1 設(shè)備及解決方案簡介
橡膠熱壓機是用來生產(chǎn)橡膠鞋底的設(shè)備，是將橡膠原料放在模具中，然后經(jīng)過加熱（可采用電熱或熱煤油控制），合模加壓塑化、硫化后，最終加工成成品鞋底。
由于I/O點數(shù)較多，接近400點（輸入點：248點，輸出點148點），該企業(yè)在中國的子公司之前一直在使用中型PLC，但是成本較高。2008年之后，為了應(yīng)對金融危機，同時進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)品的銷路，此鞋機企業(yè)開始與中達(dá)合作。中達(dá)由此根據(jù)該企業(yè)的要求研發(fā)出了該配置臺達(dá)小型高性能緊湊型PLC的全自動橡膠熱壓機，如圖1所示。
圖1 配置臺達(dá)小型PLC的雙色全自動橡膠熱壓機
該鞋機企業(yè)對PLC的要求特點是，可靠性高、大程序容量、模塊化、小尺寸，據(jù)此要求，中達(dá)為客戶選定了臺達(dá)小型PLC中的高端產(chǎn)品DVP28SV11T，擴(kuò)展模塊采用高密度I/O模塊DVP32SM11N和DVP32SN11TN，以節(jié)約客戶電控柜的空間，如圖2所示。
1．1設(shè)備配置
控制器：DVP-28SV11T+32SM11N*7+32SN11T*4+16SP11T*1
觸摸屏：DOP-AE57BSTD
其他電器配件
圖2 設(shè)備配置圖
由于客戶的輸出點是帶電磁閥，單點電流在2.5安培左右，遠(yuǎn)超出了PLC輸出點的容量，因此客戶自己定做了速輸出保護(hù)的三極管輸出端子臺，保護(hù)PLC輸出點。與繼電器相比，使用無觸點的三極管基本可以實現(xiàn)免維護(hù)。端子臺如圖3所示。
圖3 三極管輸出端子臺
2 應(yīng)用規(guī)劃及效果
2.1 對PLC及HMI程序的要求
一人可同時操作多站，節(jié)省人工成本，并且有自動進(jìn)出滑模，操作輕松；有互鎖功能，操作安全，換模速度快。每站獨立操作控制，可依照生產(chǎn)及維修保養(yǎng)需求，決定開機站數(shù)，同時節(jié)省電力。
開模后模具自動滑出并翻開上模，方便取成品，省人力少工傷。 提供動作與異常檢出功能，可隨時掌握機械現(xiàn)況，確保生產(chǎn)運作順暢。 提供模塊記憶，可隨模具記憶成型參數(shù)，提高生產(chǎn)效能。 工藝過程簡圖如圖4所示。
圖４工藝過程簡圖
圖4只是此設(shè)備最簡單的一種工做模式，如果生產(chǎn)雙色鞋底，還要有舉模和半開模（排氣）的動作。
舉模的功能是用
液壓缸代替人手將模具拉開，有幾個作用：一是如果生產(chǎn)過程中，原料放的不足，可以及時補料，防止次品的產(chǎn)生；二是在生產(chǎn)雙色品種的鞋底時，可加入另一種顏色；另外，由于是用機器代替人工，可提高生產(chǎn)效率，方便取成品，省人力少工傷。
半開模是滑模的一個延伸功能，主要是用來在生產(chǎn)過程中，短暫打開模具，讓里面的氣體釋出，減小產(chǎn)品的氣孔。
此設(shè)備共有6站，每站分A、B面，以上流程是最基本的功能。
6站的動作程序相同，每站程序在2000步左右，另有優(yōu)先權(quán)處理程序及公共操作程序（液壓泵站，電熱等），總程序量達(dá)15760步。（SV最大程序容量是15872步）。
算上工作模式切換、配方管理、定時開關(guān)預(yù)熱功能，程序容量可達(dá)20000步。為解決程序容量的問題，臺達(dá)選擇了人機的宏程序，如預(yù)熱功能通過BACKGROUD宏程序完成，每頁的參數(shù)計算可通過調(diào)用子宏來完成。
宏程序是臺達(dá)HMI的一個很大的優(yōu)勢，它靈活方便，可以實現(xiàn)那些常用元件無法直接實現(xiàn)的功能。
2.2設(shè)備的操作流程簡介
首先，先在臺達(dá)AS57BSTD屏上設(shè)置參數(shù)及工作模式，如圖5所示。
圖5 在臺達(dá)AS57BSTD屏上設(shè)置參數(shù)及工作模式
當(dāng)參數(shù)輸入后，人機會調(diào)用相關(guān)的子宏把相關(guān)的設(shè)備經(jīng)計算以后發(fā)給PLC，這一方面節(jié)約PLC程序容量，一方面減小PLC的CPU掃描時間。如圖6所示。
圖6 臺達(dá)人機界面在調(diào)用相關(guān)的子宏
另外，當(dāng)一種產(chǎn)品參數(shù)調(diào)到位后，可以給此產(chǎn)品命名，將所設(shè)參數(shù)存起來，下次生產(chǎn)同一產(chǎn)品時可直接調(diào)用，這部分程序也是通過宏程序來做的。如圖7-8所示。
圖7 模具記憶畫面
圖8 配方讀寫畫面
當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，都可通過HMI報警，方便故障診斷和維修。如圖9所示。
圖9 故障診斷畫面
正常生產(chǎn)時，操作人員通過機臺監(jiān)視功能，能實時了解當(dāng)前機器的工作情況，方便工藝參數(shù)的調(diào)整。如圖10所示。
圖10 人機界面監(jiān)視程序畫面
2.3 部分程序說明
客戶有6站設(shè)備（1，2，3號站為一組，4，5，6號站為一組），但只有1臺液壓泵，在實際生產(chǎn)過程中，為保證每站獲得足夠的壓力，有許多地方需要聯(lián)鎖和互鎖。如1號站滑模動作時，2，3站是不能動的，反之亦然。因此控制中有優(yōu)先權(quán)的問題。當(dāng)某站（舉1號站為例）準(zhǔn)備完畢后，立刻申請優(yōu)先權(quán)，當(dāng)現(xiàn)在沒有其它站請求時，PLC響應(yīng)1號站的請求，讓其動作，當(dāng)動作完成后，再響應(yīng)其他有優(yōu)先權(quán)請求的站。
優(yōu)先權(quán)程序是要合理的最大限度的使用液壓泵的能力，提高生產(chǎn)效率。優(yōu)先權(quán)判斷的程序如圖11所示。
圖11 優(yōu)先權(quán)判斷的程序
客戶設(shè)備1-6站動作相同，在編程時考慮最多的應(yīng)該是將動作標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，因此在程序的主體采用了步進(jìn)梯形圖STL。步進(jìn)梯形圖尤其適合按照先后順序執(zhí)行動作的設(shè)備，使程序清晰、易讀，而當(dāng)工藝發(fā)生微調(diào)時，只須改變程序中相關(guān)的STEP的程序，無需將程序結(jié)構(gòu)推倒重來，調(diào)試起來也很方便。部分程序如圖12所示。
圖12 步進(jìn)梯形圖程序
3 結(jié)束語
臺達(dá)小型化SV/EH2系列PLC具有“小身材，大容量”的特點，使得其在復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)機械上可以替代原來要用中型PLC才能實現(xiàn)的功能，節(jié)約了客戶成本，提高客戶機械的性價比。利用臺達(dá)HMI頗具特色的宏指令，還可以大大減輕PLC程序容量及CPU負(fù)擔(dān)，滿足了客戶PLC產(chǎn)品更加“靈活”及“柔性”的要求。
