基于PLC和CC-Link現場總線的張力控制系統

1 引言

卷繞式鍍膜機是真空應用設備中一類應用很廣泛的設備，用該設備可在薄膜上鍍制鋁，也可鍍制鋅鋁等。在此鍍膜機的運行中薄膜以給定的速度從放卷輥放出，經中間輥處理，由收輥收取。在此過程中要求對薄膜上的張力進行控制，張力控制的好壞直接影響到成膜的質量，張力控制同膜的跑偏量、暴筋、起皺等現象的發生均有關系，張力控制的不穩定甚至會使膜斷裂或纏繞到其他輥子上，因此張力控制在該設備中是一個關鍵問題[4][7]。由于收、放卷輥的卷徑在傳動過程中是變化的，隨著卷材收卷卷徑越來越大，而放卷卷徑越來越小，因此張力控制具有一定的難度。本文作者介紹一種基于PLC和CC-Link現場總線的張力控制系統。

2 張力控制系統構成

我們在設計中采用了以遵循現場總線CC-Link通訊協議的三菱A系列PLC作為控制主機，而放膜和收膜系統采用三菱FX2N系列的PLC作為從站掛在高速總線CC-Link上，充分發揮PLC在處理開關量方面的優勢和PLC對于順序控制的獨特優勢。真空鍍膜機在工作中有許多諸如張力、速度、真空度等大量數據需要監控，良好的人機界面能給操作人員提供極大便利，故我們在系統設計中選用三菱觸摸屏A975GOT-TBA-B，觸摸屏和PLC之間的接口選用RS-485接口，另外真空系統自動控制中需要的真空儀表數據，而用戶指定的真空表系列中沒有與CC-Link兼容的真空表，只能提供RS- 485接口，故而真空表與PLC之間采用RS-485接口，該系統的現場總線網絡簡圖如圖1所示[1][2][3]，圖2為放膜系統控制簡圖。

圖1 真空鍍膜機CC-Link網絡簡圖

圖2 放膜系統控制簡圖

在圖2中，PLC主站是三菱A系列PLC，其響應速度快，信息處理量大。

在放膜系統和收膜系統上采用三菱FX2N-32CCL的CC-Link接口模塊作為從站并經FX2N-CNV-BC型FX2N適配器與放膜張力控制器LE-40MTB-E和卷徑演算器LE-40MD相連[6][8]，圖3為其收膜系統控制簡圖。

圖3 收膜系統控制簡圖

遠程I/O站ST.7和ST.8是真空系統的遠程輸入模塊AJ65BTB1-16D用于采集真空設備各閥門及各種真空泵狀態信息。

遠程I/O站ST.9和ST.10是真空系統的遠程輸出模塊AJ65BTB1-16T用于輸出控制真空系統的各個閥門和真空泵。

遠程I/O站ST.11、ST.12、ST.13是顯示控制箱的遠程輸入模塊AJ65BTB1-16D用于采集移動小車、蒸發舟7個晶閘管調整器、7個蒸發舟上電情況、送絲電機等狀態信息。

遠程I/O站ST.14和ST.15是顯示控制箱的遠程輸出模塊AJ65BTB1-16T用于輸出蒸發系統各個部件的控制信號。

3 結束語

本文主要結合工程具體情況介紹了采用PLC加開放式現場總線CC-Link的鍍膜機張力控制系統，該控制系統用于現場生產后達到廠家的要求，經過實際生產運行證明，該系統張力控制穩定，實時性好，運行可靠，實現了鍍膜生產的最優控制。