武漢凌控自動化技術有限公司是國內一家新型高科技企業(yè),公司主要從事專業(yè)可編程人機界面的開發(fā),應用系統(tǒng)的集成,并向用戶提供從硬件到軟件的總體設計方案。產品遍布化工、鋼鐵、礦山、運輸、機械、檢測設備等幾十個行業(yè),并應用于全國眾多工業(yè)控制現場。在此,我們向大家介紹武漢凌控自動化有限公司可編程人機界面HMI在四輥卷板機控制系統(tǒng)中的應用。
1、行業(yè)背景
卷板機是機械加工中的重要設備,應用范圍廣泛,可廣泛應用于石油、石油化工、制藥、冶金、造紙、電力、食品及輕工等工業(yè)領域。我們研發(fā)的卷板機電氣控制系統(tǒng)具有直觀性、可靠性和較高的性價比,已經大量應用在重型機械廠和鍋爐加工廠,經應用證明具有很好效果,提高工人工作效率,產生很大的經濟效益。
2、工藝流程
本文所討論的四輥卷板機上輥旋轉為機械轉動,下輥和側輥升降為液壓傳動,操作采用電氣集中控制,該機一次上料能完成板料兩端的預變及卷制筒形,弧形工件,還可以對金屬板料進行一定的整型和校平工作,有直接預彎,省事、省料之功效,上輥、下輥、側輥兩端固定旋轉編碼器,將輥旋轉次數轉換成六路高速脈沖信號,傳送到PLC實現邏輯功能。自動控制要求主要有方便的任意點位置的定位,機械本體系統(tǒng)參數修整設置,故障診斷提示功能,簡潔高效的系統(tǒng)操作提示及報警可在操作面板上顯示,系統(tǒng)的啟動、停止以及急??稍谌魏螤顟B(tài)下進行。經過分析,需要六路高速輸入通道,可以采用兩個性能穩(wěn)定。成本低廉的西門子S7-200系列的PLC就可以滿足要求。
3、控制系統(tǒng)硬件配置
PLC選用S7-200 PLC的型號為CPU226 DC/DC/24輸入/16輸出,自帶4個兩相高速計數器,兩個RS485接口。人機界面選用LINCON LCS104S真彩色觸摸屏,可以與市場上主流PLC廠家的PLC直接通訊。
由于卷板機需要用到比較復雜的算法,該公司已有的類似產品采用的是工控機和PLC的解決方案,工控機采用VC開發(fā)上位機界面,算法采用C語言描述。工控機方案雖然能夠解決目前的問題,但是由于工控機對現場的環(huán)境要求較高,且工控機需要配備專門的操作臺,阻礙了產品向一體化方向的發(fā)展。此次采用LINCON人機界面的優(yōu)勢在于該品牌人機界面的組態(tài)軟件可以直接使用C語言描述的文件,我們可以在組態(tài)畫面的過程中直接添加C語言的文件,將畫面的腳本程序和添加的文件一起編譯下載至人機界面。這就最大限度減少了在畫面移植過程的工作量。
4、控制系統(tǒng)軟件設計及功能
系統(tǒng)的軟件主要由人機界面參數設置和流程實時檢測及PLC采集現場信息進行邏輯控制,人機界面軟件主要有系統(tǒng)圖、工藝參數實時顯示、參數設置、數學模型計算、報警、歷史列表數據等畫面,這些畫面可以讓工人直觀方便的掌握機器運行狀況,也可以方便用戶進行后期的設備維護。如圖所示部分人機界面子畫面。(PLC程序略)
圖1 系統(tǒng)主畫面
圖1為整個操作畫面的主界面,畫面背景為自己設計的位圖,左側三個功能按鈕,幫助按鈕顯示幫助信息,系統(tǒng)設置主要設置人機界面的系統(tǒng)參數,狀態(tài)檢測畫面包含主要的功能按鈕。
圖2 狀態(tài)檢測畫面
圖2為狀態(tài)檢測畫面。分為操作狀態(tài)、卷板參數、工藝計算、工藝選擇和返回按鈕。其他相關參數的顯示就在儀表控件和類標控件以及文本控件顯示。
圖3 工藝計算畫面
圖2為工藝計算畫面。這就是需要用到算法的畫面。
5、 結束語
根據卷板機的特點設計的電氣控制系統(tǒng),具有投資小,安裝調試簡單,可靠性高,目前該控制系統(tǒng)在多家廠家應用,運行穩(wěn)定可靠,獲得滿意的效果。