1、引言

由于當(dāng)今的PLC擁有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)、可靠的工作性能和卓越的功效，被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)的自動(dòng)化與現(xiàn)代化控制領(lǐng)域中，此處由于組態(tài)技術(shù)和產(chǎn)生和其與PLC控制的結(jié)合應(yīng)用，使得應(yīng)用PLC技術(shù)的控制領(lǐng)域不斷向更快捷與更深層次的方向發(fā)展。

2、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

2.1行業(yè)介紹

粉碎機(jī)是一種將較大尺寸的固體材料加工成較小尺寸的加工機(jī)械，按其種類(lèi)主要可分為粗碎機(jī)、中碎機(jī)、細(xì)磨機(jī)、超細(xì)磨機(jī)，其常用的加工方法主要有壓軋式、剪斷式、沖擊式、研磨式等四種，另外為了保證粉碎機(jī)生產(chǎn)的安全與可靠，其粉碎裝置通常采用變頻器來(lái)控制。目前粉碎機(jī)主要用于對(duì)冶金、建材、化工、礦山等多種行業(yè)的產(chǎn)品物料進(jìn)行顆粒化或粉末化的加工與生產(chǎn)。

2.2方案背景

浙江嵊州市新世紀(jì)粉碎設(shè)備有限公司座落于越劇、圍棋之鄉(xiāng)，領(lǐng)帶、茶葉之都--嵊州。毗鄰杭州、寧波。交通便捷，環(huán)境宜人。是一家開(kāi)發(fā)、研究、生產(chǎn)各類(lèi)粉碎設(shè)備的專(zhuān)業(yè)性廠(chǎng)家，產(chǎn)品暢銷(xiāo)世界各地，深受?chē)?guó)內(nèi)外客商的好評(píng)，榮獲了中國(guó)質(zhì)量檢驗(yàn)協(xié)會(huì)“國(guó)家質(zhì)量檢測(cè)合格產(chǎn)品”及“浙江省機(jī)械行業(yè)首批質(zhì)量保證品牌”。并與港方合資重組了“中外合資紹興新世紀(jì)粉碎設(shè)備有限公司”——落戶(hù)于嵊州市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)（城北開(kāi)發(fā)區(qū)），已順利通過(guò)ISO9001：2000質(zhì)量體系認(rèn)證，經(jīng)過(guò)多年對(duì)粉碎設(shè)備的研究，已成功開(kāi)發(fā)了百余種超微、超細(xì)粉碎設(shè)備、克服了一系列疑難、高難度物料的粉碎難題，產(chǎn)品適用于煙草、化工、陶瓷、制釉、醫(yī)藥、染料、涂料、農(nóng)藥、冶金、食品、飼料、塑料、植物纖維、海產(chǎn)品、膠體、再生橡膠、非金屬礦及科研等企事業(yè)單位。

2.3客戶(hù)需求

1、采用集中控制方式，運(yùn)用穩(wěn)定可靠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，可以在工業(yè)計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備快速、高效的操作、監(jiān)控。

2、工業(yè)計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、顯示、保存；在設(shè)備發(fā)生報(bào)警時(shí)立即發(fā)生聲光報(bào)警，并對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行記錄；并提供歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和報(bào)警信息查詢(xún)功能。

3、在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，上位機(jī)電腦不能操作時(shí)，仍然可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觸摸人機(jī)界面進(jìn)行設(shè)備操作，使設(shè)備正常工作，實(shí)現(xiàn)斷網(wǎng)不停機(jī)。

4、控制器內(nèi)部程序進(jìn)行工藝連鎖設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行連鎖控制；圖形化的操作界面引導(dǎo)操作員正確、快遞、高效的設(shè)備進(jìn)行操作。

2.4解決方案

首先根據(jù)被控對(duì)象的工作過(guò)程，使用組態(tài)王創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的監(jiān)控演示畫(huà)面，再次通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與PLC建立實(shí)體連接，進(jìn)行實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)機(jī)發(fā)送命令。

粉碎機(jī)由永宏FBs-40MAT控制，實(shí)現(xiàn)了一套簡(jiǎn)單、成本低、可靠、高效的覆膜機(jī)控制器硬件系統(tǒng)。該控制器經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行測(cè)試，完全滿(mǎn)足輔模機(jī)系統(tǒng)的各種指標(biāo)，得到了很好的實(shí)際應(yīng)用。

3、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)介

粉碎機(jī)控制系統(tǒng)主要通過(guò)通訊控制變頻頻率。具體工藝流程圖如圖3-2所示：

圖3-1粉碎機(jī)工藝流程

3.2硬件配置方案

設(shè)備的控制核心采用永宏FBs-40MAT主機(jī)一臺(tái)，F(xiàn)Bs-CB5一個(gè)。人機(jī)界面采用了HU070-00。其主要控制系統(tǒng)如圖3-2所示：

圖3-2電氣配置圖

其主要控制部分如圖3-3所示：

圖3-3控制系統(tǒng)實(shí)際圖

4、軟件設(shè)計(jì)

4.1Modbus通訊

由于變頻頻率有PLC給定，所以需要使用通訊功能，永宏Modbus通訊指令簡(jiǎn)單，表格編輯方便編程。通訊表格如圖4-1所示：

圖4-1Modbus通訊

5、難點(diǎn)分析

粉碎機(jī)有大功率變頻控制，變頻頻率通過(guò)通訊給定，由于大功率變頻干擾大，所以通訊易受干擾，通訊線(xiàn)采用屏蔽雙絞線(xiàn)并進(jìn)行可靠接線(xiàn)，在通訊兩端增加電阻來(lái)增強(qiáng)信號(hào)。

6、設(shè)備運(yùn)行

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行測(cè)試，滿(mǎn)足了粉碎機(jī)系統(tǒng)的各種指標(biāo)，得到了很好的實(shí)際應(yīng)用。設(shè)備的控制系統(tǒng)由以前的繼電器電路控制改成了PLC控制，提升了控制系統(tǒng)的檔次，并使得系統(tǒng)的連鎖保護(hù)變得簡(jiǎn)單有效，系統(tǒng)更加穩(wěn)定。設(shè)備在生產(chǎn)的時(shí)候，工藝要求的各個(gè)參數(shù)均可視化，使得操作更加簡(jiǎn)單方便有效。整體設(shè)備模擬圖如圖6-1：

圖6-1整體設(shè)備圖

8、應(yīng)用體會(huì)

永宏FBs系列主機(jī)性能卓越、可靠穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)在此案例中得到深刻的體會(huì)。FBs系列PLC以永宏自行研發(fā)的SOC為核心，整合中央處理器(CPU)、硬件邏輯處理器(HLS)、高速通訊口、高速計(jì)數(shù)器/高速計(jì)時(shí)器，NC定位等為一體，速度更快，穩(wěn)定性更強(qiáng)。WinProladder編程軟件，通過(guò)表格的形式配置通訊、高速計(jì)數(shù)、脈沖輸出等功能，操作更方便、快捷。硬件可靠性高，在設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，PLC持續(xù)運(yùn)行，未出現(xiàn)異常，客戶(hù)對(duì)永宏產(chǎn)品硬件性能表示肯定。