一、概述
在冰箱生產(chǎn)線的設(shè)備中，真空吸塑成型機系統(tǒng)使用非常普及，對每種不同的冰箱內(nèi)膽型號都要對工藝的參數(shù)和模具進行調(diào)整，隨著PLC的國產(chǎn)化和成本的不斷降低，PLC在工業(yè)生產(chǎn)線的節(jié)能及提高生產(chǎn)效率等方面起到日趨重要的作用。
針對單工位真空吸塑成型機控制系統(tǒng)的工作環(huán)境和節(jié)能性要求使用西門子S7-200系列PLC和人機電子公司的MT-500系列觸摸屏組成的?！ ?br />
西門子S7-200系列PLC以非常高的可靠性和低成本優(yōu)勢成為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場控制器的******。
它能適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境強電磁干擾及高溫度，高濕度的場合?！ ?br />
本系統(tǒng)核心采用西門子CPU226為模塊，再加入O/I擴展模塊EM223，EM222，及模擬量輸入模塊EM231，輸出模塊EM222組成。
CPU226模塊有兩個RS485接口，點對點接口（PPI）在使用上非常方便，一個可以用于觸摸屏的控制，一個可以用于和其它公司模塊之間的通迅。
人機介面采用觸摸屏MT-510T，簡單可靠在使用RS485通迅線時可靠通訊距離可以達到50米?！ ?br />
二、人機界面
1． 主界面介紹：如圖1，開機進入系統(tǒng)主界面選擇需要的工作方式。如選擇英文工作模式，進入如圖 2所示的英文界面，如選擇調(diào)整界面或是選擇手動界面系統(tǒng)就會進入相應(yīng)的控制面板進入裝模調(diào)試和手動復位工作。
2． 當系統(tǒng)進入自動運行控制面版后，可以通過位狀態(tài)指示燈了解真空吸塑成型機的運行情況，循環(huán)起動多功能按鈕在不同的運行狀態(tài)下可以完成：循環(huán)起動-----加熱結(jié)束--------冷卻結(jié)束，三種功能。
3． 自動工作循環(huán)動作順序：
上料————按循環(huán)起動按鈕————壓邊框快速下降————壓邊框慢速下降到位————上下加熱板快速前進————上下加熱板慢速前進到位————加熱板開始加熱————A：正常；設(shè)定加熱時間到————————————
B：異常；板料下垂——光電保護開關(guān)——————
C：人工按（加熱結(jié)束按鈕）按鈕————————
上下加熱板快速后退————上下加熱板慢速后退到位——
D：模架延時上———設(shè)定時間到——模架快速上行————模架慢速上行到位————
E：1次吹泡————設(shè)定時間到————2次吹泡————設(shè)定時間到————————
慢速抽真空——設(shè)定時間到———快速抽真空————設(shè)定時間到————（選擇輔壓框）
，輔壓框快速下降————輔壓框慢速下降————保壓——保壓時間到————延時冷卻——設(shè)定時間到————冷卻風機開——設(shè)定時間到——風機停————消真空——設(shè)定時間到&mdas
h;———脫模吹氣——設(shè)定時間到——抽芯回，模架延時下——設(shè)定時間到————模架比例慢速下降到位————抽芯復位，同時壓邊框快速上升————壓邊框慢速上升————卸料，
一個工作循環(huán)結(jié)束。同時在執(zhí)行動作時如發(fā)生意外可以按急停按鈕，動作立即停止；所有動作在觸摸屏界面上都有模擬顯示?！ ?． 參數(shù)調(diào)整：通過觸摸參數(shù)調(diào)整屏界面對生產(chǎn)工藝中的產(chǎn)品型號、動作時間設(shè)定、溫度設(shè)定、壓力和速度設(shè)定、加熱板加熱位置及加熱功率百分比。
5． 圖6；進入產(chǎn)品選擇界面，根據(jù)需要選擇符合和產(chǎn)品工藝對應(yīng)產(chǎn)品后確認。
6．其它的參數(shù)調(diào)整進入對應(yīng)的調(diào)整介面，根據(jù)產(chǎn)品的工藝卡要求進行調(diào)整。如圖4，5，6?！ ?br />
三、注意事項：
1， 實施接線時，務(wù)必關(guān)閉電源。
2， 控制柜電源必須采用符合標準的三相五線制供電，所有設(shè)備體上之接地端子務(wù)必正確的接地，可提高產(chǎn)品的安全性。
3， 交流電源不可連接于行程開關(guān)等信號端，否則可能造成嚴重的損壞，因此在通電前請再次確認接線是否正確。
4， 為了防止干擾，觸摸屏與控制柜之間的連線請務(wù)必使用有被覆的屏蔽線，且不可與AC200V以上的回路并排走向。
四、PLC程序的編制：
西門子S7-200使用西門子的STEP 7-MicroWIN 進行方便快捷的編程，它可以在STL、梯形圖、FBD邏輯方框圖之間切換編程，豐富的指令集基本上可以滿足中小型設(shè)備的應(yīng)用。
附：部分觸摸屏介面圖1~6
四、系統(tǒng)優(yōu)點
真空吸塑機是利用真空吸力，將加熱塑化的PVC、PE、PP、PET、HIPS等熱塑性塑料卷材吸制成各種形狀的高級包裝裝璜盒、框等產(chǎn)品。其主要構(gòu)造是由給料、拉料、上下電加熱爐、下閘、多功能可調(diào)尺寸、下模盤、上模、上閘、刀閘、切片、放片及配以真空裝置等構(gòu)成；以氣動裝置為主動力源，時間繼電器，中間繼電器，行程開關(guān)等電器組成全自動控制系統(tǒng)。吸塑機對控制系統(tǒng)的要求是保證操作方便、機械動作和溫度控制精度高、生產(chǎn)時間短、在同等生產(chǎn)條件下盡可能節(jié)約機械的耗電量。
目前，機器采用交流接觸器進行限溫，分區(qū)采用固態(tài)繼電器進行通斷控制的方案。：
1）以PLC+固態(tài)繼電器來代替可控硅來進行溫度控制的方式?？梢赃M行溫度控制方案編程，保存每種材料的控制參數(shù)，提高溫度控制精度。
2）固態(tài)繼電器對每個電磚進行獨立溫度采樣和獨立輸出控制，提高控制的柔性。
3）對加熱元件的控制采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，減少PID調(diào)節(jié)的波動性，減小控制滯后，提高了設(shè)備的可靠性，并縮短設(shè)備的生產(chǎn)調(diào)試時間；
4）采用觸摸屏作為人機界面，提高機器的自動化程度、美觀和效率。
采用本系統(tǒng)可以有如下優(yōu)點：
• 以PLC+固態(tài)繼電器來代替可控硅來進行溫度控制的方式，省去人工調(diào)節(jié)STEP CONTROL旋鈕的大量工作，PLC可以自動按設(shè)定的溫度將加熱板調(diào)節(jié)到預定溫度。由于電熱瓦數(shù)量較大（本機為160個），這樣可以省去大量的設(shè)備試機和預熱時間，提高設(shè)備的生產(chǎn)率。
• 采用觸摸屏作為人機界面，可以隨時直觀地了解設(shè)備的生產(chǎn)狀況，提高機器的現(xiàn)代化程度和自動化程度，方便操作，可以實現(xiàn)1人多機。系統(tǒng)可以對設(shè)備生產(chǎn)的設(shè)備故障和操作失誤進行報警，提高設(shè)備的安全性。
• PLC有大量的內(nèi)存可以保存不同材料的控制方案，這樣，在使用本設(shè)備已經(jīng)加工過的材料時，可以直接調(diào)出過去的控制方案，如果有更優(yōu)的方案，可以更新保存的方案，進一步節(jié)約用戶的時間。
• 將原來的分區(qū)控制改為對每個電磚進行獨立溫度采樣和獨立輸出控制，可以對熱板進行溫度控制方案編程，可以按逐個電磚進行控制，提高溫度控制精度和吸塑加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)控制的柔性，達到準確、平穩(wěn)、快速的目標。
• 采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)結(jié)合PID算法控制，可以減少常規(guī)PID調(diào)節(jié)的波動性，減小控制滯后，提高了設(shè)備的可靠性，并縮短設(shè)備的預熱調(diào)溫時間。
• 可以將加熱元件的溫度狀況與設(shè)備其它動作以最優(yōu)的方式相結(jié)合，保證設(shè)備在******條件下進行工作，減小試生產(chǎn)時的材料消耗，提高設(shè)備的安全性，保證設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量完美。
五、總結(jié)：
本方案在越南首都河內(nèi)，河發(fā)制冷（HOA PHAT）得到非常理想的應(yīng)用，整套吸塑成型機成本不到（50000USD），但其生產(chǎn)效率高于每小時30張箱膽，而該公司同類型的另一臺設(shè)備為德國某公司原產(chǎn)真空吸塑成型機（價值150000USD）生產(chǎn)節(jié)拍約為22張/小時。所以在提高企業(yè)生產(chǎn)能耗比方面有一定的推進作用。
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