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　　關(guān)鍵詞：針刺機(jī)　變頻器　人機(jī)界面　PLC

　　一、 引言

　　無紡布在發(fā)達(dá)國家的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)甚至土建工程和醫(yī)療衛(wèi)生中有廣泛的用途。自從1990年開始，中國通過引進(jìn)歐洲光、機(jī)、電、氣、液全自動(dòng)化成套生產(chǎn)線設(shè)備，有了現(xiàn)代意義上的無紡布生產(chǎn)能力。根據(jù)機(jī)電工程的理念，現(xiàn)代無紡布是典型的高新自動(dòng)化設(shè)備密集型產(chǎn)業(yè)。

　　無紡布的紡織工程學(xué)名叫做非織造布。非織造布工藝完全不同于傳統(tǒng)的紡紗——織布過程，非織造布的最大特點(diǎn)是不需要紡紗過程，它的“織布”過程更加類似于造紙工藝，非織造布通常是在一條生產(chǎn)線上直接實(shí)現(xiàn)從纖維到成布的連續(xù)加工過程。非織造布生產(chǎn)線“吃”進(jìn)去的是纖維，“吐”出來的是布。參見圖1針刺型無紡布工藝過程，定向或隨機(jī)排列的纖維通過摩擦、抱合、粘合或這些方法的組合，而相互結(jié)合制成的水平纏結(jié)薄片、纖維網(wǎng)或絮墊，經(jīng)過針刺機(jī)組在垂直布面方向纏結(jié)成布。因?yàn)闆]有傳統(tǒng)意義的紡紗織布過程，所以叫做無紡布。

　　二.無紡布生產(chǎn)工藝流程：

圖1 生產(chǎn)工藝流程

　　其中送棉箱，開松機(jī)和氣壓棉箱是將密實(shí)的纖維變成蓬松雜亂的纖維并送到梳理機(jī)入口，梳理機(jī)將纖維梳理成厚薄均勻的纖維網(wǎng)并送到鋪網(wǎng)機(jī)，鋪網(wǎng)機(jī)將送來的纖維網(wǎng)按照重量要求疊成多層的纖維網(wǎng)送往針刺機(jī)，并由針刺機(jī)刺成相互結(jié)合制成的纖維薄片。無紡布生產(chǎn)線系統(tǒng)是一個(gè)看似各自獨(dú)立、但卻互相牽制的一個(gè)大系統(tǒng)，本文將以針刺機(jī)組為對(duì)象集成自動(dòng)化針刺無紡布生產(chǎn)線的介紹。

　　三.永宏電機(jī)介紹

　　永宏電機(jī)股份有限公司于1992年由一群從事PLC設(shè)計(jì)工作多年的工程師創(chuàng)立與臺(tái)灣。1993年推出FBE和FBN系列產(chǎn)品，經(jīng)由多年努力2003年推出FBS全新系列產(chǎn)品倍受業(yè)界好評(píng)。一直以來，本公司全心專注在高功能的中小型PLC市場(chǎng)領(lǐng)域，創(chuàng)立的自有品牌“FATEK” ，目前在業(yè)界已享有頗高的知名度。提供客戶完善的高性價(jià)比產(chǎn)品一直是永宏的宏愿，多年的默默耕耘與實(shí)踐終于能開花結(jié)果。

　　四、自動(dòng)化系統(tǒng)集成規(guī)劃

　　（1）PLC的存儲(chǔ)容量和處理速度。整條生產(chǎn)線而言，數(shù)據(jù)運(yùn)算及邏輯運(yùn)算量很大，單臺(tái)PLC的處理速度將會(huì)影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

　　（2）針刺生產(chǎn)線的布局和設(shè)備操作。各機(jī)臺(tái)是分散的，集中一地操作會(huì)為生產(chǎn)帶來不便，但假如分散操作，必須考慮人機(jī)與PLC間的距離問題及PLC與受控單元的布線問題。

　　（3）設(shè)備組合方式。通常一條完整的生產(chǎn)線用戶會(huì)采購生產(chǎn)設(shè)備廠家性能或價(jià)格有優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品，或根據(jù)自身生產(chǎn)的產(chǎn)品采用不同的設(shè)備組合，故每條生產(chǎn)線組合可能完全不同。

　　綜上所述，為滿足方便安裝、方便整線整合、提高系統(tǒng)性能的要求，本系統(tǒng)按照單機(jī)設(shè)計(jì)、自由組合方式設(shè)計(jì)，即每臺(tái)針刺機(jī)組使用一臺(tái)PLC、一臺(tái)做主站，其余做從站控制，只要用一臺(tái)人機(jī)界面，通過RS232通訊端口控制主站PLC，主站與從站數(shù)據(jù)交換用LINK通訊。祥見下圖。

　　由于四個(gè)FBS-60MA之間走的LINK通訊，加上針刺機(jī)的每道控制都有一個(gè)變頻器，所以PLC附近有很強(qiáng)的干擾源體，如果PLC抗干擾問題不行，或布線不合理，將會(huì)直接導(dǎo)致通訊錯(cuò)誤，從而使得整條設(shè)備癱瘓。永宏P(guān)LC的設(shè)計(jì)理念與它機(jī)有所不同是我們把所有的控制部件都集成在了一塊芯片SOC上，即：系統(tǒng)芯片（system-on-chip）.把CPU，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，AD，DA，高速計(jì)數(shù)等等都集成在一起，所以抗干擾能力大大提升，加上我們輸入輸出都做了隔離，解決了客戶抗干擾問題的后顧之憂!

　　由上圖得知每臺(tái)PLC需要2個(gè)RS485通訊口，在這就體現(xiàn)了我們永宏P(guān)LC擁有強(qiáng)大的通訊能力，單機(jī)最多有5個(gè)通訊口。

　　五.人機(jī)界面：

圖3 按鈕控制畫面
 


圖4 參數(shù)設(shè)定
 


圖5 動(dòng)作流程圖

　　從人機(jī)界面中可以看出針刺機(jī)分：1.針刺輸入 2.上針刺 3.下針刺 4.針刺輸出。總共分四組動(dòng)作流程來完成，最后通過收卷控制把生產(chǎn)好的成品打包入庫。從圖中可以看出如果1號(hào)針刺機(jī)的輸入停止了，那么跟隨其后的所有動(dòng)作必須馬上停止動(dòng)作，否則生產(chǎn)中的布會(huì)被拉裂，拉斷，直接造成損失。即只要前一級(jí)牽引輥停止工作，后面必須馬上停止工作。

　　由于系統(tǒng)控制只是通過一臺(tái)人機(jī)界面控制，所有參數(shù)設(shè)置在人機(jī)界面上設(shè)定好后，一般還需要根據(jù)實(shí)際情況稍微修改才行，由于工藝要求4個(gè)PLC裝在不同的四個(gè)電氣柜里，微調(diào)不可能在同一地方操作。通過電氣柜面板按鈕手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)微調(diào)!

　　在主站的控制柜上裝有一鍵啟停按鈕和聯(lián)動(dòng)開關(guān)，其他3個(gè)控制柜只有聯(lián)動(dòng)開關(guān)。設(shè)備在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，只有聯(lián)動(dòng)開關(guān)全部在ON時(shí)，按一鍵啟停鍵才能啟動(dòng)所有的針刺機(jī)組，同理設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，只有聯(lián)動(dòng)開關(guān)全部在ON時(shí)，按一鍵啟停鍵才能停止所有的針刺機(jī)組

　　六.通訊

　　1. MODBUS通訊

　　永宏P(guān)LC MODBUS通訊指令FUN150可以和任何支持MODBUS通訊協(xié)議的設(shè)備聯(lián)機(jī)。參數(shù)如下表：

　　針刺機(jī)設(shè)備中使用的變頻器是臺(tái)達(dá)的，頻率指令地址是2001H，由于永宏是十進(jìn)制五碼或六碼設(shè)置，所以：2001H轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制是8193，我們D或R寄存器對(duì)應(yīng)的是從40001（五碼）或400001（六碼）開始，所以表示為40001+8193=48194，或400001+8193=408194，祥見上面表格設(shè)置。再把PLC的通訊參數(shù)設(shè)置成和臺(tái)達(dá)變頻器參數(shù)一致就行，設(shè)置方法為：打開軟件點(diǎn)PLC————-設(shè)定——————你目前占用哪個(gè)口就點(diǎn)哪個(gè)，如：PORT2通訊參數(shù)。打開后修改波特率，數(shù)據(jù)位，停止位，奇偶校驗(yàn)，把永宏通訊該成ASCII MODBUS或RTU MODBUS即可。

　　2. LINK通訊

　　LINK通訊指令FUN151指令有4中模式，其中MOD0和MOD3是LINK通訊，而且MOD3是高速通訊，采用的是二進(jìn)制的通訊方式，所以通訊速率最高達(dá)921。6KBPS，下表是FUN151在MOD0方式下的情況：

　　通過LINK，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面控制主站PLC，而由主站PLC通過LINK和其他3個(gè)從站PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的共享和交換。

　　七.PLC設(shè)計(jì)概要：

　　按照系統(tǒng)功能完成輸入輸出點(diǎn)規(guī)劃后的工作就是程序設(shè)計(jì)。整條生產(chǎn)來講，基本功能是快速處理速度信息并實(shí)現(xiàn)速度跟隨，根據(jù)目前PLC的性能和已構(gòu)建的硬件框架，可以使用總機(jī)集中分配信息，單機(jī)獨(dú)立處理方式實(shí)現(xiàn)。單臺(tái)針刺機(jī)而言，程序主要的工作變量有針刺密度（M針密）、針刺頻率（F針頻）、牽伸比（K）、入料速度（V入）、出料速度（V出料），托網(wǎng)位置（T）和剝網(wǎng)位置（B）。保護(hù)變量有針刺次數(shù)（C）、針刺時(shí)間（t）、托網(wǎng)位置上限（TSL）、托網(wǎng)位置下限（TXL）、托網(wǎng)位置上限（BSL）和剝網(wǎng)位置下限（BXL）。為了便于維護(hù)，程序結(jié)構(gòu)上以主程序調(diào)用子程序形式編寫，分為針刺運(yùn)算子程序，托網(wǎng)剝網(wǎng)運(yùn)算子程序，保護(hù)子程序，數(shù)據(jù)上傳子程序及動(dòng)作執(zhí)行子程序。主程序部分包含程序初始化、子程序調(diào)用和解讀總控制器發(fā)出的指令解讀信息包含當(dāng)前機(jī)臺(tái)是本地單機(jī)運(yùn)行還是遠(yuǎn)端控制。

　　八.結(jié)束語：

　　永宏優(yōu)越的質(zhì)量，超強(qiáng)的應(yīng)用指令功能，多樣話的通訊方式，使得我們?cè)谏a(chǎn)設(shè)計(jì)中起到了關(guān)鍵性的作用。伴隨永宏機(jī)電產(chǎn)品的豐富與發(fā)展，功能的不斷提高，面對(duì)客戶對(duì)整體服務(wù)的需求，產(chǎn)品擁有廣闊長遠(yuǎn)的市場(chǎng)拓展空間。