引言
民用炸药生产是一个具有危险性的特殊行业。为了提高炸药生产效率,减少生产过程中造成的工人人身伤害,这个行业对自动化包装线的需求比较迫切。武汉人天包装技术公司开发的DWG型民爆中包生产线正是满足这种需求的一款产品。生产线针对炸药的包装工艺特点,对炸药进行自动排列、中包包装、装箱。其自动控制系统采用CC-Link现场总线、分散控制、变频定位控制等技术,保证了生产线稳定、可靠的运行。现场各PLC利用CC-Link总线进行通讯,使得整个生产线配置变的灵活,安装维护容易。友好的人机界面降低了操作难度与事故率,提高了经济效益。整个生产线运行后,减少了大量操作人员,体现了较好的使用效果与较高的安全性。
1 控制对象简介
整个生产线效果图如图1 所示。
图1 生产线效果图
民爆中包生产线分为若干相对独立的功能块:
中包功能块:此功能块用于将前段输送而来的药条进行排列整理,并用塑料膜包装成真空袋。一条中包生产线可能包含2至3个中包功能块
装箱功能块:此功能块接受包装完成的中包袋,并将其装入纸箱,并控制辅助设备自动封箱捆扎
输送功能块:此功能块根据不同厂房配置,完成物料的转移输送。
2 控制系统硬件配置
2.1 系统配置
全系统含数字IO约350点,变频器6-11台CONTROL ENGINEERING China版权所有,另有独立温度控制回路12-18路。主控制单元采用FX2NPLC,约100点数字IO,负责控制电机,并提供人机界面和上位机接口。中包控制单元采用FX1NPLC,约80点数字IO,负责单台中包的控制。根据不同的生产线配备的中包控制单元数目也有所不同。装箱控制单元采用FX2NPLC,约80点数字IO,负责装箱机的控制。非标的现场输送设备可以采用远程IO进行控制。 各单元采用CC-Link现场总线进行连接,每个单元使用一个站。由于厂房的布置一般在200米以内,整个网络采用2.5Mbps的运行速度
2.2 CC-Link网络配置
主站设置为:STATION NO(站号):0;MODE(模式):0;B RATE(通讯速度):2(2.5M)
中包1设置为:STATION NO:01;OCCUPY STATION(占用站数):1 ;B RATE:2
中包2设置为:STATION NO:02;OCCUPY STATION:1;B RATE:2
中包3设置为:STATION NO:03;OCCUPY STATION:1;B RATE:2
装箱模块设置为:STATION NO:04;OCCUPY STATION:1;B RATE:2
2.3 软件配置
全系统采用分散控制、集中管理的思路。
1、主站软件功能
一台FX2NPLC作为网络主控站,控制整个CC-Link网络。为了保证整个生产线的安全性,避免接触器、变频器及电机启动器接触到包装材料,主站放置在远离爆炸危险环境的控制室内,因此主站还需要协调生产线数十台电机运行。同时主控制站搜集各从站的工作数据www.cechina.cn,提供生产统计,故障报警及系统调试诊断等功能。还可以通过串行口与上位机连接,提供生产现场各种数据。
2、从站软件功能
由于包装材料——炸药具有易爆属性,需要生产线即使在通讯失效的情况下机器也能安全停止,因此每个独立的功能单元在现场采用单独PLC进行信号采集与逻辑运算。同时此PLC通过软件检测网络运行状态,一旦异常,自动启动急停程序,即使恢复链接也需要操作员进行确认后方能重新投入运行。PLC之间通过CC-Link现场总线进行数据交换实现生产线协调运行。如果一个单元异常控制工程网版权所有,能自动退出连锁运行,并单独调试检修,不影响生产线其它单元。
3、生产线组态
生产线组态由一台F940GOT完成,通过触摸屏可以向生产线任何设备发送测试指令,并能实时监测全线的工作状态。
4、其它软件功能及软件特点
对于不需要实时响应的数据采用分组传输的策略,每个从站仅需一个站就可以满足功能。 配置软件换点功能:若PLC输出点发生损坏,无需配备编程工具就可替换损坏的点。配备现场PLC监视功能:由于防爆,防腐需要现场控制柜处于全密封状态,通过此功能可监视现场任意PLC的IO状态。软件编制实现模块化。对于不同的工程——由于要控制输送线——只有主站程序略有变化,其他现场控制单元程序无需改变。
结束语
CC-Link是高速的现场总线,在实际应用中,网络的传输延迟仅为2-3mswww.cechina.cn,安全可靠,具备完善的RAS功能,一个站点失效不会引起全系统的崩溃。利用这一点CONTROL ENGINEERING China版权所有,我们能简单的完成各模块的相对独立控制。