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- / 海為在UV涂裝生產(chǎn)總線控制中的應(yīng)用
作者:海為用戶
一、前言
隨著工業(yè)4.0的理念以及智能制造加速發(fā)展,信息化、大數(shù)據(jù)監(jiān)控生產(chǎn)方式快速普及,UV滾涂生產(chǎn)自動(dòng)化也正以滾涂質(zhì)量高、投資回報(bào)率高等優(yōu)勢(shì)加快對(duì)傳統(tǒng)滾涂行業(yè)的工藝轉(zhuǎn)型?,F(xiàn)階段,我國(guó)大部分滾涂生產(chǎn)還是單機(jī)設(shè)備控制為主,雖有連線生產(chǎn),但不具備整線聯(lián)控聯(lián)調(diào)功能,導(dǎo)致作業(yè)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),沒(méi)有形成聯(lián)動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī),造成設(shè)備損壞率高,維修成本大。另外,當(dāng)今社會(huì)人力結(jié)構(gòu)的變化,導(dǎo)致當(dāng)前招工難,工資水平不斷提高等因素已經(jīng)困擾著滾涂行業(yè)。解決以上問(wèn)題就必須考慮實(shí)現(xiàn)滾涂線自動(dòng)化智能化的升級(jí),以此來(lái)提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量,降低經(jīng)營(yíng)成本。
二、概述
為了實(shí)現(xiàn)UV生產(chǎn)線的集中控制,確保整線的聯(lián)動(dòng)與調(diào)節(jié),根據(jù)用戶要求制定本方案。本方案中,總共有15套單機(jī)設(shè)備,包括除塵機(jī)2臺(tái),重型補(bǔ)土機(jī)1臺(tái),雙輪涂布機(jī)2臺(tái),雙燈干燥機(jī)動(dòng)2臺(tái),三燈干燥機(jī)1臺(tái),輸送機(jī)5臺(tái),砂光機(jī)2臺(tái)。其中砂光機(jī)屬用戶自購(gòu)產(chǎn)品,納入本系統(tǒng)控制方案中,砂光機(jī)需提供通信控制接口給本系統(tǒng)控制。
圖1現(xiàn)場(chǎng)電柜(局部)
三、控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)配置
1、PLC采用海為品牌,選配以太網(wǎng)接口,總線通訊采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信,通信協(xié)議MODBUS/TCP協(xié)議,傳輸速度快,控制實(shí)時(shí)性強(qiáng),各單機(jī)設(shè)備根據(jù)實(shí)際點(diǎn)數(shù)和需求選擇相應(yīng)型號(hào)的PLC。
2、原則上輸送機(jī)不配PLC控制,納入就近的設(shè)備進(jìn)行控制,因此就近設(shè)備的PLC系統(tǒng)要預(yù)留輸送機(jī)的控制接口,減少總線控制成本。
3、為了提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,以及數(shù)據(jù)處理能力,通信速率等,本系統(tǒng)采用一臺(tái)高端PLC作為總控PLC對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
4、本系統(tǒng)單機(jī)設(shè)備都配備有人機(jī)界面進(jìn)行監(jiān)控,任何單機(jī)都可就地實(shí)現(xiàn)控制與調(diào)節(jié)。
5、總監(jiān)控系統(tǒng)采用10寸觸摸屏與PLC進(jìn)行監(jiān)控,也可配置海為云盒(CBOX)+大屏控制器(TVBOX)+(大屏幕)方案實(shí)現(xiàn)集中控制,在本次系統(tǒng)中選用云盒+大屏控制器的方案,總控系統(tǒng)具有云端控制功能,可以進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試程序,手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)等功能。
6、網(wǎng)絡(luò)通信采用12-16口工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī),網(wǎng)線采用工業(yè)級(jí)帶屏蔽以太網(wǎng)通信線,且交換機(jī)需安裝在專用電箱內(nèi),現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)網(wǎng)線需走鐵管或獨(dú)立線槽布線,提高抗干擾能力。
圖2系統(tǒng)組網(wǎng)
四、工藝控制系統(tǒng)功能
(一)、工藝制常規(guī)性功能
1、總線控制系統(tǒng)具備記憶與配方功能,生產(chǎn)不同產(chǎn)品時(shí)可以直接調(diào)用不同產(chǎn)品的配方,配方包含設(shè)置速度,高度等參數(shù)。配方調(diào)用可通過(guò)生產(chǎn)線入口的產(chǎn)品測(cè)厚儀測(cè)出板厚,然后確認(rèn)將數(shù)據(jù)保存到相應(yīng)配方,當(dāng)生產(chǎn)這種板型時(shí)調(diào)用即可。
2、具備整線聯(lián)動(dòng),一鍵啟動(dòng)和停止,啟動(dòng)時(shí),先啟動(dòng)末端設(shè)備,然后順序向前端設(shè)備逐一啟動(dòng),停機(jī)的順序剛好相反。避免同時(shí)啟動(dòng)造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
3、當(dāng)出現(xiàn)故障機(jī)時(shí),故障機(jī)向入口方向的輸送設(shè)備要立即停機(jī),但滾涂輪不停機(jī),且自行上升到安全高度,向出口方向設(shè)備保持正常運(yùn)行,故障復(fù)位后自動(dòng)下降為設(shè)定高度。故障類型分為輸送故障,卡板故障,調(diào)光器故障,變頻器故障,限位越限報(bào)警等。
4、聯(lián)動(dòng)時(shí),可以控制任一滾的運(yùn)行或不運(yùn)行(禁用),并升到安全高度。
5、UV干燥機(jī)采用電子光源,可進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)光源,有板時(shí)全功率運(yùn)行,無(wú)板待機(jī)時(shí)按30%的功率運(yùn)行,也可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)光源功率大小?,F(xiàn)場(chǎng)升降的高度進(jìn)行微調(diào)后的數(shù)據(jù)保存后能直接傳送到總控PLC當(dāng)中,并在配方當(dāng)中進(jìn)行保存記憶,便于下次調(diào)用。
6、在生產(chǎn)線入口安裝一套有無(wú)料檢測(cè)裝置,作為系統(tǒng)運(yùn)行和待機(jī)狀態(tài)切換的依據(jù),這一套裝置又兼作板厚檢測(cè)報(bào)警信號(hào),當(dāng)板厚超過(guò)設(shè)定的厚度,發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)給總控PLC進(jìn)行報(bào)警并停止輸送。
7、在干燥機(jī)上安裝檢測(cè)裝置,用以判斷干燥機(jī)內(nèi)是否卡板,卡板后立即停機(jī),避免火災(zāi)事故發(fā)生。
8、由于整線控制時(shí)產(chǎn)線較長(zhǎng),在每臺(tái)機(jī)器上安裝一個(gè)三色指示燈,以便更好的監(jiān)示整線的運(yùn)行狀態(tài),綠色運(yùn)行,黃色待機(jī),紅色故障。
9、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)功能具備設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、故障報(bào)警信息顯示、一鍵啟動(dòng)和停機(jī)功能、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、配方設(shè)置與調(diào)用、用戶登錄與注銷等功能。
圖3 現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)線
(二)、能源管理方面功能
1、本系統(tǒng)干燥機(jī)安裝電子調(diào)光器,調(diào)光器可以根據(jù)光源功率大小來(lái)調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)機(jī)的變頻速度,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
2、滾涂機(jī)的每套滾均安裝有油漆稱重裝置和膠輪與鋼輪間隙調(diào)節(jié)裝置,稱重裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)示油漆重量,具備上限停止進(jìn)油,下限加油,上上限報(bào)警,下下限報(bào)警等功能。另外,可經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)鋼輪與膠輪的間隙,間接去判斷油漆用量,從而換算油漆的消耗量。
3、每臺(tái)設(shè)備可以安裝一臺(tái)智能型電表,或整線安裝一個(gè)智能電表,用于監(jiān)測(cè)每天每班的耗電量,從而達(dá)到監(jiān)控節(jié)約用電行為。
4、對(duì)于正逆輥設(shè)備,逆輥升降自動(dòng)根據(jù)板材位置調(diào)節(jié)升降高度,確保板材進(jìn)入逆輥時(shí)不撞輥,因?yàn)槟孑佔(zhàn)草仌r(shí)導(dǎo)致油漆反堆而掉落到輸送帶上,影響設(shè)備的衛(wèi)生及維護(hù),同時(shí)也減少了油漆損耗。
(三)、設(shè)備維護(hù)方面功能
1、電子調(diào)光器設(shè)有運(yùn)行時(shí)間記錄,當(dāng)UV燈達(dá)到使用時(shí)間時(shí),報(bào)警提示更換燈管,以便進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。
2、以供油給輥的電磁閥作為計(jì)時(shí)依據(jù),來(lái)判斷每個(gè)膠輥的使用時(shí)間,從而提醒用戶何時(shí)換輥,以便設(shè)備更好的維護(hù)。
五、方案總結(jié)
1、海為云盒(CBOX)/HMI具備海為云平臺(tái)的全部功能,通過(guò)海為云,本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)云監(jiān)控,智能管理,支持手機(jī)端/電腦WEB端的遠(yuǎn)程訪問(wèn)控制,操作性強(qiáng),總控系統(tǒng)連上互連網(wǎng),就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,實(shí)時(shí)監(jiān)示生產(chǎn)數(shù)據(jù),海為云平臺(tái)具備云報(bào)警功能,當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警時(shí),報(bào)警信息可以實(shí)時(shí)推送到手機(jī)APP,可以實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)處理設(shè)備故障。
2、海為云盒(CBOX)/HMI支持MQTT數(shù)據(jù)上報(bào)功能,可以將數(shù)據(jù)上傳到Mysql/SQLserver等主流數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)接ERP/MES系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)信息化管理。
3、本系統(tǒng)支持海為云平臺(tái),海為云平臺(tái)內(nèi)置Haiwell 云引擎、云管理功能,通過(guò)Haiwell云引擎,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)PLC程序上下載,監(jiān)控,固件升級(jí)和PLC診斷;通過(guò)Haiwell云管理,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)HMI/CBOX工程的上下載,固件升級(jí)以及歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能。
4、海為云平臺(tái)采用A/B key安全訪問(wèn)機(jī)制,機(jī)主和管理員同時(shí)管理設(shè)備,采用審核機(jī)制管理遠(yuǎn)程訪問(wèn)人員的訪問(wèn)權(quán)限,同時(shí)可以設(shè)置訪客的訪問(wèn)時(shí)長(zhǎng);讓訪問(wèn)安全可靠,讓遠(yuǎn)程安全放心。
5、海為PLC 485通信支持不同波特率、不同協(xié)議、不同資料格式同時(shí)通信,通信程序不需要處理時(shí)序,大大節(jié)省了工程師的編程時(shí)間,尤其在滾涂機(jī)上多臺(tái)變頻器的設(shè)定頻率,運(yùn)行頻率,運(yùn)行電流等信號(hào)的處理有明顯優(yōu)勢(shì)。
6、現(xiàn)場(chǎng)選用以太網(wǎng)PLC,以太網(wǎng)PLC支持多個(gè)上位機(jī)同時(shí)訪問(wèn),同時(shí)以太網(wǎng)口也可以作為主站去訪問(wèn)其他設(shè)備,可主可從,方便調(diào)試。
7、海為大屏顯示器(TVBOX)可以實(shí)現(xiàn)電子看板功能,支持4宮格,6宮格,9宮格多屏顯示,可以把局域網(wǎng)內(nèi)的多臺(tái)HMI/CBOX/IPC同時(shí)顯示在一個(gè)大屏上,也可以大屏單獨(dú)顯示一臺(tái)HMI/CBOX/IPC的界面,用比較經(jīng)濟(jì)的方案就可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的電子看板功能。
圖4 手機(jī)APP監(jiān)控界面
圖5 主控PLC與兩臺(tái)單機(jī)設(shè)備PLC通過(guò)Haiwellbus通信程序
圖6 CBOX畫(huà)面開(kāi)發(fā)界面一
圖7 CBOX畫(huà)面開(kāi)發(fā)界面二
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