我公司共有六條輸送帶生產(chǎn)線,其中全塑阻燃帶生產(chǎn)線是90年代初產(chǎn)品。由于該生產(chǎn)線的塑化箱、張力裝置不能很好的滿足生產(chǎn)要求,造成產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng),經(jīng)濟(jì)效益不理想。為此,我們?cè)?004年搞了“國(guó)產(chǎn)涂刮法整芯輸送帶生產(chǎn)線升級(jí)改造”項(xiàng)目。
1、生產(chǎn)線布置及技術(shù)要求改造后的全塑阻燃帶生產(chǎn)線全線長(zhǎng)40 m,具有生產(chǎn)寬≤1 400 mm,成品帶級(jí)別≤10級(jí),年產(chǎn)150萬(wàn)m 2全塑整芯阻燃輸送帶的生產(chǎn)能力。產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高,達(dá)到國(guó)內(nèi)同期先進(jìn)水平。
1.1生產(chǎn)線工藝布置整條生產(chǎn)線布置如下:帶體導(dǎo)開(kāi)→帶體烘干→前牽引機(jī)→芯糊浸槽→真空塔→芯糊塑化箱→面糊塑化箱→副牽引機(jī)→冷卻水槽→張力檢測(cè)裝置→主牽引機(jī)→卷取機(jī)。
1.2電控系統(tǒng)應(yīng)具備的功能(1)實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)化動(dòng)作,包括開(kāi)車(chē)、停車(chē)、報(bào)警自停等。又能實(shí)現(xiàn)局部手動(dòng)控制。
?。?)實(shí)現(xiàn)和過(guò)程動(dòng)作配套的高精度溫度控制以及長(zhǎng)度、時(shí)間的計(jì)量。
(3)具備人機(jī)對(duì)話功能:當(dāng)系統(tǒng)某一部分出現(xiàn)故障時(shí),S7-200能對(duì)它們進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),記憶存儲(chǔ),并快速報(bào)警。
?。?)PLC、觸摸屏和五個(gè)變頻器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間安全連鎖。
?。?)帶體張力均勻、穩(wěn)定、準(zhǔn)確并且可調(diào)整,溫度可控,且要穩(wěn)定。
2、硬件系統(tǒng)構(gòu)成根據(jù)設(shè)計(jì)要求,綜合機(jī)器的先進(jìn)性、可靠性和成本因素,硬件采用了如下配置:(1)人機(jī)對(duì)話界面采用帶RS485通訊口的SIEMENS TP270觸摸顯示屏。
?。?)無(wú)級(jí)調(diào)速裝置采用分辨率為0.01 Hz的MM440型的SIEMENS變頻器,可使電機(jī)的轉(zhuǎn)速精度達(dá)到0.1 r/min,從而使拉伸張力的誤差控制在0.2%以?xún)?nèi)。
(3)控制核心采用SIEMENS的S7-200型PLC,型號(hào)為S7-216-2BD21-0XBO CPU及EM223模擬輸出模塊。由于CPU226具有兩組通訊口中,因此PLC與觸摸屏、變頻器三者之間采用網(wǎng)絡(luò)通訊可簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu),節(jié)約成本,充分保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
3、軟件系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)通訊模式,所以CPU226為上位機(jī),五個(gè)變頻器為下位機(jī),網(wǎng)絡(luò)間的站址分配為:TP270站址為1,CPU226站址為2,五個(gè)變頻器站址分別是37.CPU226的一組通訊口以USS協(xié)議與變頻器進(jìn)行通訊,另一組通訊口與CH402溫控終端進(jìn)行通訊,利用擴(kuò)展EM277型號(hào)為277-OAA22-OXAO與觸摸屏進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(PPI)通訊。操作時(shí),工藝參數(shù)通過(guò)觸摸屏進(jìn)行輸入并通訊進(jìn)入PLC進(jìn)行運(yùn)算,PLC將計(jì)算結(jié)果按站址傳給五個(gè)變頻器和EM223模塊,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的控制,如所示。
3.1人機(jī)界面人機(jī)對(duì)話界面是設(shè)置工藝參數(shù)的關(guān)鍵,共設(shè)置畫(huà)面八幅,分別為生產(chǎn)線聯(lián)動(dòng)控制、參數(shù)設(shè)定、卷取控制、糊料泵控制、電加熱控制、碾輥機(jī)與吸毛機(jī)控制、參數(shù)記錄與曲線顯示、HMI系統(tǒng)控制。
?。?)生產(chǎn)線聯(lián)動(dòng)控制界面:實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)化運(yùn)行,具備啟動(dòng)、停止、復(fù)位和報(bào)警功能。
?。?)參數(shù)設(shè)定界面:設(shè)定主牽引轉(zhuǎn)速,選擇按比例或張力模式控制副牽引轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)張力控制。
(3)卷取控制界面:可與全線聯(lián)動(dòng),也可全線停機(jī)后單獨(dú)控制,便于成品帶的收卷。
(4)糊料泵控制界面:實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和停止,設(shè)置料位計(jì),加滿料后自動(dòng)停機(jī)。
?。?)電加熱控制界面:利用SPR100調(diào)功器,控制電加熱排,對(duì)帶體實(shí)現(xiàn)預(yù)加熱。
?。?)碾輥機(jī)和吸毛機(jī)控制界面:根據(jù)帶芯等級(jí)不同實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和停止,以利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。
(7)參數(shù)記錄與曲線控制界面:可實(shí)現(xiàn)加熱箱溫度、白帶芯布長(zhǎng)、成品帶長(zhǎng)、張力值的記錄和曲線顯示。
(8)HMI系統(tǒng)界面:對(duì)HMI系統(tǒng)進(jìn)行控制和維護(hù)。
3.2網(wǎng)絡(luò)通訊當(dāng)系統(tǒng)上電后,PLC首先判斷網(wǎng)絡(luò)中的TP270是否存在并與之通訊,通訊成功后PLC對(duì)站址為37的五臺(tái)變頻器進(jìn)行通訊,并將結(jié)果顯示出來(lái),無(wú)誤方可開(kāi)車(chē),否則提示報(bào)警,并顯示解決方式。
開(kāi)車(chē)前,工作人員要確定所有工藝參數(shù)已經(jīng)設(shè)定好,各個(gè)工作單位均已就緒,即可全線啟動(dòng)。工藝參數(shù)設(shè)定密碼保護(hù),只有工作人員輸入口令后才能對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改,且只有在系統(tǒng)停止?fàn)顟B(tài)下才能修改,系統(tǒng)啟動(dòng)后,參數(shù)設(shè)定將被鎖定,禁止修改。
3.3系統(tǒng)的抗干擾措施在以S7-200為核心的控制系統(tǒng)中,存在多種信號(hào)。弱電方面有熱電阻420 mA的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)以及各種輸入觸點(diǎn)、控制信號(hào)等。強(qiáng)系統(tǒng)I/O分配如所示。
電方面有高速攪拌電動(dòng)機(jī)、各種電磁閥、牽引電機(jī)等。由于信號(hào)較多,系統(tǒng)布線時(shí)難以分開(kāi),所以會(huì)出現(xiàn)意想不到的干擾信號(hào),這些信號(hào)不但會(huì)給系統(tǒng)的控制和測(cè)量帶來(lái)誤差,有時(shí)還會(huì)使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。本系統(tǒng)最易受到干擾的是S7-200和傳感器(壓力傳感器制造業(yè)正飛速發(fā)展)信號(hào)。
為了保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行,采取了以下措施:(1)電源凈化和隔離。為了防止電磁閥和其他強(qiáng)電設(shè)備引起的電源干擾,S7-200的電源采用低通凈化器和隔離變壓器,以及開(kāi)關(guān)電源。這樣能有效抑制高次諧波等引起的干擾。
?。?)S7-200的供電電源、輸入用電源、輸出用電源彼此獨(dú)立。
(3)外在程序設(shè)計(jì)編制時(shí)采用不同時(shí)間的延遲判斷,若延遲后仍不消失,再執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。
4、全塑整芯阻燃帶生產(chǎn)線的技術(shù)改造項(xiàng)目于2002年提出,2003年開(kāi)始實(shí)施,2004年投產(chǎn)。到目前為止,該生產(chǎn)線運(yùn)行穩(wěn)定,產(chǎn)品的外觀和內(nèi)在質(zhì)量明顯提高,主要表現(xiàn)在帶體的張力控制準(zhǔn)確,塑化溫度控制準(zhǔn)確,成品帶的厚度和寬度誤差也小,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
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