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台达网络产品在无纺布生产线中的应用

中达电通股份有限公司
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【摘要】本文主要介绍了台达通过网络产品整合,将其应用于高速针刺机(无纺布)的系统控制。
【Abstract】This paper mainly introduces the Delta network products integration, and its application in high speed needle-punching machine (non-woven) system control.
关键词】网络产品;无纺布;系统控制
Keywords】network Products;non-woven fabric;system control
 
    无纺布又称之为不织布,是新一代环保材料,具有强力好、透气防水、环保、柔韧、无毒无味、廉价等优点。适用于农用薄膜、鞋材、制革、床垫、子母被、装饰、化工、印刷、汽车、建材、家具等行业,包括服装衬布、医疗手术衣、口罩、帽、床单、礼品袋等等,受到广泛民用品制造厂家的青睐。而针刺设备是制造无纺布的主要设备之一。本文主要介绍台达网络产品整合应用于高速针刺机(无纺布)系统控制,本次共2条生产线成功应用,其中,一条生产线为5组针刺,另一条生产线4组针刺。以下以5组针刺为说明,4组针刺应用同一控制。
 
 
1、项目简介
    无纺布生产线设备主要有分为两部分——前纺和针刺。前纺包括:送棉箱、松开机、气压棉箱、梳理机、铺网机;针刺包括:针刺机组(根据用户需求选择机组)、烫平、储布架、压辊、收卷。其中根据针刺所对应的刺位可分为:倒刺、正刺、异位对刺。
    针刺机传统的控制一般是一组设备使用1台PLC、1台HMI、AMD进行控制(MODBUS通讯)。操作方便,但是布线及通讯复杂,抗干扰性能差,通讯距离短。此外,传统控制,大量的通讯程序使小型的PLC的内存(16k steps)受到极大的考验。因为设备要求通讯速率高、PLC程序内存大等问题,大部分设备厂商都选用S7-300、三菱Q系列等大中型PLC进行控制。整体生产线设备及生产工艺主要参数如图1所示。
 

图1 整体生产线设备及生产工艺主要参数
 
 
2、设备示意图及控制工艺
    设备示意图如图2所示,生产线控制模式主要有:手动控制、单机自动、整线控制。机械主要参数有:针刺修正系数、入料传动系数、出料传动系数、布针密度、速度修正系数。机械参数主要用于主要生产参数有:针刺密度、针刺频率(针频)、入料速度、出入料速度牵伸比、托网上下限、剥网上下限、原点设置。其中,机械参数主要做为实际运行速度校正调整。生产参数倒刺、正刺只有1组托网上下限、剥网上下限、原点设置,如图3所示。异位对刺设置区有2组托网上下限、剥网上下限、原点设置,如图4所示。
           
图2  设备示意图
 
 
    在整线控制模式下,选择单组旁通(穿越)功能,出入料正刺运行,针刺停止。所有速度取决于前纺速度(前级速度),即改变前级速度所有速度都会自动更变,同时,速度的加减不影响针刺密度。
 

图3  生产参数倒刺、正刺只有1组托网上下限、剥网上下限、原点设置
 

    图4  异位对刺设置区有2组托网上下限、剥网上下限、原点设置
 
 
    生产所有工艺参数可通过HMI的16bit配方存储,同时,可添加当前配方产品名称备注,如图5所示。
                   
 
图5  生产所有工艺参数可通过HMI的16bit配方存储
 
3、系统网络控制图
系统网络控制图如如6所示。
 
               
图6 系统网络控制图
 
4、网络控制组态
    PLC及HMI参数设置
    由于本次HMI(DOP-B10E615)应用跟PLC(DVP28SV00R)通讯走的是Ethernet,因此我们需设置HMI跟PLC所对应的IP地址(DVPEN01-SL默认网关为192.168.1.5)。通讯设置见图7。
 
                           图7  通讯设置

    CANopen
设置及程序应用
    本次应用,所有变频器都选用C2000进行控制。控制模式为CANopen总线控制。组态图如图8所示。
 
                           
图8 组态图
 
    CANopen总线控制节点配置设置是CANopen协议必不可少的。以下配置仅以1号节点为说明,其他节点配置相同。
    主站模式设置。首先选择“网络”后,再选择“主站参数”。本例为CANopen为Master。如图9所示.
 
 
                    图9  主站配置
 
    PDO配置设置。PDO分为Receive PDO和Transmit PDO,可根据实际工艺要求选择相应的PDO。本次应用PDO设置分别为:
    Receive PDO:Output frequency(输出频率)、Output current(输出电流)、Output voltage(输出电压)、Error code(错误信息)。同时,选择传输类别。如图10所示。
 
  
                              图10  Receive PD0配置设置
    Transmit PDO:Operation command(操作命令)、Frequencycommand(频率命令),同时,选择传输类别。如图11所示。

                      图11  Transmit PD0配置设置
 
    读取Master相关配置信息,即PDO所对应的D存储单元地址。如图12所示。
                             图12  节点列表配置
 
5、网络产品特点
Ethernet特点
    高效系统响应时间,100BASE-TX (100Mbit/s,10Mbit/s)增加扩充节点(依路由器设定 )符合TCP/IP协定的手/自动资料连结设定(最大连接4埠),支持  由DHCP自动提供IP地址给电脑,共通通讯协定——Modbus TCP。
    邮件功能延伸。SMTP提供四组e-mail帐号供设定。
    自动校正PLC时间(SNTP)、密码保护功能、简易防火墙保护功能。
    CANopen特点
    台达DVPCOPM-SL为SV系列左侧扩展模块,支持CANopen(标准DS301或DS4.02)协议。与SV连接使用CANopen总线应用时,DVPCOPM-SL(Master)负责PLC与总在线所有从站数据的交换。Master将PLC数据传送到总在线的各各从站,实现主从站间的数据交换。主要功能特点如下:
    *灵活通讯地址设置。通过地址开关设定合法地址1-127。
    *可靠快速的通讯速率。根据实际应用情况选择对应波特率:10kbps、20kbps、50kbps、150kbps、250kbps、500kbps、800kbps、1Mbps。本例使用1M通讯速率取代传统的MODBUS (9600 E,7,1)。
    *支持PDO、SDO、EmergencyProtocol服务。RxPDO最大支持200个,数据(16Bit、INT、UINT、WORD)最大支持390个字节;TxPDO最大支持200个,数据(16Bit、INT、UINT、WORD)最大支持390个字节;每个从站最多可配置8个RxPDO和8个TxPDO。
    *支持事件触发、时间触发、同步周期、同步非周期传输。
    *传统的MODBUS通讯程序复杂,通讯实效慢,同时,占用主机大量内存。DVPCOPM-SL方便快捷的映像数据区的应用,不但解决了繁琐的读写程序内存,同时,大大减少了主机运行的扫描周期。
    *传输距离远。最高可传输距离为5000M(10kbps),本例使用25M(1M bps)。
优越的抗干扰特性。
 
6、系统应用设置
系统应用配置如表1所示。
              表1  系统应用配置
 
7、总结
 
    实际使用证明,CANopen总线的应用以通讯速率快、通讯距离远、程序简便(大大减轻占用主机程序容量)、布线简单、抗干扰能力强、易维护等优势,取代了MODBUS传输速率慢,通讯距离短、编写程序复杂、控制程序容量大、易干扰、布线繁琐等传统控制模式。同时,相对主流ProfiBus、CC-Link、Modicon等控制总线来说,性价比获得了用户的良好评价及认可。
    此外,常见的陶瓷窑炉生产线、污水处理、玻璃设备、塑料轮胎、印刷等行业应用技术,对数据高速采集、集成监控、数据交换等类似控制,均可采用以上方案得于实现控制。

 
 
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