PLC和人机界面在双盘收线机中的应用.pdf

2 0 0 7年第 1 期 NO． 1 2 0 o 7 电 线 电 缆 El e c t r i c Wi r e＆ Ca b l e 2 0 0 7年 2月 F e b． ． 2 o o 7 ， P L C和人机界面在双盘收线机中的应用 李广国， 刘为民， 李 安， 王 勇 西北机器厂， 陕西 宝鸡 7 2 2 4 0 5 摘要 介 绍 了 S I E M E N S s 7 ． 2 0 0系列 P L C和 D E L T A公 司的 D O P A系列人机界 面在双盘收 线机 中的应 用， 给 出关 键的控制 系统 结构厦程序设 计结构和设计。 关键词 双盘收线机 ； P L C； 人机界 面； 控 制 系统 ； 程序设计 中图分类号 T M 2 0 5 ． 2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 ． 6 9 0 1 2 0 0 7 0 1 ． 0 0 4 5 - 0 2 Th e Ap pl i c at i o n o f PLC a n d M a n- M a c h i n e I nt e r f a c e i n Du al S po o l e r s L I Gu a n g g u o，e t a l N o r t h w e s t Ma c h i n e P l a n t 。B a o j i 7 2 2 4 0 5 。C h i n a Ab s t r a c t Th i s p a p e r p r e s e nt s t h e a p pl i c a t i o n o f S I EWMENS s 7 - 2 0 0 PL C a n d DOP A man ma c h i n e i n t e r f a c e f r o m DEL T A i n d u a l s p o o l e r s ， g i v i n g t h e c o n s t r u c t i o n o f the k e y c o n t r o l s y s t e m an d t h e d e s i g n o f t h e p r o g r a m Ke y wor d sd u a l s p o o l e r ；P LC；ma n - ma c h i n e i n t e r f a c e；c o n t r o l s y s t e m；d e s i g n o f the p r o g r a m 1 引 言 随着电线电缆行业飞速发展， 高效节能、 自动化 程度高的设备越来越受人们 的欢迎 ， 双盘收线机便 是其一 。双盘收线机适用于电线电缆行业的盘式收 线 ， 它具有收线速度高、 定长 自动高速换盘 、 在换盘 过程中设备不降速 、 不停机 、 上下盘气动升降、 气动 夹紧线盘等功能 ， 它将气路控制和多种检测元件结 合在一起 ， 具有复杂的控制过程。由于 P L C运行可 靠性高， 程序编制灵活多样 ， 适用环境能力强 ， 使用 方便， 维护和保养 简便等优点 。因此 ， 利用 P L C和 人机界面对双盘收线机进行控制 ， 代替复杂继 电器 控制线路 ， 有利于提高设备的可靠性和利用率。 2 双盘收线机的构造和工作原 理 本机由收线装置 、 排线装 置 、 托盘装置 、 气动 系 统和机身电器控制系统等组成。两线盘为平列式布 置 ， 由两 台交流或直流电机分别拖动， 气动升降上下 线盘， 气动夹紧和放松线 盘， 气路 中备有压力控制 器 ， 当压力低于设定值时 ， 不能开机或 自动停机。收 线从空盘到满盘 自动调速。排线 为单独电机传动 ， 用交流变频或直流调速控制。盘距 盘线间距 调节 用交流变频电机控制。换盘用 的电机是用交流电机 直接启动 ， 由定长信 号控制其从左 到右 或从 右到 收稿 日期 2 0 0 6 - 0 7 - 2 0 作者简介 李广 国 1 9 7 0 一 ， 男 ， 陕西武功人 ， 工程师 作者地址 陕西 宝鸡市岐山县蔡家坡 [ 7 2 2 4 0 5 ] ． 匝 ， ’ ． ． 人 L 开 l刖 0 亘 ■ 圜 厂 一 l 障 故 障 报 警l i 图 1 双盘收线机 工作流程图 3 P L C的程序设计 双盘收线机 共有 l 5个 控制按钮 ， 2 6个检测点 作为输 入点 ； 执行元件共 有 2 2个 ， 其 中电磁 阀 l 2 个 ， 其它执行元件 l O 个 。由于西门子 P L C具有极高 的可靠性 ， 丰富的指令集 ， 强劲 的通讯能力和丰富的 扩展模块 ， 以及极高的性价 比， 因此 P L C选用西门 子 s 7 ． 2 0 0系列 。控制 系统的 P L C采用数 字 I ／ O模 块 ， 负责对定长 、 计长 、 速度等数据的实时采集和对 设备的运行状况检测 ， 通过输 出来调整各个动作的 协调性 ， 用于控制左盘 、 右盘 、 排线 、 换盘及报警和警 告等开关量和模拟量的输 出。 系统采用 S T E P 7 一Mi c r 0 ／ WI N 3 2 V 4 ． 0 S P 3编程 软件 ， 根据工艺流程及控制系统的要求， 用梯形图方 式进行编程 ， P L C主程序流程 图见图 2 。 编程方式主要分 4部 分 手动调节、 自动调节、 故 障自诊断及逻辑输出等程序。手动调节用于设备 调试 ， 自动调节用于设备正常运行 ， 故障自诊断用于 维普资讯 2 0 0 r 7 年第 1 期 N o ． 1 2 o 0 7 电 线 电 缆 E l e c t r i c Wi r e＆ C a b l e 2 0 0 7 年 2月 F e b ． ． 2 O 0 7 图 2 P L C主程流程图 显示故障。由于许多动作是重复使用 ， 因此须将相 同的动作对应 的放置 ， 防止编程混乱。流程 图中 A 与 B在系统运行过程 中循环使用 ， 直到人为停机或 出现故障而 自动停机。根据多次现场 调试经验 ， 总 结出以下几种故障类型 1 气路故障， 导致故障不 能复位 ， 系统不能运行 ； 2 电器检测元件 故障， 例 如检测元件不 到位或元件损坏 ； 3 收线机换盘时 收线速度不等 ， 收线过松过紧 ， 导致故障的发生 ； 4 左盘运行时 ， 右盘检测不到信号， 以警 告使用者 ； 在 换盘时 ， 警告尚未消除 ， 即出现故障 ， 系统停机 ； 反之 亦然 。在故障发生时 ， 系统通过 P L C检测将故障信 息显示在人机界面上 ， 并发出光报警信号 ， 提醒维护 人员进行维修 。 4 人机界面 的选型 与设计 人机界面的作用是对控制系统 的监视 和管理 ， 如根据检测结果显示出警告或故 障。考虑该系统控 制信号和检测点比较多， 通过人机界面传递信息简 单 ， 以及出于性价 比等方面的考虑， 选用 D E L T A公 司的 D O P A 系列 人 机 界 面， 组 态 软件 使 用 S c r e e n e d i t o r 。该系统人机界面主要分为初始信息传递 、 警 告与故障显示报警和状态显示数据处理三个部分 。 P L C系统检测所有 的输入信号， 根据动作要求 进行逻辑判断 ， 给出故障或警告 ， 通过三色灯提醒现 场工作人员进行现场处理 ， 同时触摸屏显示故障位 置及相应解决办法 ， 故障解除以后 系统才 能正常运 行 。人机界面的工作流程示意图见图 3 。 4 6 故 障 显 示 圆 异常 。 H MI 通讯故障 卜 一 正常 主页面显示 收线速度显示 故障显示 卜 一 收线长度给定 收线长度显示 收张长度清零 转入故障画面 初始化 l 一 Y 初始化显示 故障信息 l 一 有故障 N I 运回主页面卜 N 故障警告显示 卜 一 Y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯j ； ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯j 图 3 人机界面工作流程示 意图 5 结束语 利用 P L C和人机 界面对复杂运行 过程进行 简 化处理 ， 有利于设备维护与修理 ， 并为企业带来 巨大 社会和经济效益 。该 系统在工业现场控制方面 ， 以 其 良好的控制功 能和性 比价 ， 赢得客户的广泛赞誉 。 参 考 文 献 [ 1 ] S I M A T I C s 7 ． 2 0 0可编程序控制 器系 统手 册 [ Z] ． 西门子 中国 有限公 司， 2 0 0 2 ． [ 2 ] D O P A ．列人机界 面应 用 技术 手册 [ Z ] ． 中达 电通股 份有 限 公 司 ， 2 0 0 4． [ 3 ] 双盘收线机使用说 明书[ z ] ． 西北 机器厂 ， 2 0 0 5 ． 维普资讯