永宏PLC在医疗纺巾机上的应用

1 行业介绍    国内缝制设备产业的竞争越来越激烈，以提高产品质量和生产效率来提高企业竞争力，已经成为业界的共识。国内的制造业面临劳工人力缺乏、人工成本持续高涨、高级技工也严重缺乏，所以多数企业已经改变过度依赖人工来提高产能的思想。引进新制造技术、制造出高精度的零部件、提高设备性能、自动化技术的普遍应用加速了缝制设备产业的产业升级，为机器的机电整合、自动化、高速化提供了有力保证，使产品贴近市场需求并提升竞争力。下面，我们结合研制医疗纺巾机的体会，就医疗机械领域PLC的应用，特别在编程方面，与一般家用电脑的编程习惯思路相联系，作一些探讨。 本文主要研究永宏PLC在医疗纺巾机上的应用，纺巾机产品的实物如下图1-1。

   1-1实物图

医疗机械控制与一般的工业控制相比，有它的特殊性。 首先，由于医疗机械的工作对象是人，因而安全性、可靠性就十分突出,所以产品质量要非常可靠。 其次，医疗用品一般为一次性用品，所以损耗大，寻求也大。 第三，I/O点不很多，一般单机控制，从成本的角度考虑，宜采用尽可能小型的控制系统，这又要求程序紧凑。

2 系统设计方案 2.1 方案背景    该设备为纺织自动化所用的医疗纺巾机设备。集纠偏、切布、卷边边为一体的全自动设备。设备主要用于纺织好的产品的拷边。由于设备的同步性对拉料影响比较大，所以两端的拷边机以及拖布轮全部使用的是永宏A5伺服。加上一些面料的不均匀等外部因数也可能导致即使在伺服同步的情况下，产生的拉料偏斜的情况。所以在设备的操作部分加了点位器来左面料拉斜的微调。 2.2 客户需求    ①操作简单易学；    ②触摸屏画面简洁，美观，可以实时监控设备的运行状态；    ③程序逻辑好，各种保护要做的到位    ④术实力强，最好有需求 的时候能及时赶到 2.3 方案选择   方案1 三菱PLC 三菱7寸触摸屏 10个三菱变频器   方案2 台达PLC 永宏7寸触摸屏 6个三菱变频器，4个永宏A5伺服   方案为客户首选的方案，该方案也实施了，结果完成调试后设备会经常性的出现拉料偏斜，细密针，经常断线等问题。设备发到客户哪边，无法验收。后来想到我们，所以请我们过去帮助看怎么改。后来考虑到变频器作同步很难，所以建议客户将左右拷边机的电机以及左右拉布轮的电机换成伺服电机。然后PLC触摸屏换成永宏的，我们来重新开发程序。因为前面和该客户合作的比较多，也有这方面成功的例子，比如以前他们家的地毯机之前调试也碰到了类似的问题，后来通过将普通电机换成了伺服电机做同步解决了问题。最终，客户确定了我们的方案。

2.4 设备图片

2.4纺巾机设备图

   该设备主要由进料纠偏、左右纠偏，切刀模组、卷边模组、拷边模组、主副拉料筒模组以及摆臂排料模组组成。其中尤为重要的是拷边模组。因为该模组的同步与否会直接影响到拉料的偏斜，细密针、经常断线等问题。所以这个模组用了4个伺服来做同步（有比例的同步），然后加了两只电位器来做左右拷边拉布的微调。让操作员在料物拉偏的情况下，能用电位器的微调使左右能校正回来。这样就能在即使设备出现拉片的问题，也可以在不停机的情况下，处理掉这个问题。其他模组由于需求没有那么苛刻，所以是使用的变频器控制电机来控制的。

2.5 设备配置图

                          2-5多工位焊接机机配置图 PLC：FBs-60MCT2-AC FBs-CB55 FBs-4A2D       伺服：永宏A5一拖二伺服400W一套,永宏A5一拖二伺服700W一套. 功率段不等的变频器6个,永宏Uncion 7寸触摸屏 3 系统软件设计 3.1 工艺流程

4 技术难点说明    1：伺服同步以及微调 项目最大的难点就是4轴伺服同步的问题，因为里面还涉及到用电位器来微调左右两边的速度。而且调整过程中，针距还不能有变动。所以整体其实是左边的拷边机与拉布轮是同步的，右边的拷边机和拉布轮是同步的。因为针距可能会调整，所以两轴的速度要相应的调整，两轴速度一调整，两轴的加减速也要跟着比例来调整，不然启动停止都会出现跳针的现象。后来通过用直线插补指令来实现几轴的同步（有比例的同步），这样加减速也自动的调整了。    2：变频器控制的问题 因为设备的变频器用了六台，变频器如果把启动，停止，频率写入电流读取等参数都用通信来控制的话，会有比较大的延迟，因为纠偏是需要立马反应的。所以将控制信号用外部段子来控制，频率电流读取用通信，就避免了这个问题。    3：变频器拉布与伺服拉布的同步问题 料物从伺服拉料轮出来后，后面是辅助拉料轮，因为后面的两个辅助拉料轮是变频器控制的，并且要做到后面的辅助拉料轮与前面伺服带的拉料轮进行线速度的基本同步。不然会有拉针以及料物堆积的问题，所以做了频率和转速的线性转换，然后进行了各种运算，把变频器与伺服基本上同步起来了。

部分PLC程序

触摸屏程序

5 行业概括    纺织机器就是将天然的纤维或者是化学纤维加工为纺织品的机械，而且生产化学纤维的机械也可以称之为纺织机器我国辛勤的劳动人民在很早以前就制造了简单的纺织机器，在春秋战国时已经有手摇纺车纺纱，到了宋代已经发明了30多个锭子的水力大纺车。随着经济的不断发展，社会的不断进步，现代化的纺织机器也越来越多，最常见的有以下这几种：剑杆织机、喷气织机、片梭织机、喷水织机等等 纺织机器的技术水平、质量和制造成本直接影响了服装纺织工业的发展。而纺织工业的发展也能实现我国纺织机器的长足发展，目前我国的纺织机器制造行业已经成为门类齐全、能够满足服装纺织行业需求，具有自主创新能力的支柱产业 6 行业前景    随着经济日益快速的增长，想必纺织自动化在服装产业必定是一个突破点。纺织机械作为纺织行业的上游产业，其走势完全取决于纺织行业景气程度。纺织行业是我国的传统优势行业，纺织产品也是我国重要的外贸产品，作为服装等日用产品的主要原料，纺织行业的发展速度也将决定着服装、纺机等产业的供求关系和价格变动。纺织行业的快速发展对我国经济平稳运行和保持物价稳定有着至关重要的意义，在我国经济中占有重要地位。    近年来，随着我国经济的快速增长，GDP始终保持在较高增速水平纺织行业也随之保持快速的增长。纺织行业总产值占GDP比重也一直保持在较高的水平。虽然，我国纺织机械的生产和需求总额一直在上涨，但我国纺织机械工业与国际先进水平相比仍存在较大差距，还不能完全适应纺织工业发展的需要，主要是自主创新能力相对较弱。

【参考文献】 [1] 永宏可编程控制器使用手册I 和使用手册II.台湾永宏电机股份有限公司 [2] 永宏PLC编程软件使用手册.台湾永宏电机股份有限公司