海為在UV涂裝生產總線控制中的應用

2019-04-24 15:16:27 廈門海為科技有限公司 閱讀

作者:海為用戶

一、前言

        隨著工業4.0的理念以及智能制造加速發展,信息化、大數據監控生產方式快速普及,UV滾涂生產自動化也正以滾涂質量高、投資回報率高等優勢加快對傳統滾涂行業的工藝轉型?,F階段,我國大部分滾涂生產還是單機設備控制為主,雖有連線生產,但不具備整線聯控聯調功能,導致作業工人勞動強度大,設備出現故障時,沒有形成聯動聯鎖停機,造成設備損壞率高,維修成本大。另外,當今社會人力結構的變化,導致當前招工難,工資水平不斷提高等因素已經困擾著滾涂行業。解決以上問題就必須考慮實現滾涂線自動化智能化的升級,以此來提高生產效率與產品質量,降低經營成本。


二、概述

        為了實現UV生產線的集中控制,確保整線的聯動與調節,根據用戶要求制定本方案。本方案中,總共有15套單機設備,包括除塵機2臺,重型補土機1臺,雙輪涂布機2臺,雙燈干燥機動2臺,三燈干燥機1臺,輸送機5臺,砂光機2臺。其中砂光機屬用戶自購產品,納入本系統控制方案中,砂光機需提供通信控制接口給本系統控制。

海為在UV涂裝生產總線控制中的應用

圖1現場電柜(局部)


三、控制系統及網絡配置

1、PLC采用海為品牌,選配以太網接口,總線通訊采用工業以太網進行通信,通信協議MODBUS/TCP協議,傳輸速度快,控制實時性強,各單機設備根據實際點數和需求選擇相應型號的PLC。

2、原則上輸送機不配PLC控制,納入就近的設備進行控制,因此就近設備的PLC系統要預留輸送機的控制接口,減少總線控制成本。

3、為了提高系統的可靠性和穩定性,以及數據處理能力,通信速率等,本系統采用一臺高端PLC作為總控PLC對所有數據進行處理。

4、本系統單機設備都配備有人機界面進行監控,任何單機都可就地實現控制與調節。

5、總監控系統采用10寸觸摸屏與PLC進行監控,也可配置海為云盒(CBOX)+大屏控制器(TVBOX)+(大屏幕)方案實現集中控制,在本次系統中選用云盒+大屏控制器的方案,總控系統具有云端控制功能,可以進行遠程調試程序,手機遠程監控設備狀態等功能。

6、網絡通信采用12-16口工業級以太網交換機,網線采用工業級帶屏蔽以太網通信線,且交換機需安裝在專用電箱內,現場安裝時網線需走鐵管或獨立線槽布線,提高抗干擾能力。

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圖2系統組網


四、工藝控制系統功能

(一)、工藝制常規性功能

1、總線控制系統具備記憶與配方功能,生產不同產品時可以直接調用不同產品的配方,配方包含設置速度,高度等參數。配方調用可通過生產線入口的產品測厚儀測出板厚,然后確認將數據保存到相應配方,當生產這種板型時調用即可。

2、具備整線聯動,一鍵啟動和停止,啟動時,先啟動末端設備,然后順序向前端設備逐一啟動,停機的順序剛好相反。避免同時啟動造成對電網的沖擊。

3、當出現故障機時,故障機向入口方向的輸送設備要立即停機,但滾涂輪不停機,且自行上升到安全高度,向出口方向設備保持正常運行,故障復位后自動下降為設定高度。故障類型分為輸送故障,卡板故障,調光器故障,變頻器故障,限位越限報警等。

4、聯動時,可以控制任一滾的運行或不運行(禁用),并升到安全高度。

5、UV干燥機采用電子光源,可進行無極調節光源,有板時全功率運行,無板待機時按30%的功率運行,也可以實時調節光源功率大小?,F場升降的高度進行微調后的數據保存后能直接傳送到總控PLC當中,并在配方當中進行保存記憶,便于下次調用。

6、在生產線入口安裝一套有無料檢測裝置,作為系統運行和待機狀態切換的依據,這一套裝置又兼作板厚檢測報警信號,當板厚超過設定的厚度,發出開關量信號給總控PLC進行報警并停止輸送。

7、在干燥機上安裝檢測裝置,用以判斷干燥機內是否卡板,卡板后立即停機,避免火災事故發生。

8、由于整線控制時產線較長,在每臺機器上安裝一個三色指示燈,以便更好的監示整線的運行狀態,綠色運行,黃色待機,紅色故障。

9、后臺監控系統功能具備設備運行狀態監控、故障報警信息顯示、一鍵啟動和停機功能、產量統計、配方設置與調用、用戶登錄與注銷等功能。

海為在UV涂裝生產總線控制中的應用

圖3 現場產線


(二)、能源管理方面功能

1、本系統干燥機安裝電子調光器,調光器可以根據光源功率大小來調節冷卻風機的變頻速度,達到節能降耗的目的。

2、滾涂機的每套滾均安裝有油漆稱重裝置和膠輪與鋼輪間隙調節裝置,稱重裝置可以實時監示油漆重量,具備上限停止進油,下限加油,上上限報警,下下限報警等功能。另外,可經過調節鋼輪與膠輪的間隙,間接去判斷油漆用量,從而換算油漆的消耗量。

3、每臺設備可以安裝一臺智能型電表,或整線安裝一個智能電表,用于監測每天每班的耗電量,從而達到監控節約用電行為。

4、對于正逆輥設備,逆輥升降自動根據板材位置調節升降高度,確保板材進入逆輥時不撞輥,因為逆輥撞輥時導致油漆反堆而掉落到輸送帶上,影響設備的衛生及維護,同時也減少了油漆損耗。


(三)、設備維護方面功能

1、電子調光器設有運行時間記錄,當UV燈達到使用時間時,報警提示更換燈管,以便進行設備維護。

2、以供油給輥的電磁閥作為計時依據,來判斷每個膠輥的使用時間,從而提醒用戶何時換輥,以便設備更好的維護。


五、方案總結

1、海為云盒(CBOX)/HMI具備海為云平臺的全部功能,通過海為云,本系統可以實現云監控,智能管理,支持手機端/電腦WEB端的遠程訪問控制,操作性強,總控系統連上互連網,就可以實現遠程監控功能,實時監示生產數據,海為云平臺具備云報警功能,當系統產生報警時,報警信息可以實時推送到手機APP,可以實時了解設備的運行狀態,及時處理設備故障。

2、海為云盒(CBOX)/HMI支持MQTT數據上報功能,可以將數據上傳到Mysql/SQLserver等主流數據庫,對接ERP/MES系統,實現企業的生產信息化管理。

3、本系統支持海為云平臺,海為云平臺內置Haiwell 云引擎、云管理功能,通過Haiwell云引擎,可以實現遠程對PLC程序上下載,監控,固件升級和PLC診斷;通過Haiwell云管理,可以實現遠程對HMI/CBOX工程的上下載,固件升級以及歷史數據導出等功能。

4、海為云平臺采用A/B key安全訪問機制,機主和管理員同時管理設備,采用審核機制管理遠程訪問人員的訪問權限,同時可以設置訪客的訪問時長;讓訪問安全可靠,讓遠程安全放心。

5、海為PLC 485通信支持不同波特率、不同協議、不同資料格式同時通信,通信程序不需要處理時序,大大節省了工程師的編程時間,尤其在滾涂機上多臺變頻器的設定頻率,運行頻率,運行電流等信號的處理有明顯優勢。

6、現場選用以太網PLC,以太網PLC支持多個上位機同時訪問,同時以太網口也可以作為主站去訪問其他設備,可主可從,方便調試。

7、海為大屏顯示器(TVBOX)可以實現電子看板功能,支持4宮格,6宮格,9宮格多屏顯示,可以把局域網內的多臺HMI/CBOX/IPC同時顯示在一個大屏上,也可以大屏單獨顯示一臺HMI/CBOX/IPC的界面,用比較經濟的方案就可以實現傳統的電子看板功能。

海為在UV涂裝生產總線控制中的應用

圖4 手機APP監控界面


海為在UV涂裝生產總線控制中的應用

圖5 主控PLC與兩臺單機設備PLC通過Haiwellbus通信程序


海為在UV涂裝生產總線控制中的應用

圖6 CBOX畫面開發界面一


海為在UV涂裝生產總線控制中的應用

圖7 CBOX畫面開發界面二


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