摘要：本文介紹了永宏FBS系列PLC在自動(dòng)噴涂線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。從軟硬件設(shè)計(jì)方面，敘述永宏FBS系列PLC卓越高效的PID溫度控制以及高精度的模擬量處理功能。

關(guān)鍵詞：永宏P(guān)LC   PID控制   模擬量輸出   線性轉(zhuǎn)換

前言

      隨著市場(chǎng)的需求﹑環(huán)保要求以及勞動(dòng)者勞動(dòng)安全重視程度的提高，實(shí)現(xiàn)噴涂生產(chǎn)線自動(dòng)化無(wú)疑是最明智的選擇。噴涂生產(chǎn)線自動(dòng)化大大的提高了生產(chǎn)效率，降低了環(huán)境污染指數(shù)，杜絕了人工噴涂所帶來(lái)的職業(yè)病風(fēng)險(xiǎn)。

一 噴涂線工藝介紹

      自動(dòng)噴涂線主要由上下件區(qū)傳送帶﹑主傳送帶﹑加熱部分﹑噴槍系統(tǒng)﹑產(chǎn)品自轉(zhuǎn)系統(tǒng)﹑除塵系統(tǒng)﹑UV光固化等組成。產(chǎn)品經(jīng)上件傳送帶傳送至主傳送帶，經(jīng)過(guò)預(yù)熱區(qū)流至除塵系統(tǒng)，然后進(jìn)入自動(dòng)噴涂房，在經(jīng)過(guò)360°旋轉(zhuǎn)噴涂后流入加熱區(qū)，再經(jīng)UV光固化系統(tǒng)完成固化，最后從下件傳送帶流出。

二 控制系統(tǒng)構(gòu)成和產(chǎn)品應(yīng)用特點(diǎn)

      由于該控制系統(tǒng)有多個(gè)變頻器和多路溫度需要集中控制，因此采用觸摸屏﹑PLC﹑模擬量輸出模塊﹑溫控模塊相結(jié)合的控制模式。本工程采用永宏觸摸屏﹑永宏FBS系列PLC ﹑永宏模擬量輸出模塊FBS-4DA及永宏溫控模塊FBS-TC6來(lái)完成本項(xiàng)目。

永宏FBS系列PLC的特點(diǎn)及簡(jiǎn)介：

FBs系列 PLC是永宏公司2004年推出的產(chǎn)品，相比目前各大廠同等級(jí)PLC，F(xiàn)BS-PLC有許多特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)：

具8組高速計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)頻率最高可達(dá)920KHz，計(jì)數(shù)模式可為A/B×4、A/B×3、A/B×2、A/B、CLK/DIR×2、CLK/DIR、 U/D×2、U/D等8種；

具5組16位或32位的0.1ms時(shí)基的高速定時(shí)器；

具4軸可作直線補(bǔ)間的高速NC定位控制輸出，頻率920KHz；

具16點(diǎn)正負(fù)緣中斷輸入；具36點(diǎn)捕捉輸入；

具4組高速PWM輸出，最高頻率可為18.4KHz/184KHz，分辨率可為(1000/100) 響應(yīng)速度極快，精確度高,具有中大型PLC的功能內(nèi)涵。

永宏模擬量輸出模塊FBS-4DA簡(jiǎn)介：

      FBs-4DA是FATEK-FBs系列PLC的模擬量輸出擴(kuò)展模塊，提供4通道的14位模擬量輸出信號(hào)。應(yīng)用時(shí)可利用模塊內(nèi)的跳線設(shè)定來(lái)規(guī)劃模擬量輸出信號(hào)的類型及其振幅。此外還可以設(shè)定輸出碼格式為單極性或雙極性，這樣可以使輸出信號(hào)與輸出碼的關(guān)系更符合我們的習(xí)慣。在安全防護(hù)方面當(dāng)CPU超過(guò)0.5秒還沒(méi)對(duì)模塊進(jìn)行存取時(shí)會(huì)自動(dòng)變?yōu)榱爿敵?即變?yōu)?V( 當(dāng)輸出設(shè)為電壓信號(hào))或0mA( 當(dāng)輸出設(shè)為電流信號(hào))。

永宏溫度模塊FBS-TC6簡(jiǎn)介：

      FBs-PLC為了滿足廣大的溫控應(yīng)用市場(chǎng)，提供了最常用的熱電偶和白金電阻等兩大類共五種溫度測(cè)量模塊；FBs-TC6溫度模塊可用作6點(diǎn)熱電偶輸入的溫度測(cè)量，熱電偶類型共有J、K、T、E、N、B、R、S 等8種選擇；溫度模塊的溫度測(cè)量設(shè)計(jì)采用分時(shí)多任務(wù)方式，每個(gè)溫度模塊在實(shí)際I/0 尋址上只占用1個(gè)數(shù)值量輸入(Input Register)及8點(diǎn)數(shù)字量輸出(Digital Output)，一臺(tái)PLC主機(jī)最多可作32點(diǎn)溫度測(cè)量，而溫度測(cè)量的更新速率可選擇一般(更新時(shí)間為4 秒，分辨率為0.1°)或快速(更新時(shí)間為2 秒，分辨率為1°)兩種模式。

三 重要功能的實(shí)現(xiàn) 

溫度的PID控制

圖1.    FBS-6TC的接線原理圖

      用PID控制溫度是目前較為高效和準(zhǔn)確的控制手段，永宏P(guān)LC提供了非常方便的PID溫控指令，下圖為本工程的溫度控制程序。

 圖2.  永宏溫控PID程序

模擬量輸出控制變頻器

      永宏的模擬量輸出控制同樣非常方便，只需要往相應(yīng)的輸出緩存器中輸入需要的數(shù)值即可。下圖為FBS-4DA接線原理圖:

圖3     FBS-4DA模擬量輸出模塊接線圖

      在本工程中，我們需要在觸摸屏上輸入變頻器的控制頻率來(lái)控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，我們需要設(shè)為0-50HZ可調(diào)，然而既有14位分辨率的FBS-4DA的數(shù)值范圍卻在0-16383內(nèi)，通常我們都需要做復(fù)雜的運(yùn)算來(lái)使觸摸屏輸入與變頻器輸出相同。這里我們使用永宏P(guān)LC的線性轉(zhuǎn)換指令可以輕松的完成這些功能。以下是FBS-PLC的模擬量線性轉(zhuǎn)換輸出程序和觸摸屏畫面。

    圖4     FBS-4DA模擬量線性轉(zhuǎn)換及輸出程序

圖5    觸摸屏溫度與頻率設(shè)定畫面

總結(jié) 

      噴涂線的自動(dòng)化噴涂生產(chǎn)線自動(dòng)化大大的提高了生產(chǎn)效率，降低了環(huán)境污染指數(shù)，杜絕了人工噴涂所帶來(lái)的職業(yè)病風(fēng)險(xiǎn)。基于永宏P(guān)LC強(qiáng)大的功能指令和卓越的外圍模塊對(duì)實(shí)施噴涂線的自動(dòng)化改造提供了高性價(jià)比和高效率的改造方案，有非常高的推廣和使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

1.永宏可編程控制器FBS系列PLC使用手冊(cè)-1

2.永宏可編程控制器FBS系列PLC使用手冊(cè)-2