工控產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)自動化系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)，但由優(yōu)秀產(chǎn)品堆積起來的系統(tǒng)未必就是性能優(yōu)異的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于整體解決方案。本文結(jié)合工程實(shí)踐，簡要介紹基于臺達(dá)工控產(chǎn)品并整體配套的自動化系統(tǒng)成功解決方案。 工業(yè)自動化系統(tǒng)正朝著集成化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、綜合管理等方向發(fā)展,因此構(gòu)建工業(yè)控制系統(tǒng)時，不僅要硬件配套，更重要的是要考慮功能完善，將軟、硬件系統(tǒng)功能完美地整合，給用戶提供穩(wěn)定可靠，可操作性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性好及功能齊全、性能優(yōu)異的自動化工控系統(tǒng)。即使隨著時光的流逝工控系統(tǒng)需要升級換代，系統(tǒng)仍然具有很好的兼容性，使用戶投資受到良好的保護(hù)。新一代的臺達(dá)工控產(chǎn)品提供了各種整體配套的自動化系統(tǒng)解決方案，限于篇幅，以下列舉部分行業(yè)應(yīng)用的成功案例供參考，這些案例經(jīng)過現(xiàn)場長期運(yùn)行考核，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，給企業(yè)帶來了顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益，受到用戶好評，并充分地考慮了集成化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、綜合管理等前瞻性要求，在軟件系統(tǒng)支持下，其數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)、處理能力以及可伸縮性或擴(kuò)展性等方面都有明顯的提高，提供的整體配套解決方案會隨時間推移而增值和延長項(xiàng)目的生命周期，從整體上提高了系統(tǒng)建設(shè)的投資回報率。以下是部分成功應(yīng)用案例。 1 基于臺達(dá)工控產(chǎn)品的織機(jī)自動化系統(tǒng) 1） 張力控制變頻收卷系統(tǒng) 紡織機(jī)械如：漿紗機(jī)、漿染聯(lián)合機(jī)、并軸機(jī)等設(shè)備都會有收卷的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的收卷都采用機(jī)械傳動，同軸傳動部分的機(jī)械平均壽命基本上是一年左右，難于維護(hù)而且維護(hù)費(fèi)用高。基于臺達(dá)工控產(chǎn)品的張力控制變頻收卷系統(tǒng)可取代傳統(tǒng)的機(jī)械傳動系統(tǒng)，保證整個收卷過程穩(wěn)定，該系統(tǒng)借助臺達(dá)公司的變頻器，采用閉環(huán)矢量控制方案實(shí)現(xiàn)恒張力控制。為了保證恒張力，在小卷啟動的瞬間、加速、減速、停車和大卷啟動時，對不同卷經(jīng)進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，保證整個收卷過程中避免小卷時張力過大，大卷啟動時松紗的現(xiàn)象，圖1是單臺張力控制變頻收卷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。 [align=center] 圖1 系統(tǒng)構(gòu)成及系統(tǒng)框圖[/align] 該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：張力在人機(jī)界面上設(shè)定，人性化的操作；采用長遠(yuǎn)卷徑遞歸、空心卷徑激活時張力線性遞加、張力錐度計算和轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償動態(tài)調(diào)整等先進(jìn)控制算法；卷徑實(shí)時計算精確度高，保證了收卷電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩平滑性能好，可自己糾正卷徑值；盡管操作人員進(jìn)行加速、減速、停車、再激活時極易造成爆紗、松紗現(xiàn)象，但實(shí)施變頻收卷改造后系統(tǒng)收卷穩(wěn)定，張力始終恒定；克服了機(jī)械磨損，延長了機(jī)械的使用壽命，設(shè)備維護(hù)使用方便。值得注意的是該系統(tǒng)用工控機(jī)極易實(shí)現(xiàn)群控，進(jìn)而有利于實(shí)現(xiàn)管控一體化的系統(tǒng)集成。 2） 簾子布織機(jī)電控系統(tǒng) 簾子布織機(jī)是劍桿織機(jī)的一個特類，除具有一般織機(jī)性能外有其特殊性。采用以臺達(dá) ES型PLC、DOP-A型HIM、B/M型變頻器構(gòu)建的新穎電控系統(tǒng)，如圖2所示。其創(chuàng)新主要體現(xiàn)于：主機(jī)采用臺達(dá) B型矢量型變頻器控制，擺脫了傳統(tǒng)的離合器控制模式，可實(shí)現(xiàn)主機(jī)電氣無極調(diào)速功能；送經(jīng)電機(jī)、卷曲電機(jī)、大卷裝均采用臺達(dá) M型變頻器控制；運(yùn)用臺達(dá) MODBUS通訊協(xié)議構(gòu)建主機(jī)、送經(jīng)電機(jī)、卷曲電機(jī)、大卷裝控制系統(tǒng)；擺脫了傳統(tǒng)的模擬量控制；信號采集、處理采用臺達(dá)ES型PLC作為CPU處理中心；顯示采用臺達(dá)人機(jī)界面，擺脫了傳統(tǒng)的LCD模式。上述優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)織機(jī)控制系統(tǒng)無法比擬的：機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡單化；可高達(dá)450轉(zhuǎn)/分，這是同類機(jī)種高不可攀的車速；主機(jī)采用變頻控制，使織機(jī)車速可實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速控制。 [align=center] 圖2 簾子布之機(jī)電控箱內(nèi)示圖[/align] 該系統(tǒng)已在江蘇泰州化纖廠投入使用，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、界面簡潔、穩(wěn)定可靠，成本低廉等特征，是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的最佳替代產(chǎn)品。 3）毛巾織機(jī)天經(jīng)電氣控制系統(tǒng) 毛巾織機(jī)是劍桿織機(jī)一種，它和普通劍桿織機(jī)的主要區(qū)別在于毛巾織機(jī)比普通劍桿織機(jī)多了一個經(jīng)軸，即天經(jīng)。該系統(tǒng)的特殊性在于在整個運(yùn)行過程中存在三個張力段、三個緯密，這和地經(jīng)（普通織機(jī)的經(jīng)軸）有著明顯的區(qū)別。其控制系統(tǒng)硬件均采用臺達(dá)自動化產(chǎn)品，EH型可編程控制器、ASD-A 型伺服控制器和TP04G文本顯示，便于系統(tǒng)維護(hù)、升級。毛巾織機(jī)天經(jīng)電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用如圖3所示。 [align=center] 圖3 織機(jī)廠家毛巾織機(jī)一角[/align] 系統(tǒng)構(gòu)架：硬件構(gòu)架，TP04+EHPLC+ASD；軟件構(gòu)架，TP04+EHPLC。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，界面友好，整個系統(tǒng)采用臺達(dá)自動化產(chǎn)品構(gòu)成，系統(tǒng)性價比高，應(yīng)用效果良好，受到客戶認(rèn)同。 4）國產(chǎn)化劍桿織機(jī)電氣控制系統(tǒng) 國外劍桿織機(jī)普遍采用微機(jī)群控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電子選緯、電子多臂等控制，具有自診斷和數(shù)據(jù)采集管理等多種功能。近年來，國內(nèi)眾多廠家使用臺達(dá)EHPLC為核心研制的劍桿織機(jī)電氣控制系統(tǒng)大大縮短了與國外劍桿織機(jī)的差距，系統(tǒng)硬件采用臺達(dá)公司的DVPEH3200TPLC，配置臺達(dá)TD220中文文本界面。軟件系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多種功能：如診斷保護(hù)、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)保存、選緯等功能。該系統(tǒng)有啟動迅速、制動平穩(wěn)快捷、操作方便、有正常啟、制動功能和成本低廉等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)某些特殊操作,如選緯工藝設(shè)定、點(diǎn)動、停手動、正反尋車等。系統(tǒng)在山東聊城劍桿織機(jī)投運(yùn)效果令用戶滿意，是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的最佳替代產(chǎn)品。 5）三經(jīng)軸重磅織機(jī)電控系統(tǒng) 重磅織機(jī)與一般織機(jī)的區(qū)別主要在于：其劍桿不是一般的繞性劍桿，而是剛性劍桿,它能完成一般織機(jī)無法做的事（如重磅織機(jī)能織玻璃纖緯產(chǎn)品），它的織物一般可以是牛仔布等重、厚織物，這是一般織機(jī)不能實(shí)現(xiàn)的。三經(jīng)軸重磅織機(jī)是在一般重磅織機(jī)的基礎(chǔ)上添加了兩個天經(jīng)軸、一個大卷裝，其目的是實(shí)現(xiàn)客戶需求雙層布織物的功能。 [align=center] 圖4 系統(tǒng)構(gòu)架圖[/align] 三經(jīng)軸重磅織機(jī)電控系統(tǒng)由主控和三經(jīng)軸電控部分組成。系統(tǒng)構(gòu)架如圖4所示，大卷裝伺服采用臺達(dá)MODBUS RTU通訊控制，人機(jī)界面主畫面如圖5 所示，該織機(jī)系統(tǒng)有以下工藝特點(diǎn)：雙經(jīng)軸同步，在啟動、停車、運(yùn)行過程中兩軸同步運(yùn)行；雙層布結(jié)構(gòu)，織物是玻璃纖緯材料，在形成雙層布過程中有兩個方式，即8字形和X形。 [align=center] 圖5 界面主畫面[/align] 2 機(jī)械自動切割機(jī)整體解決方案 現(xiàn)以臺鋼機(jī)械自動切割機(jī)為例，用臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品為客戶提供的機(jī)械自動切割機(jī)整體解決方案在功能方面完全滿足客戶需求，整個系統(tǒng)在操作上更加人性化，在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了七種控制模式，分連續(xù)和單動兩種狀態(tài)。變頻器頻率的通訊給定不僅可靠便利，還為客戶節(jié)省了成本。該產(chǎn)品主要出口東南亞及大陸地區(qū)，如用于將整卷寬幅在兩米多的透明膠帶自動切割成標(biāo)準(zhǔn)寬度的膠帶等。系統(tǒng)示意圖如圖8 所示。 [align=center] 圖8 機(jī)械自動切割機(jī)示意圖[/align] 該系統(tǒng)配置：人機(jī)交互DOP-A57GSTD 1臺；PLC，DVP-48EH00T 1 臺；變頻器，VFD-007M23A、VFD-015M23A 各1臺；伺服，ASD-A0721LA １臺。系統(tǒng)可在自動和手動狀態(tài)下工作，由于在程序設(shè)計中巧妙運(yùn)用了變址和循環(huán)的功能，程序簡練，客戶認(rèn)可，它印證了臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在系統(tǒng)集成方面的強(qiáng)大優(yōu)勢。 3 燃?xì)馐绞称匪淼罓t上的系統(tǒng)整合方案 用燃?xì)馊〈姛崾绞称匪淼罓t對緩解地區(qū)電力緊張狀況有重要意義，這在食品加工行業(yè)已經(jīng)獲得廣泛認(rèn)可。臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在燃?xì)馐绞称匪淼罓t設(shè)備上的成功整合應(yīng)用，滿足了食品機(jī)械客戶的需求。該設(shè)備電器配置為：DOP-A10TCTD的人機(jī)界面，DVP-60ES可編程控制器，DVP-04PT/S溫度量測模塊，VFD037M43A變頻器，通過系統(tǒng)的合理整合實(shí)現(xiàn)對設(shè)備控制。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定畫面如圖10所示，類似地還有其它畫面如烘烤時間與輸送控制、溫度設(shè)定與顯示、點(diǎn)火控制畫面等，不同型號的隧道爐其長度、速比給定等是不同的，它適用于所有類型的隧道爐，可以監(jiān)視變頻器的設(shè)定頻率和運(yùn)行頻率值以及設(shè)定排風(fēng)時間等。 [align=center] 圖10 參數(shù)設(shè)定畫面[/align] 4 自動枕式包裝機(jī)電控系統(tǒng)解決方案 傳統(tǒng)的枕式包裝機(jī)采用差速齒輪箱結(jié)構(gòu)，運(yùn)行穩(wěn)定，但噪音較大，機(jī)械容易損壞，封裝精度調(diào)整很麻煩。現(xiàn)在提供的自動枕式包裝機(jī)采用PLC作為控制系統(tǒng)核心，其包裝速度高、定位準(zhǔn)確，系統(tǒng)更加可靠、穩(wěn)定，可滿足現(xiàn)代包裝的發(fā)展要求。 [align=center] 圖11 電氣控制箱內(nèi)部布置圖[/align] 枕式包裝機(jī)是食品、醫(yī)藥等包裝行業(yè)中應(yīng)用比較廣泛的一種包裝機(jī)械，能滿足日常用品和食品的包裝需要。電氣控制箱內(nèi)部布置如圖11所示。整合方案采用臺達(dá)DVP-EH PLC、臺達(dá)VFD-M變頻器、臺達(dá)伺服系統(tǒng)、編碼器及臺達(dá)DOP-A人機(jī)界面，它可滿足用戶在多種情況下的應(yīng)用需求，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，封切準(zhǔn)確，操作簡單，有很好的性價比和市場推廣價值。 5 健身設(shè)備電控系統(tǒng)解決方案 　　 隨著人們生活水平的提高，健身車、樓梯機(jī)和劃船機(jī)等運(yùn)動設(shè)備倍受歡迎，但健身設(shè)備對穩(wěn)定性、安全性、調(diào)速方便等性能的要求也越來越高，如圖12所示的健身設(shè)備，采用臺達(dá)M系列變頻器構(gòu)成的震動機(jī)，低速力矩大，全速范圍內(nèi)的電機(jī)工作電流都低于電機(jī)額定電流，保證了電機(jī)長期穩(wěn)定運(yùn)行，客戶使用非常滿意，滿足了出口機(jī)器的要求。 [align=center] 圖12 健身設(shè)備[/align] 6 節(jié)能家電電控解決方案 隨著家電產(chǎn)品的快速普及，家電已成為我國能源消耗的大戶，其耗電量已經(jīng)超過全國總用電量的15％。如今能源危機(jī)愈演愈烈，各國相繼出臺或修訂了家電產(chǎn)品節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，如美國結(jié)合“能源之星”標(biāo)識制度，淘汰了市場上的非節(jié)能家電，集節(jié)能、降噪、提高效率于一體的變頻家電是真正意義上的革新，是家電業(yè)發(fā)展的潮流， 臺達(dá)M系列變頻器能滿足家電產(chǎn)品的節(jié)能要求，使用臺達(dá)M系列變頻器的節(jié)能家電，啟動時無沖擊電流，運(yùn)行穩(wěn)定；改變了傳統(tǒng)的控制方式（停止/運(yùn)行狀態(tài)的切換），延長了設(shè)備的使用壽命。 7 為膠帶機(jī)提供完美的解決方案 各種膠帶設(shè)備如各種復(fù)卷機(jī)、分條機(jī)及各式涂布機(jī)等，產(chǎn)品規(guī)格靈活多樣，其電控系統(tǒng)采用臺達(dá)觸模屏、PLC、伺服、變頻器等器材，都能滿足要求響應(yīng)快、定位精度高、質(zhì)量穩(wěn)定，性價比高的要求。圖13是某膠帶設(shè)備外形圖，該設(shè)備選用臺達(dá)系列自動化產(chǎn)品 PLC、伺服、變頻器、人機(jī)界面等構(gòu)成電控系統(tǒng)，配置為DOP-A57GSTD，DVP60ES00T，ASD-A1021L，VFD022M21A。 [align=center] 圖13 某膠帶設(shè)備外形圖[/align] 由于產(chǎn)品的技術(shù)含量高，完全能夠與歐美日等知名的品牌媲美，而在價格上則更為實(shí)惠，因此在造紙、紡織、塑料機(jī)械、建筑等領(lǐng)域有應(yīng)用廣泛。 8 結(jié)束語 　　 以上簡要介紹了部分典型的基于臺達(dá)工控產(chǎn)品并整體配套的自動化系統(tǒng)解決方案。這些解決方案在不同程度上都考慮了系統(tǒng)集成化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、綜合管理等方向發(fā)展的未來需求，限于篇幅本文只好從略，但我們愿意與客戶展開這方面的合作，更希望得到客戶的支持。