西门子CPU主机模块6ES7212-1AE40-0XB0

 自动送料切布机概念设计 

XJICI系列自动送料切布机外形如图片1所示。

 
图1 动送料切布机外形如图片

2.1 功能设计 

（1）裁切幅面宽度分为：800mm、1600mm，可满足不同客户的生产要求。 
（2）四根立柱采用自动供油润滑，主轴设有自润滑轴承，减少磨损，延长使用寿命。 
（3）裁布刀采用液压传动，使裁刀上下动作，裁切力大，噪音低；采用伺服电机带动滚珠丝杠传动，送料尺寸准确。 
（4）电气控制部分以台达可编程控制器、触摸屏、交流伺服驱动器构成自动化集成系统，协调控制送料、下料及自动停机，定位精度可达0.01mm。 

2.2技术性能设计 

（1）裁切力：50KN 100KN； 
（2）裁切长度：20-1000mm 20-1600mm； 
（3）裁切幅宽：800mm 1600mm； 
（4）裁切厚度：50mm； 
（5）裁刀行程：140mm； 
（6） 刀刃距工作台面高度：150mm； 
（7） 工作台面尺寸：800×1000mm 1600×1600mm； 
（8） 裁切尺寸误差：≤1mm； 
（9） 主电机功率：2.2KW； 
（10）前进定位电机功率：1KW轻惯量伺服电机； 
（11）液压油量：85L。 

2.3 台达机电产品产品应用 

切布机使用台达机电产品之配置：PLC：EH系列；触摸屏HMI：AS38；伺服驱动器：ASD-AB（1KW-L）。具体型号：DOP-AS38BSTD+DVP-32EHOOM+08HM+ASD-A1021-AB+ECMA-C31010ES，参见系统结构图2所示。 

3 自动送料切布机电控系统 

3.1 整体结构 

电控系统系统架构如图2所示。 

HMI主要用于设置系统定长、设备加工刀数布料加工速度、点动速度、准备裁切宽度等 

参数的设置；设备状态、故障信息、切刀当前对应位置、当前已加工刀数等的显示。 

PLC部分主要完成整机逻辑动作的控制及伺服的定位控制和伺服的编码器位置反馈信号。 

伺服主要工作完成送料的精准定位。

 
图2 电控系统系统架构

3.2 自动送料切布机工艺流程 

自动送料切布机工艺流程如图3所示。机器加工之前的机械初始位置，伺服送料轴需在参考点位置，切刀需在上限位，工作台在下限位；在流程连续加工过程中若按下暂停键，机器处于暂停状态，此时再次按下连续裁切可继续加工，按下回零键伺服送料回到对刀零点（此处主要是初次加工时裁切压力未调整到位，布料裁切不透需重新裁切压力），调整完裁刀压力后可再次按下连续裁切完成加工；另制约条件工作台只有伺服送料轴在参考点附近+/-10mm位置时方可上行，工作台不在下限位时，伺服送料轴不可移动；若发生安全光幕及急停等信号被触发时，不论什么情况下均需让切刀回到上限位及伺服回归参考点位置以保证机器处于**安全位置，确保作业人员安全。

 
图3 自动化切布机工艺流程

1 引言 

蒸馏水通俗的说是水蒸汽冷凝后的产物，化学上称之谓纯净水，化学分子式为H2O的纯净水不应含任何其他杂质成分，是工业生产中的重要原料。蒸馏水应用行业广泛，主要用于化工产品原料配比和食品、药品、化妆品等产品加工制造行业，比如饮料、医用输液盐水等。本文介绍的蒸馏水机是专用蒸馏水生产装备，该蒸馏水电气控制系统完全采用台达自动化产品整合，为客户实现工艺控制和技术要求。 

2 蒸馏水机控制系统及工艺 

2.1 控制工艺 

蒸馏水机控制系统主要实现控制被控原料罐内部温度、压力以及电导率等物理量满足不同产品规格要求。控制系统可以根据不同产品需要设定相关参数，同时设置参数上下限，并实时显示相关参数数值变化，控制各个管道阀门开度，从而保证产品按照预设工艺参数生产，超限时会有报警显示和相关保护动作。同时根据客户需要，产品加工完成后打印参数报表和存储参数报表（电子文件格式*.JPG存储在通用USB磁盘内）。 

上述表格列出的配件是生产线控制系统主要元器件，此外还包括低压电器（低压断路器、继电器、主令按钮、指示灯等）、检测传感器（K型热电偶、PT100热电阻、电导率传感器，压力传感器，液位传感器，模拟信号变送器等）、微型打印机等电气元件，此处不予赘述。 

2.2 系统原理 

（1）系统原理设计：系统原理设计如图1所示。系统由台达PLC建构主控制器，通过RS－485总线与台达触摸屏人机界面构成管理操作和打印记录系统。系统硬件配置如表1所示。利用台达人机界面丰富的通讯口功能，可以提供给用户3个COM口，方便与外围工控设备通讯联机。

 
图1控制系统架构

（2）系统通讯原理设计：COM1：RS232通讯方式与下位PLC连接，进行蒸馏水设备和产品各项工艺参数设置和读取。COM2：RS485通讯方式与微型打印机连接，利用台达HMI宏指令编程功能，处理自由口通讯协议，发送给打印机需要打印的汉字、英文字母以及数字等，可以进行产品工艺参数报表打印，作为产品品质检测的文字依据以及存档保存数据。

3 软件开发 

3.1 PLC用户程序 

PLC用户控制程序主要实现模拟量数据采集和运算转换，超限报警输出控制。一定要根据传感器和变送器模拟信号量程范围计算数字量显示值，根据用户提供的工艺要求编写报警处理程序。图2是PLC控制程序节选，仅供参考。

 
图2 工艺参数报警梯形图

3.2人机界面用户程序 

系统控制主界面如图3所示。

 
图3 系统控制主界面

操作员必须通过口令才能登陆控制系统，操作员1～3具有不同的响应级别，级别依次降低，密码级别操作员1>操作员2>操作员3，即使用操作员1密码可以登陆操作员2和操作员3。三个按钮互相锁存，按下其中一个按钮后，其他两个按钮均无效，通过宏指令实现。操作员画面CYCLE宏如下所示：

操作员1按钮生效位为$10003.0处于OFF状态，按下“操作员1”按钮，执行宏指令如下所示：

操作员2按钮生效位为$10004.0处于OFF状态，按下“操作员2”按钮，执行宏指令如下所示：

操作员3按钮生效位为$10005.0处于OFF状态，按下“操作员3”按钮，执行宏指令如下所示：

灵活运用人机界面提供的宏指令功能可以达到事半功倍的效果，上面的程序是一个应用例子，实现了不同权限级别多用户登陆控制系统，给产品设计开发技术人员提供了灵活编程应用的强大功能。蒸馏水机参数数据画面如图4所示。

 
图4 参数数据画面

系统可以实时显示进水温度、出水温度、压力、液位、电导率等各项工艺参数变化情况，以便操作员操控设备，如有超限报警，系统会已报警走马灯的形式滚动报警提示信息，方便操作员下达保护指令。台达人机界面新版软件提供“拮取画面”功能按钮，可以将人机某个画面以后缀名为JPG的文件格式存储在USB存储盘中，方便地将工业现场工艺参数报表存储和打印出来。 

按下图4参数存储按钮后，该画面就以YY－MM－DD－画面编号.JPG文件格式存储在U盘中，文件名以日期＋画面序号命名，如果U盘未插在人机背面，会显示未找到存储盘报警。按下图4的“限位设定”按钮，画面跳转到温度、压力高低限位设定画面，如图5所示。通过数值输入按钮输入不同参数数值，满足不同产品规格使用。

 
图5 工艺参数限位设定

按下图4的“参数校正”按钮，画面跳转到温度、压力参数校正画面，通过数值输入按钮可以输入拟校正的参数数值，可以消除各个传感器检测结果和标准检测仪表的固定偏差，达到系统显示和测量和标准仪表一致，类似于传感器信号调零过程。 

按下图4 “打印”按钮，微型打印机就会打印出数据报表，如图6所示，报表打印也是通过台达人机界面强大的宏指令实现。

 
图6 报表打印

其他压力、液位、电导率、操作员、日期、时间等打印子程序与上述进水、出水温度打印子程序雷同，不予赘述。由宏指令CLOCK循环主程序，分时调用打印子程序实现参数数据打印