德维森PPC系列PLC在玻璃瓶消毒生产线中的应用

随着工业自动化控制的发展, PLC在工业设备控制中开始得到推广应用. 现以玻璃瓶消毒生产线为例, 介绍系统配置及应用.
1. 工艺流程及要求
玻璃瓶消毒生产线设备示意图如图1所示, 玻璃瓶从入口处进入, 碰到传感器1, 启动走带机走带, 带动瓶从入口走向出口, 途经预热区、消毒区、冷却区, 只有进口风机、热风机、出口风机、排风机运转, 才能走带. 如入口处进瓶过快, 挤压传感器2, 则发出信号去停止前方设备停止进瓶, 如出口不畅, 传感器3发出信号, 停止走带机工作. 五个风机中只要有一个停机, 就停止加热器运行, 并报警显示. 检测风机不运行有传感开关装在风机的出口处, 风机变频器的故障输出点进入PLC, 走带机及各电机的空气开关跳闸接点也都进入PLC, 加热器装在炉子的中央顶部, 由热风机向下均匀扩散加温. 要求对不同型号大小的玻瓶进行不同温度的设置, 能显示各区的温度值, 并有反应温度的走势曲线图, 对于进风机、热风机、出口风机要有能检测其风压的数值显示, 以确定是否过滤网堵塞.

图1 生产线设备示意图
在正常工作时, 工作下班后, 当温度下降到100℃以下, 设备能自动关机, 如炉内还有瓶未处理完, 则启动夜间工作, 这样在100℃以下停机后, 还有进口风机, 出口风机工作, 以保证外部的灰尘不能进入炉内. 对于消毒时间, 由PLC采集出口处传感器的数据, 通过速度转化为时间, 来显示玻璃瓶在消毒区的消毒时间, 以确保消毒的可靠性. 设备在保障下, 要求能准确显示故障发生点及解决问题对策画面, 并有动画反映生产现场工作情况.
1. 系统配置
对于以上要求,选用德维森科技（深圳）有限公司的人机界面、PLC组成一个控制系统, 具体如下:
(1)人机界面: 真彩色10.4寸屏, 采用232口进行下载和编程, 采用RS422口和PLC通讯, 选用真彩能更好地反映现场景色, 动画逼真、美观.
(2)PLC选用ATCS PPC31系列, 该机具有256点输入, 输出功能, 1个RS232通信口和1个RS232/485通讯口, 是一种模块化机型, 可灵活配置功能模块及输入、输出点.
(3)输入选配IDD40十六点DC输入模块2块, 输出配1个ODA40十六点继电器输出模块.
(4)仿真输入单元采用IAD30八路输入模块, 输入三个风压模拟量值(4mA~ 20 mA).
(5)温度输入单元采用THM10五路带PID调节PWM输出温控模块1块, 采进三路:加热区、消毒区、冷却区的温度.
其系统构成如图2 所示.

图 2 系统配置图
1. 调试运行情况
该系统最重要的是对消毒区温度精度控制的调试, 消毒区的加热系统采用五组电热丝单元加热, 其中一组为基本加热单元, 其它四组为PID温度调节加热单元. 以前该生产线采用OMRON PLC.当时的情况是：生产线试运行时, 出现温度曲线波动幅度过大(±8℃), 超过厂家要求的消毒温度波动指针(±2℃), 实际调试时采取了两个措施对温度波动幅度进行控制. 措施一: 采用双位PID温度控制系统堵住温度下降趋势, 当铂热电阻检测到消毒区温度低于设定温度1℃时, 通过双位PID温度控制系统使PLC将七组加热单元全部投入运行30秒, 然后通过铂热电阻检测消毒区温度, 由温控单元PID控制, 直到温度达到设定值为止. 措施二: 温度过调量的控制, 首先对消毒区温度进行检测, 如果温度大于设定值, PLC将七组加热单元全部强行切除, 并不断检测消毒区温度, 根据实际情况作出实时控制. 在现场通过对控制程序的某些参数作一定的修改, 并经过反复调试, 最后温度控制精度完全符合厂家要求. 在对系统的调试中发现, 该控制系统完全可以通过对程序作进一步的修改、调试, 达到更高的温度控制精度.
在采用PPC31后，由于我们的THM10可以单独设定P,I,D值，因此很方便的就把温度稳定在正负1度内。超过了工艺要求。
该系统经调试后, 运行正常. 各方面性能指针均达到厂家要求.
该系统应用于玻瓶消毒生产线设备上, 对消毒度控制良好, 能对各区温度进行显示, 并对不同玻瓶的消毒温度进行设置. 现场故障一经发生能马上弹出一详细故障对策画面, 经现场工作情况看, 满足设计要求. 这个系统是一种智能化的专家对策系统, 增强了人机交互性, 提高设备的控制性能, 简化了操作柜设计, 提高了设备科技含量, 在市场上很有竞争力, 有很大发展空间.