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(duì)每種不同的冰箱內(nèi)膽型號(hào)都要對(duì)工藝的參數(shù)和模具進(jìn)行調(diào)整，隨著PLC的國(guó)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(duì)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(mén)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?！　　　?BR>　　　　　　西門(mén)子S7-200系列PLC以非常高的可靠性和低成本優(yōu)勢(shì)成為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制器的首選。
　　　　　　它能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境強(qiáng)電磁干擾及高溫度，高濕度的場(chǎng)合?！　　　?BR>　　　　　　本系統(tǒng)核心采用西門(mén)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(gè)RS485接口，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口（PPI）在使用上非常方便，一個(gè)可以用于觸摸屏的控制，一個(gè)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(jiǎn)單可靠在使用RS485通迅線時(shí)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(kāi)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(dòng)界面系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的控制面板進(jìn)入裝模調(diào)試和手動(dòng)復(fù)位工作。
　　　　2． 當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行控制面版后，可以通過(guò)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(dòng)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(dòng)-----加熱結(jié)束--------冷卻結(jié)束，三種功能。
　　　　3． 自動(dòng)工作循環(huán)動(dòng)作順序：
　　　　 上料————按循環(huán)起動(dòng)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(kāi)始加熱————A：正常；設(shè)定加熱時(shí)間到————————————
　　　　 B：異常；板料下垂——光電保護(hù)開(kāi)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(shí)上———設(shè)定時(shí)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(shí)間到————2次吹泡————設(shè)定時(shí)間到————————
　　　　慢速抽真空——設(shè)定時(shí)間到———快速抽真空————設(shè)定時(shí)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(shí)間到————延時(shí)冷卻——設(shè)定時(shí)間到————冷卻風(fēng)機(jī)開(kāi)——設(shè)定時(shí)間到——風(fēng)機(jī)?！婵铡O(shè)定時(shí)間到————脫模吹氣——設(shè)定時(shí)間到——抽芯回，模架延時(shí)下——設(shè)定時(shí)間到————模架比例慢速下降到位————抽芯復(fù)位，同時(shí)壓邊框快速上升————壓邊框慢速上升————卸料，
　　　　一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。同時(shí)在執(zhí)行動(dòng)作時(shí)如發(fā)生意外可以按急停按鈕，動(dòng)作立即停止；所有動(dòng)作在觸摸屏界面上都有模擬顯示?！　　　　　　?． 參數(shù)調(diào)整：通過(guò)觸摸參數(shù)調(diào)整屏界面對(duì)生產(chǎn)工藝中的產(chǎn)品型號(hào)、動(dòng)作時(shí)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(duì)應(yīng)產(chǎn)品后確認(rèn)。
　　6．其它的參數(shù)調(diào)整進(jìn)入對(duì)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(xiàng)：　　　　
　　　　1， 實(shí)施接線時(shí)，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(kāi)關(guān)等信號(hào)端，否則可能造成嚴(yán)重的損壞，因此在通電前請(qǐng)?jiān)俅未_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(qǐng)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(mén)子S7-200使用西門(mén)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(diǎn)
　　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(jí)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(pán)、上模、上閘、刀閘、切片、放片及配以真空裝置等構(gòu)成；以氣動(dòng)裝置為主動(dòng)力源，時(shí)間繼電器，中間繼電器，行程開(kāi)關(guān)等電器組成全自動(dòng)控制系統(tǒng)。吸塑機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的要求是保證操作方便、機(jī)械動(dòng)作和溫度控制精度高、生產(chǎn)時(shí)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(lái)代替可控硅來(lái)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(duì)每個(gè)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(duì)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(dòng)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(shí)間；
　　4）采用觸摸屏作為人機(jī)界面，提高機(jī)器的自動(dòng)化程度、美觀和效率。 　　
　　采用本系統(tǒng)可以有如下優(yōu)點(diǎn)： 　　
　　• 以PLC+固態(tài)繼電器來(lái)代替可控硅來(lái)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(dòng)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(gè)），這樣可以省去大量的設(shè)備試機(jī)和預(yù)熱時(shí)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(shí)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(dòng)化程度，方便操作，可以實(shí)現(xiàn)1人多機(jī)。系統(tǒng)可以對(duì)設(shè)備生產(chǎn)的設(shè)備故障和操作失誤進(jìn)行報(bào)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(guò)的材料時(shí)，可以直接調(diào)出過(guò)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(shí)間。 　　
　　• 將原來(lái)的分區(qū)控制改為對(duì)每個(gè)電磚進(jìn)行獨(dú)立溫度采樣和獨(dú)立輸出控制，可以對(duì)熱板進(jìn)行溫度控制方案編程，可以按逐個(gè)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(dòng)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(shí)間。 　　
　　• 可以將加熱元件的溫度狀況與設(shè)備其它動(dòng)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(shí)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(shí)30張箱膽，而該公司同類(lèi)型的另一臺(tái)設(shè)備為德國(guó)某公司原產(chǎn)真空吸塑成型機(jī)（價(jià)值150000USD）生產(chǎn)節(jié)拍約為22張/小時(shí)。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。