基于人機(jī)界面及伺服控制器的卷煙系統(tǒng)

　　MK9-5/PA8-5 型卷接機(jī)組是我國引進(jìn)較早數(shù)量較多的煙草設(shè)備之一，為英國莫林斯(MOLINS)公司70年代產(chǎn)品。其電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，電氣邏輯、模擬控制是以兩組 8088A微處理器為核心并由51塊外露式專用電子線路板組成。由于該電氣系統(tǒng)運(yùn)行多年，設(shè)備老化，故障率相當(dāng)高，給廠家造成許多不必要的損失。我廠在結(jié)合其現(xiàn)場實(shí)際情況并且經(jīng)過大量調(diào)查研究后決定選用性價(jià)比極好的富士人機(jī)界面和可編程控制器及倫茨伺服控制器進(jìn)行徹底改造該系統(tǒng)。

　　一、硬件組成

　　1、人機(jī)界面

　　選用富士UG220H-LC4，5.7寸STN單色八級灰度，可以與26個(gè)廠家的PLC直接通訊(正是由于其兼容性強(qiáng)才決定選用此產(chǎn)品)，其編程方式簡單易學(xué)，既使無專業(yè)知識也能快速掌握。能與多家溫控表和變頻器直接通訊，可以上掛以太網(wǎng)和直接驅(qū)動市售打印機(jī)。前面板防水等級達(dá)到IP65，運(yùn)行溫度為 0-50攝氏度完全能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場。產(chǎn)品型號齊全從5.7寸、7.7寸、10.4寸到12.1寸，單色、彩色、STN、TFT。

　　2、可編程控制器

　　選用富士NB1U56R-11(主機(jī)56點(diǎn))和NB1W56R-11(擴(kuò)展56點(diǎn))，該種機(jī)型結(jié)構(gòu)緊湊輸入輸出點(diǎn)可以自由組合，只需輕輕插拔繼電器即可調(diào)配輸入/輸出點(diǎn)。而且其主機(jī)還可以與NB2系列擴(kuò)展兼容，同時(shí)可以帶模擬量模塊。其全中文的編程環(huán)境使編程者方便易懂。

　　3、伺服控制器

　　選用德國倫茨伺服控制器。

　　限于篇幅本文只對人機(jī)界面方面加以介紹，其它在適當(dāng)時(shí)機(jī)發(fā)表后請專家讀者指教。

　　二、軟件實(shí)現(xiàn)

　　通過其專用的編程軟件UG00S-CW在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行組態(tài)、調(diào)試下載到人機(jī)界面中，連接上通訊電纜后就可進(jìn)行操作顯示。人機(jī)界面運(yùn)行時(shí)以自身程序?qū)LC進(jìn)行讀取、傳送，不必?fù)?dān)心它的引入而影響PLC的掃描周期。針對MK9-5/PA8-5機(jī)組的工藝流程本系統(tǒng)對人機(jī)界面功能做如下介紹：該系統(tǒng)畫面分為監(jiān)視畫面、參數(shù)修改畫面、點(diǎn)動測試畫面、PLC組態(tài)畫面、統(tǒng)計(jì)和幫助畫面五部分。這五部分的操作通過人機(jī)界面上的F1—F5五個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)操作翻屏，同時(shí)不影響F1—F5的其它功能(如調(diào)節(jié)背光燈的亮度)如圖1。富士人機(jī)界面本身具有強(qiáng)大的編程指令—宏指令，此系統(tǒng)的所有彈出報(bào)警菜單程序均由人機(jī)界面本身完成。

　　1、F1監(jiān)視畫面

　　人機(jī)界面上電后自動進(jìn)入此畫面，此時(shí)其接受PLC的控制，屏幕上按時(shí)間順序先后出現(xiàn)信息顯示，如圖2：

?

　　當(dāng)主機(jī)電源開啟后，只要主機(jī)運(yùn)行條件不滿足，屏幕左下角就會出現(xiàn)“開機(jī)請就緒”的信息，當(dāng)按下“啟動”按鈕而主機(jī)運(yùn)行條件仍未滿足“開機(jī)請就緒”會連續(xù)閃爍 3秒鐘，此時(shí)觸摸此區(qū)域會彈出一報(bào)警框，提示所出現(xiàn)的故障如：裝機(jī)盤故障、拖紙器故障、油路阻塞……同時(shí)顯示所發(fā)生故障的原因及消除的方式。如同時(shí)發(fā)生多個(gè)故障則按故障發(fā)生時(shí)間的先后順序出現(xiàn)報(bào)警信息。如果調(diào)車按鈕吸合屏幕上會出現(xiàn)“機(jī)器處于調(diào)車狀態(tài)，請注意安全”的走馬燈式信息。設(shè)備在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中如發(fā)生報(bào)警則在主畫面上會隨時(shí)彈出報(bào)警信息。

　　2、F2操作及參數(shù)修改畫面

　　此畫面共計(jì)6屏，手控可改變畫面開關(guān)、按鈕狀態(tài)，對工藝參數(shù)進(jìn)行修改，進(jìn)入?yún)?shù)更改畫面時(shí)需鍵入正確的級別密碼方可修改畫面。操作畫面如圖3：

　　當(dāng)PLC掉電后，以上1—6項(xiàng)受中間繼電器(M)控制將被復(fù)位，7—10項(xiàng)受鎖存繼電器(L)控制保持原來的狀態(tài)，只有手動觸發(fā)才能改變其相應(yīng)的狀態(tài)。

　　操作修改畫面中設(shè)置了高速剎車、低速剎車、打條器時(shí)間、給嘴、給紙、水松紙?zhí)蕹?2個(gè)參數(shù)，下面以打條器時(shí)間和給嘴支數(shù)(開機(jī)自動給紙控制)說明，如下圖：

?

　　3、F3點(diǎn)動測試畫面

　　對PLC的全部輸出點(diǎn)和部分輸入點(diǎn)進(jìn)行測試，對其功能的實(shí)現(xiàn)需在PLC運(yùn)行主程序中加入測試程序，首先使主程序全部關(guān)閉，所有輸出點(diǎn)復(fù)位為OFF狀態(tài)，每一部操作在人機(jī)界面上均有提示信息，測試完畢后按“確認(rèn)”鍵返回主程序。此功能對PLC執(zhí)行器件的檢查非常方便。

　　4、F4 PLC組態(tài)畫面

　　對PLC的112個(gè)輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行ON、OFF狀態(tài)的監(jiān)視。

　　5、F5統(tǒng)計(jì)、幫助畫面

　　此畫面對生產(chǎn)產(chǎn)量、材料消耗、高速運(yùn)行時(shí)間、停機(jī)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如果需要可以實(shí)時(shí)打印。同時(shí)，人機(jī)界面對設(shè)備的操作方法、維護(hù)注意事項(xiàng)等進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。畫面中還加入了留言板功能，方便于交接班時(shí)記錄使用。

　　本系統(tǒng)是單臺PLC與單臺人機(jī)界面按1：1的方式通訊，單臺人機(jī)界面還能與多臺PLC通訊(1：N)，此種方式適用于多臺相對獨(dú)立的單機(jī)聯(lián)成機(jī)組的情況下，如煙草行業(yè)的包裝機(jī)械;多臺人機(jī)界面還能于單臺PLC通訊(N：1)，此種方式適用于占地面積龐大并由單臺PLC控制的設(shè)備，如煙草行業(yè)的制絲線設(shè)備，使得在設(shè)備的多處監(jiān)視其運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

　　三、結(jié)束語

　　本系統(tǒng)投入使用一年來，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，大大減少故障率，使得自動化控制水平又上升了新的臺階，具有極大的推廣價(jià)值。