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| 臺達工控產品提供整體配套的自動化系統解決方案 |
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工控產品是實現自動化系統的物理基礎，但由優秀產品堆積起來的系統未必就是性能優異的系統，其關鍵在于整體解決方案。本文結合工程實踐，簡要介紹基于臺達工控產品并整體配套的自動化系統成功解決方案。
工業自動化系統正朝著集成化、網絡化、平臺化、綜合管理等方向發展,因此構建工業控制系統時，不僅要硬件配套，更重要的是要考慮功能完善，將軟、硬件系統功能完美地整合，給用戶提供穩定可靠，可操作性、可維護性和可擴展性好及功能齊全、性能優異的自動化工控系統。即使隨著時光的流逝工控系統需要升級換代，系統仍然具有很好的兼容性，使用戶投資受到良好的保護。新一代的臺達工控產品提供了各種整體配套的自動化系統解決方案，限于篇幅，以下列舉部分行業應用的成功案例供參考，這些案例經過現場長期運行考核，運行穩定可靠，給企業帶來了顯著的社會經濟效益，受到用戶好評，并充分地考慮了集成化、網絡化、平臺化、綜合管理等前瞻性要求，在軟件系統支持下，其數據點數、處理能力以及可伸縮性或擴展性等方面都有明顯的提高，提供的整體配套解決方案會隨時間推移而增值和延長項目的生命周期，從整體上提高了系統建設的投資回報率。以下是部分成功應用案例。
1 基于臺達工控產品的織機自動化系統
1） 張力控制變頻收卷系統
紡織機械如：漿紗機、漿染聯合機、并軸機等設備都會有收卷的環節。傳統的收卷都采用機械傳動，同軸傳動部分的機械平均壽命基本上是一年左右，難于維護而且維護費用高�；谂_達工控產品的張力控制變頻收卷系統可取代傳統的機械傳動系統，保證整個收卷過程穩定，該系統借助臺達公司的變頻器，采用閉環矢量控制方案實現恒張力控制。為了保證恒張力，在小卷啟動的瞬間、加速、減速、停車和大卷啟動時，對不同卷經進行不同的轉矩補償，保證整個收卷過程中避免小卷時張力過大，大卷啟動時松紗的現象，圖1是單臺張力控制變頻收卷系統的結構框圖。
圖1 系統構成及系統框圖
該系統的優點在于：張力在人機界面上設定，人性化的操作；采用長遠卷徑遞歸、空心卷徑激活時張力線性遞加、張力錐度計算和轉矩補償動態調整等先進控制算法；卷徑實時計算精確度高，保證了收卷電機輸出轉矩平滑性能好，可自己糾正卷徑值；盡管操作人員進行加速、減速、停車、再激活時極易造成爆紗、松紗現象，但實施變頻收卷改造后系統收卷穩定，張力始終恒定；克服了機械磨損，延長了機械的使用壽命，設備維護使用方便。值得注意的是該系統用工控機極易實現群控，進而有利于實現管控一體化的系統集成。
2) 簾子布織機電控系統
簾子布織機是劍桿織機的一個特類，除具有一般織機性能外有其特殊性。采用以臺達 ES型PLC、DOP-A型HIM、B/M型變頻器構建的新穎電控系統，如圖2所示。其創新主要體現于：主機采用臺達 B型矢量型變頻器控制，擺脫了傳統的離合器控制模式，可實現主機電氣無極調速功能；送經電機、卷曲電機、大卷裝均采用臺達 M型變頻器控制；運用臺達 MODBUS通訊協議構建主機、送經電機、卷曲電機、大卷裝控制系統；擺脫了傳統的模擬量控制；信號采集、處理采用臺達ES型PLC作為CPU處理中心；顯示采用臺達人機界面，擺脫了傳統的LCD模式。上述優點是傳統織機控制系統無法比擬的：機械結構大大簡單化；可高達450轉/分，這是同類機種高不可攀的車速；主機采用變頻控制，使織機車速可實現變頻調速控制。
圖2 簾子布之機電控箱內示圖
該系統已在江蘇泰州化纖廠投入使用，具有結構簡單、操作方便、界面簡潔、穩定可靠，成本低廉等特征，是傳統控制系統的最佳替代產品。
3）毛巾織機天經電氣控制系統
毛巾織機是劍桿織機一種，它和普通劍桿織機的主要區別在于毛巾織機比普通劍桿織機多了一個經軸，即天經。該系統的特殊性在于在整個運行過程中存在三個張力段、三個緯密，這和地經（普通織機的經軸）有著明顯的區別。其控制系統硬件均采用臺達自動化產品，EH型可編程控制器、ASD-A 型伺服控制器和TP04G文本顯示，便于系統維護、升級。毛巾織機天經電氣控制系統的應用如圖3所示。
圖3 織機廠家毛巾織機一角
系統構架：硬件構架，TP04+EHPLC+ASD；軟件構架，TP04+EHPLC。該系統結構簡單，操作方便，界面友好，整個系統采用臺達自動化產品構成，系統性價比高，應用效果良好，受到客戶認同。
4）國產化劍桿織機電氣控制系統
國外劍桿織機普遍采用微機群控系統實現電子選緯、電子多臂等控制，具有自診斷和數據采集管理等多種功能。近年來，國內眾多廠家使用臺達EHPLC為核心研制的劍桿織機電氣控制系統大大縮短了與國外劍桿織機的差距，系統硬件采用臺達公司的DVPEH3200TPLC，配置臺達TD220中文文本界面。軟件系統可實現多種功能：如診斷保護、參數設定、數據保存、選緯等功能。該系統有啟動迅速、制動平穩快捷、操作方便、有正常啟、制動功能和成本低廉等優點,可實現某些特殊操作,如選緯工藝設定、點動、停手動、正反尋車等。系統在山東聊城劍桿織機投運效果令用戶滿意，是傳統控制系統的最佳替代產品。
5）三經軸重磅織機電控系統
重磅織機與一般織機的區別主要在于：其劍桿不是一般的繞性劍桿，而是剛性劍桿,它能完成一般織機無法做的事（如重磅織機能織玻璃纖緯產品），它的織物一般可以是牛仔布等重、厚織物，這是一般織機不能實現的。三經軸重磅織機是在一般重磅織機的基礎上添加了兩個天經軸、一個大卷裝，其目的是實現客戶需求雙層布織物的功能。
圖4 系統構架圖
三經軸重磅織機電控系統由主控和三經軸電控部分組成。系統構架如圖4所示，大卷裝伺服采用臺達MODBUS RTU通訊控制，人機界面主畫面如圖5 所示，該織機系統有以下工藝特點：雙經軸同步，在啟動、停車、運行過程中兩軸同步運行；雙層布結構，織物是玻璃纖緯材料，在形成雙層布過程中有兩個方式，即8字形和X形。
圖5 界面主畫面
2 機械自動切割機整體解決方案
現以臺鋼機械自動切割機為例，用臺達機電產品為客戶提供的機械自動切割機整體解決方案在功能方面完全滿足客戶需求，整個系統在操作上更加人性化，在原有系統基礎上增加了七種控制模式，分連續和單動兩種狀態。變頻器頻率的通訊給定不僅可靠便利，還為客戶節省了成本。該產品主要出口東南亞及大陸地區，如用于將整卷寬幅在兩米多的透明膠帶自動切割成標準寬度的膠帶等。系統示意圖如圖8 所示。
圖8 機械自動切割機示意圖
該系統配置：人機交互DOP-A57GSTD 1臺；PLC，DVP-48EH00T 1 臺；變頻器，VFD-007M23A、VFD-015M23A 各1臺；伺服，ASD-A0721LA １臺。系統可在自動和手動狀態下工作，由于在程序設計中巧妙運用了變址和循環的功能，程序簡練，客戶認可，它印證了臺達機電產品在系統集成方面的強大優勢。
3 燃氣式食品隧道爐上的系統整合方案
用燃氣取代電熱式食品隧道爐對緩解地區電力緊張狀況有重要意義，這在食品加工行業已經獲得廣泛認可。臺達機電產品在燃氣式食品隧道爐設備上的成功整合應用，滿足了食品機械客戶的需求。該設備電器配置為：DOP-A10TCTD的人機界面，DVP-60ES可編程控制器，DVP-04PT/S溫度量測模塊，VFD037M43A變頻器，通過系統的合理整合實現對設備控制。系統參數設定畫面如圖10所示，類似地還有其它畫面如烘烤時間與輸送控制、溫度設定與顯示、點火控制畫面等，不同型號的隧道爐其長度、速比給定等是不同的，它適用于所有類型的隧道爐，可以監視變頻器的設定頻率和運行頻率值以及設定排風時間等。
圖10 參數設定畫面
4 自動枕式包裝機電控系統解決方案
傳統的枕式包裝機采用差速齒輪箱結構，運行穩定，但噪音較大，機械容易損壞，封裝精度調整很麻煩�，F在提供的自動枕式包裝機采用PLC作為控制系統核心，其包裝速度高、定位準確，系統更加可靠、
圖11 電氣控制箱內部布置圖
穩定，可滿足現代包裝的發展要求。枕式包裝機是食品、醫藥等包裝行業中應用比較廣泛的一種包裝機械，能滿足日常用品和食品的包裝需要。電氣控制箱內部布置如圖11所示。整合方案采用臺達DVP-EH PLC、臺達VFD-M變頻器、臺達伺服系統、編碼器及臺達DOP-A人機界面，它可滿足用戶在多種情況下的應用需求，系統運行穩定，封切準確，操作簡單，有很好的性價比和市場推廣價值。
5 健身設備電控系統解決方案
隨著人們生活水平的提高，健身車、樓梯機和劃船機等運動設備倍受歡迎，但健身設備對穩定性、安全性、調速方便等性能的要求也越來越高，如圖12所示的健身設備，采用臺達M系列變頻器構成的震動機，低速力矩大，全速范圍內的電機工作電流都低于電機額定電流，保證了電機長期穩定運行，客戶使用非常滿意，滿足了出口機器的要求。
圖12 健身設備
6 節能家電電控解決方案
隨著家電產品的快速普及，家電已成為我國能源消耗的大戶，其耗電量已經超過全國總用電量的15％。如今能源危機愈演愈烈，各國相繼出臺或修訂了家電產品節能標準，如美國結合“能源之星”標識制度，淘汰了市場上的非節能家電，集節能、降噪、提高效率于一體的變頻家電是真正意義上的革新，是家電業發展的潮流， 臺達M系列變頻器能滿足家電產品的節能要求，使用臺達M系列變頻器的節能家電，啟動時無沖擊電流，運行穩定；改變了傳統的控制方式（停止/運行狀態的切換），延長了設備的使用壽命。
7 為膠帶機提供完美的解決方案
各種膠帶設備如各種復卷機、分條機及各式涂布機等，產品規格靈活多樣，其電控系統采用臺達觸模屏、PLC、伺服、變頻器等器材，都能滿足要求響應快、定位精度高、質量穩定，性價比高的要求。圖13是某膠帶設備外形圖，該設備選用臺達系列自動化產品 PLC、伺服、變頻器、人機界面等構成電控系統，
圖13 某膠帶設備外形圖
配置為DOP-A57GSTD，DVP60ES00T，ASD-A1021L，VFD022M21A。由于產品的技術含量高，完全能夠與歐美日等知名的品牌媲美，而在價格上則更為實惠，因此在造紙、紡織、塑料機械、建筑等領域有應用廣泛。
8 結束語
以上簡要介紹了部分典型的基于臺達工控產品并整體配套的自動化系統解決方案。這些解決方案在不同程度上都考慮了系統集成化、網絡化、平臺化、綜合管理等方向發展的未來需求，限于篇幅本文只好從略，但我們愿意與客戶展開這方面的合作，更希望得到客戶的支持。
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