王 忠,武立根
(1.太原理工大學國有資產(chǎn)管理處,山西 太原 030024;2.國營大眾機械廠第一研究所,山西 太原 030024)
PLC在真空覆膜機構中的應用
王 忠1,武立根2
(1.太原理工大學國有資產(chǎn)管理處,山西 太原 030024;2.國營大眾機械廠第一研究所,山西 太原 030024)
PLC以其簡單易用、價格低廉、性能可靠在各行各業(yè)中得到了廣泛應用。本文通過使用臺達公司的DVP28SV型PLC及其配套模塊,在真空覆膜機構的控制過程中取得了良好的應用效果。
PLC;真空覆膜;應用
真空覆膜機構是用于在真空倉內將空氣抽成真空環(huán)境下,利用倉體真空時,放在真空倉內的異形中空設備內部氣囊中空氣膨脹產(chǎn)生的氣壓,對異形中空設備內表層進行絕緣隔熱層的粘貼,保證粘貼后的絕緣隔熱層與設備內表面無空隙、氣泡產(chǎn)生,無皺褶、缺料現(xiàn)象出現(xiàn)。
1.1 真空覆膜機構的硬件實現(xiàn)
真空覆膜機構由機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分構成。
機械系統(tǒng)包括:真空倉倉體、交流永磁伺服電機、交流永磁伺服驅動器,設備載車、流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、電磁閥、繼電器,氣體管路等部分組成。其中:交流永磁伺服電機和交流永磁伺服驅動器受PLC控制負責真空倉倉門的打開與關閉、設備載車進入/退出真空倉;壓力傳感器、溫度傳感器負責將真空倉內的當前壓力值與溫度值以數(shù)字形式上傳給控制系統(tǒng);流量傳感器負責將管路內的瞬時氣體流量以數(shù)字形式上傳給控制系統(tǒng);電磁閥負責對管路/氣囊進行進氣和排氣的切換;電磁閥受PLC控制完成對電磁閥的通斷。
控制系統(tǒng)采用上位機+下位機的控制形式。上位機為工控機,主要負責系統(tǒng)參數(shù)的設置與管理;操作人員管理;操作流程、工藝參數(shù)的記錄;工作狀態(tài)的控制及顯示;與下位機的通訊等功能的實現(xiàn)。下位機由臺達公司的PLC-DVP28SV實現(xiàn)[1],該PLC具有30 k步的程序存儲容量和12 000字的數(shù)據(jù)存儲容量,4組200kHz高速脈沖輸出和4路200 kHz高速硬件計數(shù)器,具有直線/圓弧插補控制功能,具有程序備份和第二備份功能,具有4重PLC密碼保護,保護使用者的知識產(chǎn)權;包含16點輸入和12點輸出,一個RS232總線接口和一個RS485接口,并在其左、右側均有模塊擴展接口。DVP28SV通過RS323與工控機進行數(shù)據(jù)通信;通過外擴的CAN總線模塊DVPCOPM與交流永磁伺服驅動器通信,控制真空倉倉門的開關、設備載車在真空倉的進入和退出;通過RS485總線采用MODBUS協(xié)議來與壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器進行通信,采集真空倉倉內壓力、管路氣流流量、真空倉倉內溫度;輸入、輸出接口通過對繼電器的通/斷來控制電磁閥開/關,進行氣路的切換,來控制真空倉的抽真空和常壓恢復,控制氣囊進氣與排氣等功能。
真空倉外形示意圖如圖1所示。
圖1 真空倉外形示意圖
真空覆膜機構控制系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。
圖2 真空覆膜機構控制系統(tǒng)原理框圖
1.2 真空覆膜結構的軟件實現(xiàn)
真空覆膜結構上位機(工控機)采用C#開發(fā)。下位機(PLC)編程采用臺達公司免費提供的WPLSoft編程軟件進行開發(fā)[2](可以從中達公司網(wǎng)站www.delta-cimic.com下載)。
上位機與下位機間在硬件上通過RS232在線進行通信,上位機在Visual Studio2010開發(fā)環(huán)境下[3],使用臺達公司提供的DMT.Dll與DVP28SV型PLC通過MODBUS協(xié)議進行數(shù)據(jù)交互。DMT.Dll是一個以Windows API為基礎,用來協(xié)助開發(fā)MODBUS Serial/MODBUS TCP通訊相關軟件的動態(tài)鏈接庫,DMT.Dll也提供了MODBUS指令封裝,可以非常容易地讀/寫MODBUS從站設備裝置組件內容,以簡化程序開發(fā),并且支持在多種軟件開發(fā)環(huán)境中使用。
采用DMT.Dll的程序開發(fā)步驟如下:
步驟1:使用OpenModbusSerial()開啟與PLC的RS232通訊;
步驟2:使用數(shù)據(jù)請求RequestData()、數(shù)據(jù)讀取ResponseData()函數(shù)與PLC進行數(shù)據(jù)交互;
步驟3:對步驟1、步驟2所使用函數(shù)的返回值(通訊狀態(tài))進行故障判斷;
步驟4:程序結束前,使用CloseSerial()關閉通訊。
上位機通過DMT.Dll可大大加快程序開發(fā)速度,上位機通過RequestData()函數(shù)將真空覆膜機構的執(zhí)行步驟指令發(fā)送給PLC,由PLC通過繼電器、電磁閥和交流永磁伺服控制器執(zhí)行;并使用ResponseData()通過PLC讀取當前工作狀態(tài),壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器的當前值。
真空覆膜機構的控制流程如圖3所示。
圖3 真空覆膜機構控制流程
上位機程序界面如圖4所示。
圖4 上位機程序界面
本文簡要描述了真空覆膜機構的工作原理,并對真空覆膜機構的硬件組成及選型、軟件設計實現(xiàn)方式進行了較為詳細的說明。通過真空覆膜機構的工程設計實現(xiàn)表明,采用上、下位機的離散控制方式,降低了設計難度,加快了設計開發(fā)速度,提高了工程設計可靠性。
[1] 陳浩,劉朕全,王漢芝.臺達PLC編程技術及應用案例[M].北京:化學工業(yè)出版社,2015.
[2] 中達電通股份有限公司.臺達DVP-PLC編程技巧:WPLSoft軟件篇[M].北京:中國電力出版社,2010.
[3] 明日科技.C#從入門到精通[M].北京:清華大學出版社,2012.
Application of PLC in Vacuum-coat-film Mechanism
Wang Zhong1, Wu Ligen2
(1.State-ownedAssetManagementOffice,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiyuanShanxi030024,China;2.The1stInstituteofDazhongMachineryPlant,TaiyuanShanxi030024,China)
PLC with its features of easy to use, inexpensive and reliable performance is widely used. By using the Delta’s PLC of DVP28SV type and its supporting module, this paper has made good application effect in the control process of vacuum-coat-film mechanism.
PLC; vacuum-coat-film; application
2016-09-05
王 忠(1969- ),男,山西汾陽人,教授,研究方向:自動控制。
1674- 4578(2016)06- 0011- 02
TP273
A