摘 要:本文详细介绍了台达人机界面、文本显示器、EH系列可编程控制器、V及B型交流变频器构成的控制系统在河南新机股份有限公司生产的XJ4142大全张四色胶印机上的成功应用。整个电控系统主要采用MODBUS协议构建整体总线控制系统。经过用户一年多的使用,效果理想。
1 引言
XJ4142大全张四色胶印机是河南新机股份有限公司自行研发的光、机、电、气一体化产品,在国内大幅面胶印机领域处于领先地位。机器按功能划分为四个组成部分:输纸机组;主传动系统;四个颜色印刷机组、收纸机组。机器的工艺流程是:裁切好的纸张由输纸机输送到第一色印刷机组,先经过规矩定位后再依次通过四个印刷机组的印刷,最后传到收纸机,把印刷完的纸张收集整齐。
机器全长十二米,分布配置十二个操作面板。机器全套包括:两个纸台升降电机;两个吸纸风泵;一个油泵;一个喷粉泵;一个空压机;四个出水辊电机和一个主电机;电磁阀和电磁铁二十二个。机器上还有大量的用于监控的光电开关和用于安全保护的限位开关。这些电器件主要分布在机器的传动侧和操作侧分布安装。由于电器件不集中,如果只采用一个电柜安装一个PLC组成控制系统,那么机器离电柜较远的那部分到电柜的连接线会很多且距离长。
2 台达EH系列PLC通讯功能构建的新型控制系统
2.1 方案设计
根据以上对新机XJ4142胶印机和台达EH系列PLC功能的分析,我们与中达电通公司合作,提出了一种采用两个EH系列PLC分别作为主站和从站,把台达文本显示器、人机界面及四个B型变频器与PLC通过通讯口连接在一起,构建成新型电控系统。
台达EH系列PLC采用双处理器芯片设计架构,运算处理速度非常快。它除了两个内置的串联通讯口(COM1:RS-232,COM2:RS-485)外,还可以扩展一个通讯口COM3。在指令的处理速度方面接近国外的高档PLC,而内置通讯口比国外品牌多。台达DVP—PLC专门对RS-485通讯口开发了多种MODBUS串联通讯便利指令,其中台达EH系列PLC具有EASY LINK功能,可以在台达PLC、变频器之间进行组网控制。
2.2系统的特点
(1)主电机为全机各个部分提供传动动力,要求低速能满负荷启动,机器印刷时要求速度可以调节并且速度稳定性要好,所以选用台达V系列高性能磁束矢量控制变频器。
(2)胶印机在纸张上印刷时需要先给印版上水和上墨,版面上的水量在印刷时需要经常调节,所以选用四个台达B系列变频器来控制四个印刷机组的出水辊电机的速度。
(3)本机设有一个主控制台电箱和一个主电柜,主控制台电控箱在输纸机的操作侧,主电柜在传动侧;其中主站PLC在主控制台电箱里,从站PLC在主电柜里。主站PLC主要用于输纸机和一二色印刷机组的信号采集及处理。从站PLC主要用于主电机变频器控制、三四色印刷机组和收纸机的信号采集及处理。主站PLC和从站PLC通过RS-485通讯线连接。主控制台电箱里还有一二色印刷机组的出水辊变频器,主电柜里有主电机变频器和三四色印刷机组的出水辊变频器。一二色出水辊变频器和主站PLC采用RS-485通讯线连接和控制。三四色出水辊变频器和主站PLC采用RS-485通讯线连接和控制。这样四个印刷机组的出水辊变频器和从站PLC都作为从站和主站PLC就组成了RS-485通讯网络。利用台达PLC的EASY LINK功能可以实行1:N控制。主电机变频器从安全可靠方面考虑仍采用I/O控制,参见图1。