艾默生EC10系列PLC在砌塊成型機(jī)中的應(yīng)用
發(fā)布日期：2022-04-22 點(diǎn)擊率：20 品牌：艾默生_Emerson
一 引言
由于建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)于各種型號(hào)的磚構(gòu)件需求量日益加大。用于建筑業(yè)的磚構(gòu)件原材料粘土日益減少，而且土地回生能力很弱，原先制磚對(duì)土地支持消耗巨大；并且實(shí)心紅磚產(chǎn)品型號(hào)單一，難以滿足各種場(chǎng)合的應(yīng)用要求。
砌塊成型機(jī)可采用砂、石、粉煤灰、煤渣、煤矸石、尾礦渣、陶粒、膨脹珍珠巖等工業(yè)廢料加工成各種新型墻體材料。生產(chǎn)出的磚、空心砌塊不用燒結(jié)，節(jié)約國家土地，煤炭，無污染，能提高工程速度，減輕樓體重量，空心率高，隔音保暖，冬暖夏涼，抗風(fēng)化，原來來源豐富，質(zhì)量好且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，投資少見效快，適應(yīng)性廣，前景廣闊等優(yōu)點(diǎn)。
磚機(jī)設(shè)備上已經(jīng)大量使用了電氣自動(dòng)化設(shè)備，很多設(shè)備都由原先的手動(dòng)生產(chǎn)發(fā)展到全自動(dòng)生產(chǎn)，不但提高了設(shè)備的技術(shù)含量，而且提高了自動(dòng)化生產(chǎn)的工作效率。
二、工藝介紹
砌塊成型機(jī)的工藝主要由四個(gè)部分構(gòu)成：
1）、液壓系統(tǒng)：
液壓系統(tǒng)的主要功能在于控制模具的模頭、模箱的升降。使用液壓系統(tǒng)可以有效的平穩(wěn)加壓，避免設(shè)備有太大的沖擊力。
2）、主機(jī)：
主機(jī)的整個(gè)機(jī)架焊接而成，其中模具采用線切割加工工藝制造，保證砌塊磚光滑無毛刺，尺寸精準(zhǔn)，對(duì)于振動(dòng)電機(jī)，目前行業(yè)中部分客戶使用普通電機(jī)，還有一些客戶使用的是變頻器來帶載電機(jī)，有效的提高了由于頻繁起停造成的電機(jī)燒毀的情況。提高了系統(tǒng)的可靠性。
3）、出磚輸送帶：
出磚部分主要功能是將成品磚送離砌塊機(jī)。在出磚部分還有掃灰電機(jī)，它的主要作用是清理成品磚上的廢料，當(dāng)磚頭涼干后就不會(huì)有廢料粘面而且保持磚頭的清潔。
4）、模具
根據(jù)客戶的不同需求，可以搭配有多種的模具，選用不同的模具可以生產(chǎn)出不同要求的砌塊形磚，適合各種場(chǎng)合的應(yīng)用。
三、技術(shù)方案
a）、該技術(shù)方案采用HMI＋PLC＋MDI的方式。
b）、目前的砌塊成型機(jī)PLC的點(diǎn)數(shù)是控制在60點(diǎn)即可。采用艾默生EC10系列 60點(diǎn)主模塊，不需要擴(kuò)展模塊，剛好滿足客戶需求。
c）、變頻器該客戶選用某品牌的通用型變頻器。主要做調(diào)速使用。
d）、HMI該客戶選用臺(tái)灣威倫的產(chǎn)品。
e）、觸摸屏和PLC進(jìn)行連接，PLC控制變頻器的頻率更改和頻率設(shè)定，PLC和變頻器通訊采用標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS協(xié)議。該變頻器控制生產(chǎn)電機(jī)運(yùn)行頻率，以達(dá)到調(diào)節(jié)生產(chǎn)效率。
3.2、程序設(shè)計(jì)
此次編程采用順序功能圖（Sequential Function Chart），利用順序功能圖的過程劃分和步驟間轉(zhuǎn)換功能?？蓪⒊绦蚨芜M(jìn)行模塊化自由組合。
由于順序功能圖編程具有直觀和流程化的特點(diǎn)，分解后的每一步驟和每個(gè)轉(zhuǎn)換條件都為相對(duì)簡(jiǎn)單的程序過程，在順序控制領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛。
本機(jī)分兩種工作方式：手動(dòng)、自動(dòng)。開機(jī)前先選擇手動(dòng)方式，手動(dòng)按鈕全部為單鍵啟停按鈕，按一下為啟動(dòng)，再按一下為停止或到位開關(guān)自停。在人機(jī)界面手動(dòng)畫面里有“取消互鎖”的觸摸鍵，打開時(shí)為灰色，這時(shí)互鎖制約取消，此時(shí)各按鈕為點(diǎn)動(dòng)模式，方便調(diào)試機(jī)臺(tái)，各限位開關(guān)都調(diào)整好時(shí)一定要關(guān)閉該鍵以恢復(fù)互鎖制約。
這對(duì)保護(hù)機(jī)臺(tái)安全至關(guān)重要，關(guān)閉時(shí)該鍵為白色。啟動(dòng)油泵后，手動(dòng)測(cè)試壓頭、?？?、料車、送板、成品、輸送動(dòng)作全部正常后，設(shè)定好生產(chǎn)模數(shù)、布料次數(shù)、進(jìn)退布料時(shí)間，將手動(dòng)/自動(dòng)開關(guān)置于自動(dòng)位置，按壓自動(dòng)開始或觸摸屏啟動(dòng)鍵，成型機(jī)即按預(yù)先設(shè)定程序走下去，直到達(dá)到生產(chǎn)模數(shù)或按停止結(jié)束。
3.3、PLC通訊協(xié)議設(shè)置
EC10系列PLC主模塊提供了兩個(gè)串行異步通訊端口，分別為PORT0和PORT1。
觸摸屏因其能夠?qū)崟r(shí)、形象且生動(dòng)的顯示當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行信息而在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用。
A）、觸摸屏和PLC的連接通過RS232端口進(jìn)行，PLC的類型選擇EMERSON PLC EC20［PDS V2.50］。
B）、觸摸屏作為主站PLC作為從站，采用MODBUS主從式協(xié)議進(jìn)行通訊，PLC從站地址選擇為2，觸摸屏主站地址設(shè)置為1.
C）、觸摸屏和PLC的通訊串口都設(shè)置成
波特率：9600 奇偶校驗(yàn)：偶校驗(yàn)
數(shù)據(jù)位：8 停止位：1
可以在觸摸屏上對(duì)砌塊成型機(jī)的手動(dòng)、自動(dòng)狀態(tài)、流量壓力、延時(shí)進(jìn)行設(shè)置，也可以顯示當(dāng)前的信號(hào)狀態(tài)。
這些窗口均較為生動(dòng)反映了當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行信息，通過觸摸屏的應(yīng)用，我們能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在下一級(jí)應(yīng)用中間將之納入到設(shè)備管理系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中間去，為設(shè)備優(yōu)化提升進(jìn)一步空間。
變頻器通訊協(xié)議設(shè)定
變頻器采用某品牌的通用型變頻器，PLC通過MODBUS協(xié)議進(jìn)行通訊。
變頻器頻率給定通過PLC給定方式，變頻器支持MODBUS協(xié)議，可與EC10 PLC組成485網(wǎng)絡(luò)，PLC采用通訊口1作為和變頻器通訊的端口，采用通用的MODBUS RTU主從協(xié)議進(jìn)行通訊，PLC主站設(shè)置為1，變頻器從站設(shè)置為2。
某品牌通訊協(xié)議：
變頻器是采用一種異步串行的主從MODBUS協(xié)議，該通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)格式分為RTU（遠(yuǎn)程終端單元）和ASCII模式兩種通訊格式。
和艾默生EC10通訊采用MODBUS RTU方式進(jìn)行通訊。RTU模式中，每個(gè)字節(jié)的格式如下：
編碼系統(tǒng)：8位二進(jìn)制，十六進(jìn)制0～9、A～F每個(gè)8位的幀域中，包含兩個(gè)十六進(jìn)制字符。
在RTU模式中，幀總是以3.5個(gè)字節(jié)的傳輸時(shí)間靜默，作為開始。RTU的數(shù)據(jù)格式為：
幀格式為：站號(hào) 功能碼（03H） 起始地址高位 起始地址低位 數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)高位 數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)低位 CRC低位 CRC高位
通 訊組幀功能部分，通過字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸指令（MOV）可以將數(shù)據(jù)組成通訊幀，從D302開始到D307結(jié)束。艾默生的MODBUS協(xié)議自動(dòng)在通訊幀的后面加了CRC校驗(yàn)，不需要使用者計(jì)算CRC校驗(yàn)。
SM135：通訊口1的MODBUS的通訊完成
SM124：串口1空閑標(biāo)志
SM136：通訊口1的MODBUS的通訊錯(cuò)誤
利用標(biāo)志位進(jìn)行通訊互鎖，MODBUS指令發(fā)送數(shù)據(jù)串，接收數(shù)據(jù)放入D7970中。
四、總結(jié)
通過模塊化的編程與PLC雙通信口的功能，把一個(gè)中型機(jī)的功能在小型機(jī)上就輕易實(shí)現(xiàn)了，實(shí)現(xiàn)了砌塊成型機(jī)工藝要求的全部功能，并降低了客戶的成本。
