摘要：本文主要介紹永宏PLC在鞋機行業(yè)中的控制方案。

關鍵詞：永宏  鞋機  橡膠機械

Abstract:：This paper mainly introduces FATEK PLC's control scheme in the shoes machine industry

Key Words： FATEK   Shoes machine Rubber Machinery

一、引言

      2005年以來，中國制鞋工業(yè)迅猛發(fā)展，鞋業(yè)年生產總量近60億雙，占世界產量的51%，出口量40多億雙，制鞋總量和出口總量都已居世界第一位。在制鞋行業(yè)快速發(fā)展的同時，國產制鞋裝備的自動化程度相對比較低，與全球聞名的意大利鞋機產品還有很大差距。近年來，為了產品的先進性及滿足各方面客戶的需求，一些實力強的企業(yè)也開始開發(fā)具有世界先進水平的產品，這使得PLC、變頻器、人機界面等現(xiàn)代自動化技術在制鞋工業(yè)裝備領域大展身手。

      鞋底機是一種集機械、電氣、液壓為一體的設備，性能復雜、控制精度較高，一般要求它能夠在連續(xù)運行的前提下做出不同型號、規(guī)格的鞋底。該雙色鞋底機專門用于生產以TPR，PVC為原料的鞋底，TPR鞋底是一種TPE與橡膠的合成材料，具有外觀花樣多、手感好、色澤艷、光潔度高、技術含量高等特點，而且可以100%回收，屬于環(huán)保型鞋底材料。

      本文重點討論基于永宏PLC的雙色鞋底機自動化系統(tǒng)開發(fā)的技術路線。

二、工藝原理
      設備的主要機械部件是一個大的圓形轉盤，上面共設10個工位，使用者可以根據需要在不同的工位上放置不同的鞋底模具，從而生產出不同的鞋底。注塑采用螺桿進料，當轉盤轉到每個工位的時候，電磁剎車剎住轉盤，當前工位模具上升(合模)，然后開始注射；當注射完成以后，模具下降(開模)，轉盤繼續(xù)旋轉。同時為了達到塑料所需的溫度，通過溫控儀表對螺桿實行四段溫度自動控制。編碼器則是為了檢測螺桿的注射位置，以控制在不同位置的注射速度。轉盤的轉動是通過變頻器+電機來實現(xiàn)的，螺桿的移動、工

三、系統(tǒng)設計

      針對10工位雙色鞋底機，該方案中主控制設備采用永宏FBS PLC作為主控制器，永宏觸模屏作為人機對話的窗口。根據系統(tǒng)的現(xiàn)場實際情況和整個控制系統(tǒng)先進、可靠且性能價格優(yōu)的原則，系統(tǒng)采用FBs系列經濟型主機作為下位控制器，負責采集信號，并對信號進行邏輯運算，進而控制相關設備。

      基于永宏PLC的雙色鞋底機自動化控制系統(tǒng)總體架構如圖1所示。自動化系統(tǒng)配置系統(tǒng)由永宏FV 5.7寸觸模屏1臺；FBS系列PLC 1臺；I/O擴展模塊1臺；模擬量擴展模塊1個、相關檢測元件（溫度采集、位置判斷、溫度控制、壓力檢測等）；相關執(zhí)行元件（油馬達、變頻器）等構成系統(tǒng)。FBS PLC作為下位機，用來監(jiān)控機臺的運行情況。

圖 1 系統(tǒng)架構

3.1   PLC控制

      控制核心采用永宏PLC實現(xiàn)對整臺設備的自動控制，一方面對現(xiàn)場信號進行采集與邏輯處理，另一方面與人機界面進行通訊，其中PLC還能接受人機界面發(fā)送的控制邏輯、參數、指令等，并響應人機界面請求向人機界面?zhèn)魉蛯崟r數據，報警信息。

      PLC通過泛用PID控制比例壓力閥和比例流量閥，得到精確的壓力與流量控制；同時通過高速計數器采集編碼器信號，從而得到準確的螺桿位置。雙色鞋底機的工作流程如下圖2所示。

圖 2 動作流程

3.2   人機界面上位機監(jiān)控

      采用1臺5.7寸的永宏人機界面作為人機對話的窗口。用于實現(xiàn)整個系統(tǒng)畫面監(jiān)控、數據處理及報警、及工藝參數的設定功能。通過與PLC進行通訊，達到傳送控制組態(tài)、實時數據，參數設定、報警監(jiān)控及機器生產流程的監(jiān)控。選用永宏FV人機界面，可以實現(xiàn)：

（1）豐富、逼真、生動的制鞋過程直觀監(jiān)控。

（2）溫度、發(fā)泡時間等各種工藝參數的設定、記錄、存儲、等功能；有配方、萬年歷功能。

（3）使生產工藝簡單化、靈活化處理。

（4）可實時、動畫顯示設備當前運行狀態(tài)，操作、監(jiān)控一目了然。

（5）可實時顯示設備故障、報警，并可及時彈出故障信息，提供故障排除建議。

（6）可采集、存儲、記錄、查詢、分析、系統(tǒng)內各設備狀態(tài)、報警信息、故障信息量等信息。

四、設計方案討論

4.1   射出系統(tǒng)

射出系統(tǒng)主要由射槍構成，需控制射出量?？梢赃x擇的方式有用旋轉編碼器

綜合考慮：本系統(tǒng)采用旋轉編碼器檢測方式。

4.2   轉盤工作系統(tǒng)

通過轉盤的選擇進行工位的變換，可用如下方式控制：

（1）采用油馬達帶動。

（2）采用變頻器和變頻電機帶動。

綜合考慮：變頻器在成本上有著比較大的優(yōu)勢，本系統(tǒng)采用變頻器拖到。

4.3   吸料控制部份

在料倉中裝設料位檢測開關，當到達低位料時進行自動吸料，直到高料位時自動停止。油溫、水溫檢測控制。在油路及冷卻水回路各裝設一溫度檢測傳感器，并經溫控器進行油溫、水溫溫度的報警及控制。

4.4   溫度控制

為了達到塑料所需的溫度，通過溫控儀表對螺桿實行四段溫度自動控制。

五、 結束語

     基于永宏的全自動雙色鞋底機，擁有高精度預熱溫度。采用PLC控制，自動定量、定模、開模、鎖模，提高了生產速度，降低了勞動強度與生產成本，且價格是國外同類產品的1/3，具有高精度、高效率、操作方便安全等顯著優(yōu)點。廣闊的市場前景，使其具有十分顯著的經濟效益與社會效益。

參考文獻：

[1] 永宏可編程控制器使用手冊I 和使用手冊II.臺灣永宏電機股份有限公司

[2] 永宏PLC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機股份有限公司