高效控制双色雨鞋机

根据双色雨鞋机的工艺流程及控制要求,结合现场控制工艺需求,分析了硬件配置以及软件控制流程,基于S7-200 SMART 的控制系统工作稳定,生产效率高,满足控制工艺需求。

项目简介

双色雨鞋机是专门用于生产以PVC为原材料的双色雨鞋,采用双比例液压系统。压力流量均可调节,操作更加方便合理,制品质量更加稳定。该设备采用变量泵系统和伺服电机系统,能大幅节省用电量,变量泵可省电25%,伺服系统可省电40%(视产品而定)。

技术参数

1、最大射出容量 1420cm3

2、额定注射压力 52Mpa

3、电热容量 8Kw

4、温控段数 4 Point

5、螺杆直径 95mm

6、电机功率 22KW;锁模力 250t

7、模具最大尺寸:6600mm×5900mm×2450mm

工艺流程介绍

总工艺流程如下所示:

各站工艺流程如下:

 

方案设计

中国是雨鞋生产大国,也是雨鞋机生产大国,随着海外市场的兴起,很多雨鞋机厂商的面临着设备出口的巨大需求。为了保证设备的高可靠性,海外用户在电控系统上一般倾向于国际品牌。由于出口海外,设备制造商对售后服务的便利性也有较高的要求,服务工程师不用到现场就能完成程序更新、设备监控调试等任务。

S7-200 SMART是西门子新一代小型可编程控制器,布尔指令执行时间达0.15µs,即使程序逻辑复杂,也能快速执行并响应。S7-200 SMART支持Micro SD卡更新程序,服务工程师只需把更新后的程序卡发到现场,现场的电工通过简单的操作就能更新PLC程序。另外,S7-200 SMART本体集成以太网接口,通过VPN服务,本地的工程师就可以轻松监控现场PLC的运行状态,为终端用户提供及时的故障诊断。

SMART LINE触摸屏集成了以太网接口,能与S7-200 SMART无缝连接,快速通讯。 64K色真彩显示,比传统屏幕具有更大的可视面积,单画面可以显示更多信息,操作员具有更舒适的视觉体验,高分辨率使画面更清晰,画质更细腻。

硬件配置

该设备的实际I/O点数为:数字量输入50个,数字量输出36个,模拟量输入2路,模拟量输出6路,根据上述I/O点数,得出以下配置(包括触摸屏):

 CPU模块部分I/O信号分配如表所示:

 

软件设计

程序设计上分为数据处理、站位处理、手动部分、顺控部分、输出控制等。数据处理部分主要负责模拟量输入输出数据的处理,各站参数的分配;站位处理部分在鞋机圆盘转动时,判断哪些站可以工作;手动部分完成手动控制鞋机的动作;顺控部分处理每个站工作时,其工艺流程;输出控制部分直接控制PLC的数字量及模拟量输出。

PLC部分程序如下图所示:

 

说明:采用结构化编程,上为主程序Main

 下面为触摸屏的部分操作界面:

HMI画面分为主画面、压力设定、时间设定、料量设定、系统参数设定、监控、调试等,有A保压时间设定、A压盖时间设定、A增压时间设定、机械手时间设定、A料量设定、B料量设定、A二注压力设定、A压盖压力设定、A一注压力设定等画面组成,总共35页,261个变量。可以通过HMI画面设定鞋机各站的压力,时间,流量等工作参数,以及监控鞋机的运行状态和输入输出信号。

应用体会

通过Micro SD卡更新程序非常方便,操作也非常简单。此外,还可以更新固件,无需返厂即可完成实现漏洞修复和新功能升级。使用以太网口作为编程端口提高了程序下载速度,基本没有等待的感觉,比传统的串口下载程序快了很多。同时,只需增加一台交换机,就可将编程计算机与SMART LINE触摸屏和S7-200 SMART PLC联在一起,通过IP地址来寻址不同的设备,编程调试更加方便。

赵春华,王雪林,福建华拓自动化技术有限公司

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