配方存儲(chǔ)、多級(jí)系統(tǒng)密碼功能、彈出式的WINDOWS窗口報(bào)警記錄等眾多強(qiáng)大的功能實(shí)現(xiàn)，說(shuō)明臺(tái)達(dá)HMI與PLC在泡塑行業(yè)運(yùn)用的適用性。這套解決方案的成功運(yùn)用，得到了眾多設(shè)備制造商的充分肯定，并在浙江泡塑機(jī)業(yè)產(chǎn)生了很大的影響，它不僅可以大幅提升生產(chǎn)的效率和穩(wěn)定性，而且在性價(jià)比方面，也給泡塑設(shè)備制造商帶來(lái)價(jià)值。