摘要 ： 本文主要介紹了臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在熔體流動(dòng)速率儀上的集成應(yīng)用。該控制系統(tǒng)結(jié)合臺(tái)達(dá)HMI、PLC、溫控模塊和編碼器等自動(dòng)化產(chǎn)品，操作界面友好簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的技術(shù)升級(jí)與高效節(jié)能。系統(tǒng)運(yùn)行證明：臺(tái)達(dá)產(chǎn)品穩(wěn)定可靠，控制效率高，值得業(yè)界同行借鑒和推廣。
關(guān)鍵字： 臺(tái)達(dá)、編碼器、PLC、人機(jī)界面、溫控器
Abstract: This paper mainly introduces the integrated application of Delta electromechanical products in melt flow rate instrumen.The control system realizes the equipement’s technology upgrade and high efficiency energy saving based on Delta HMI、PLC、temperature control module、encoder etc.. The operation interface looks friendly and easy. The operation practice proves that Delta products can work with good performance and stability and easy operation , so it’s worth being widely spread.
Key words: Delta、Encoder、PLC、HMI、Temperature controller
1 前言
熔體流動(dòng)速率儀屬于測(cè)試儀器的一種，主要用于測(cè)定熱塑性高聚物如聚乙烯，聚丙烯，聚甲醛，ABS樹脂、聚碳酸脂等，在高溫下的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR）和體（MVR）積流動(dòng)速率。測(cè)定熔體體積流動(dòng)速率，采用手動(dòng)取樣，切段時(shí)間間隔由控制系統(tǒng)報(bào)警提示，天平稱量的方式；測(cè)定熔體體積流動(dòng)速率是通過(guò)位移傳感器和自動(dòng)計(jì)時(shí)系統(tǒng)先測(cè)量出活塞移動(dòng)規(guī)定的距離所需的時(shí)間，然后根據(jù)公式計(jì)算出體積流動(dòng)速率。兩種測(cè)定方法的結(jié)果需要由微型打印機(jī)打印出來(lái)。該設(shè)備廣泛應(yīng)用與塑料生產(chǎn)、塑料制品、石油化工等行業(yè)以及大專院校、科研單位、商檢部門。圖1即為一熔體流動(dòng)速率儀。
臺(tái)達(dá)機(jī)電至今已經(jīng)能為客戶提供PLC控制器、溫度控制器、計(jì)數(shù)器、人機(jī)界面、變頻驅(qū)動(dòng)器、伺服驅(qū)動(dòng)器、數(shù)控系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品，可以向客戶提供完善可靠的機(jī)電一體化解決方案。本文基于臺(tái)達(dá)HMI、PLC、溫控模塊和編碼器等自動(dòng)化產(chǎn)品構(gòu)建了一套先進(jìn)的熔體流動(dòng)速率儀自動(dòng)控制系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)單，值得業(yè)界借鑒并推廣。
2 工藝介紹
熔體流動(dòng)速率儀是塑料擠出儀器。它是在規(guī)定的溫度下，用高溫加熱爐是被測(cè)物體達(dá)到熔融狀態(tài)。在規(guī)定負(fù)荷下通過(guò)一定的直徑的小孔經(jīng)行擠出試驗(yàn)。熔體質(zhì)量流動(dòng)速率就是指擠出的各段試樣的平均質(zhì)量折算為10分鐘的擠出量。
熔體質(zhì)量流動(dòng)速率公式：MFR= T * M/t
公式中：m 為切取多段的平均值，單位 g
T 參比時(shí)間（10分鐘）600s
t 切樣間隔時(shí)間 單位s
熔體體積流動(dòng)速率公式： MVR= 427L/t
公式中：L 活塞移動(dòng)規(guī)定距離（0.625cm或2.54cm）
t 切樣間隔時(shí)間 單位s
熔體流動(dòng)速率儀主要由六部分組成：1、基座部分 2、熔爐部分3、切斷擠出部分4、控溫，測(cè)溫部分5、定位移，測(cè)時(shí)間部分6、結(jié)果輸出部分
3 控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)框圖如圖2所示。
上圖為其系統(tǒng)框圖的示意圖。在該設(shè)備控制系統(tǒng)中主要使用的產(chǎn)品有PLC,HMI,編碼器，溫控器，微型打印機(jī)，步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)控制器。
產(chǎn)品型號(hào)如下：
1、可編程控制器：DVP-14SS11T2
特點(diǎn)：Slim標(biāo)準(zhǔn)型主機(jī)，主機(jī)14點(diǎn)，4K Step程序存貯器，最大238數(shù)位擴(kuò)充點(diǎn)數(shù)，30KHz高速計(jì)數(shù)器、10KHz脈沖輸出，內(nèi)建RS-232與RS-485雙通訊口，可連接8臺(tái)模擬量、溫度擴(kuò)充模塊，小體積 多機(jī)能 更佳擴(kuò)充性豐富的擴(kuò)充模塊，包括標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的輸入輸出，熱電阻，熱電偶。
2、人機(jī)界面：DOP-AS38BSTD
特點(diǎn)：16色灰階藍(lán)白色顯示(320*240)，支援3個(gè) COM (RS232/422/485)，利用 USB 快速畫面上下載，USB Host功能，支持打印機(jī)、U盤，臺(tái)達(dá) PLC 編程軟件可透過(guò)人機(jī)的，COM 或 USB 下載程序或監(jiān)控 PLC，支持 U 盤刷新畫面程序及韌體,對(duì)編程畫面更提供了絕佳的版權(quán)保護(hù),可以限制終端用戶的刷新臺(tái)數(shù)。
3、溫控器：DTC1000
特點(diǎn)：模塊式結(jié)構(gòu)，多種輸入傳感器，支持PID過(guò)程控制功能，提供十二種輸入警報(bào)模式，可自行規(guī)劃輸出功能，可選擇控制輸出(加熱,冷卻)、警報(bào)輸出或輸入比例輸出，RS-485數(shù)字通訊，支持2400bps~38400bps傳輸速度。
4、編碼器：ES3-20CG8941
5、微型打印機(jī)：
微達(dá)面板式微型打印機(jī)，該機(jī)型采用標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)，5伏電源供電，串行接口與RS-232C標(biāo)準(zhǔn)兼容。
6、步進(jìn)系統(tǒng)：采用的是深圳研控的步進(jìn)系統(tǒng)。
4 應(yīng)用規(guī)劃及效果
4.1 PLC 程序規(guī)劃
根據(jù)控制工藝要求，選用臺(tái)達(dá)DVP14SS11T2型PLC完成主要控制功能。系統(tǒng)PLC程序分為以下三個(gè)部分：
（1）通訊設(shè)置部分
主要完成PLC與DTC的通訊；
（2）控制方式選擇
根據(jù)工藝主要涉計(jì)了2中工作模式：MFR,MVR.2種工作狀態(tài),自動(dòng)和手動(dòng)。這兩種工作模式和工作狀態(tài)可以互相單配。其選擇方式主要是通過(guò)判斷兩個(gè)寄存器M520,M521的狀態(tài)完成。在選狀態(tài)后，程序會(huì)跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的步進(jìn)程序上（觸摸屏也會(huì)調(diào)整到相應(yīng)界面）；工藝參數(shù)設(shè)置（計(jì)算公式中，切刀等參數(shù)設(shè)定）；手動(dòng)工作，MFR自動(dòng)工作狀態(tài)和MVR自動(dòng)工作狀態(tài)：手動(dòng)和自動(dòng)狀態(tài)的動(dòng)作控制部份使用步進(jìn)指令完成；
（3）數(shù)據(jù)處理
計(jì)算測(cè)量數(shù)據(jù)等。
下面是部份程序?qū)嵗鐖D3所示：
4.2 人機(jī)界面規(guī)劃
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用人員和設(shè)計(jì)人員的要求，主要完成了一下主要界面，并通過(guò)人機(jī)完成與打印機(jī)的連接。主要界面:準(zhǔn)備測(cè)試，參數(shù)設(shè)定，手動(dòng)測(cè)試，自動(dòng)測(cè)試，PID調(diào)整，位移修正，溫度修正，計(jì)算結(jié)果等等界面。通過(guò)宏指令完成對(duì)對(duì)微型打印機(jī)的控制。規(guī)劃COMI為485（通過(guò)宏指令定義），用于和微型打印機(jī)的通訊，COM3為232 ,用于和DVP14SS的通訊。下面是部份人機(jī)接口的實(shí)例。
（1） 測(cè)試準(zhǔn)備界面
測(cè)試準(zhǔn)備界面如圖4所示。
該界面主要用于測(cè)試人員在測(cè)試物料之前填寫，目的是明卻測(cè)試人員和所測(cè)物料的代號(hào)。此兩個(gè)參數(shù)會(huì)在試驗(yàn)完畢后打印在測(cè)試報(bào)告中。
（2） 參數(shù)設(shè)定界面
參數(shù)設(shè)定界面如圖5所示
該界面是手動(dòng)的監(jiān)控界面。主要是通過(guò)監(jiān)控完成正式試驗(yàn)前的一些動(dòng)作。其中左側(cè)為控制部份，右側(cè)為狀態(tài)顯示，中間為機(jī)器的簡(jiǎn)單示意圖。
（3） 手動(dòng)監(jiān)控界面
手動(dòng)監(jiān)控界面如圖6所示。
該界面同樣用于測(cè)試人員在測(cè)試物料之前填寫或核對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試人員會(huì)跟據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)試條件設(shè)置所需參數(shù)，并確定當(dāng)次測(cè)試的工作模式。
（4） MFR自動(dòng)監(jiān)控界面
MFR自動(dòng)監(jiān)控界面如圖7所示。
該界面是MVR自動(dòng)模式下的監(jiān)控介面�？稍谑謩�(dòng)界面完成準(zhǔn)備后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)該界面。主要用于監(jiān)視測(cè)試的一些數(shù)據(jù)和狀態(tài)。
（5） 計(jì)算結(jié)果界面
計(jì)算結(jié)果界面如圖8所示。
該界面是MFR模式下的測(cè)試結(jié)果顯示界面。并可以計(jì)算結(jié)果和打印結(jié)果。
相關(guān)重要設(shè)置如下：
（1）選擇COM1端口，通過(guò)宏指令與微型打印機(jī)連接。臺(tái)達(dá)人機(jī)界面的宏指令是一個(gè)非常強(qiáng)大的功能，通訊指令的存在更是與針式打印機(jī)一類的帶通訊的設(shè)備提供了非常簡(jiǎn)便的連接方式。
（2）溫控器型號(hào)為DTC1000V,通訊程序：通過(guò)設(shè)定RS-485的通訊協(xié)議、逾時(shí)時(shí)間，利用MODWR和MODRD指令將溫控設(shè)定值，溫度當(dāng)前值，溫控啟動(dòng)，溫控自動(dòng)調(diào)整，PID參數(shù)，誤差調(diào)整值讀取或?qū)懭隓TC中，已完成工藝需要的控制要求。
5 結(jié)束語(yǔ)
由臺(tái)達(dá)人機(jī)、PLC、DTC,編碼器組成的控制系統(tǒng)輕松實(shí)現(xiàn)用戶提出的要求；穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品品質(zhì)，簡(jiǎn)單便易的操作方法，體現(xiàn)了臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品整合系統(tǒng)的優(yōu)越性；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)生產(chǎn)，大大提高了檢測(cè)效率。為檢測(cè)機(jī)行業(yè)提供了很好的案例。
【參考文獻(xiàn)】
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