伊春西門子專業(yè)授權(quán)代理商

近年來，隨著我國自動化技術(shù)的提高，工廠自動化也上了一個新臺階。PLC作為一個新興的工業(yè)控制器，以其體積小,功能齊全，價格低廉，可靠性高等方面具有*特的優(yōu)點，在各個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。
作為國內(nèi)大的印刷機生產(chǎn)廠家---北人集團公司，為了使產(chǎn)品性能穩(wěn)定，易于維護，我們采用了以PLC為主控器的控制方案。由于雙色印刷機要求易于操作，精度高，故其輸入，輸出點較多，因此采用了雙機通訊。上位機采用三菱FX2N-80MR+32EX+4D/A，主要負責(zé)主傳動的控制，各機組離合壓的控制，以及氣泵，氣閥的控制等。下位機采用三菱FX2N-64MR+4A/D,主要負責(zé)水輥電機的控制，主傳動的調(diào)速輸出，調(diào)版電機數(shù)據(jù)采集等。同時選用了一臺三菱5.7寸觸摸屏，主要負責(zé)水輥電機速度顯示，調(diào)版顯示，以及整機故障顯示等。本系統(tǒng)運行可靠，維護方便，操作簡便直觀，大大提高了膠印機的檔次，受到用戶**。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
其中，上位機與下位機采用了RS485通訊，通訊方便，可靠。對多色機而言，安全因素很重要。在設(shè)計中，每個機組既要考慮到安全控制，其中包括本位機組的急停，安全按鈕；還要考慮方便操作，包括每個機組均應(yīng)有正點，反點按鈕。因此，一方面輸入點增加很多；另一方面，走線也很不方便。采用雙機通訊，可以很好地解決此問題，各機組的走線可以按照就近原則，進入離它較近的控制柜內(nèi)，既節(jié)省了走線，也方便了控制。
由于印刷機是一個精度較高的機械，印刷品的好壞一方面在于機械加工以及安裝的精度，另一方面，也取決于水路，墨路的平衡以及合壓的準確性。雙色機的每一色組，都有水路和墨路裝置。為了便于水輥速度的調(diào)節(jié)，每根水輥都用一個變頻器控制，同時，主電機速度也需要變頻器調(diào)節(jié)。因此，為了實現(xiàn)多路速度調(diào)節(jié)，我們采用了三菱4D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它將PLC方給出的數(shù)字量，根據(jù)相應(yīng)的算法，轉(zhuǎn)換成0~10V直流電壓輸出，很好地實現(xiàn)了多路速度調(diào)節(jié)要求。
在印刷過程中，調(diào)版是一個比較繁瑣的過程。尤其對多色機來說，各組版對正的精度會對印品產(chǎn)生很大的影響。如果套印不準，印刷品就會出現(xiàn)字面重疊或影像不清。一般來說，印版軸向調(diào)節(jié)范圍為-2mm~+2mm,周向調(diào)節(jié)范圍為-1mm~+1mm。如果使用手動調(diào)版，會浪費很多時間，而且精度不高。為了實現(xiàn)自動打版，我們在版輥上安裝了電位器，通過電位器將模擬量傳送給4A/D，經(jīng)過PLC處理，可將版輥的轉(zhuǎn)動精度很好地控制在打版范圍內(nèi)。
觸摸屏作為一種新型的人機界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注，它的簡單易用，強大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境。用戶可以自由地組合文字，按鈕，圖形，數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理隨時可能變化的信息。隨著機械設(shè)備的飛速發(fā)展，以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作，無法提率。但使用人機界面，能明確指示并告知操作員機器設(shè)備目前的狀況，使操作變得簡單生動。使用觸摸屏，還可以使機器配線標準化，簡單化，同時也能減少PLC控制所需的I/O點數(shù)，降低生產(chǎn)成本，也相對提高整套設(shè)備的附加價值。三菱觸摸屏和三菱PLC有很好的通用性，能在線監(jiān)視并修改程序，不必很麻煩的重復(fù)插拔接口。
2 軟件設(shè)計
2．1給紙設(shè)計
印刷機整體的電氣設(shè)計還是比較復(fù)雜的，對時間的要求也很嚴格。
在機器的很多地方裝有接近開關(guān)，用來檢測不同的時間點。在印刷過程中，走紙的好壞是影響機器質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。所謂紙走的好壞，指的是無歪張，雙張等現(xiàn)象，如果有歪張，雙張現(xiàn)象，在高速情況下，就會將走壞的紙，卷入機器內(nèi)，從而破壞膠皮，給用戶帶來很大損失。此過程流程如下：在實驗中，我們發(fā)現(xiàn)，按照上述流程編制的程序，在低速沒有問題，但速度增高至7000r/h后，就會出現(xiàn)歪張鎖不住現(xiàn)象。究其原因，主要是因為光頭反應(yīng)時間和磁鐵動作時間滯后造成。程序在執(zhí)行過程中，采用循環(huán)掃描方式，為了讓電磁鐵輸出提前，在設(shè)計中，我采用了中斷和三菱編程指令的輸入輸出刷新指令，使電磁鐵輸出立即執(zhí)行，提前了電磁鐵動作時間，即使在12000r/h的速度下，也能很好的鎖住有故障的紙張，解決了給紙的一大難題。
2．2離合壓設(shè)計
離壓，合壓在印刷中具有很重要的作用。離合壓的準確性，對印品質(zhì)量的好壞有著直接的影響。合壓過早，會弄臟壓印輥筒，給操作帶來很多不便；離壓過早，會使最后一張紙印不上完整的圖案，造成紙張浪費。
印刷時，版輥筒與膠皮輥筒先合壓，膠皮輥筒與壓印輥筒后合壓。在我們的機器中，合壓全部采用了氣動裝置，每個氣缸都有一個動作時間。由于印刷速度是多段速，在3000~12000r/h之間，根據(jù)用戶需要可選擇不同的速度。但是，氣缸動作時間是一定的，齒輪轉(zhuǎn)過角度是一定的，因此，機器速度不同時，合壓時間也不同。為了解決此問題，我們根據(jù)理論計算值，找出對于不同機器速度時，機器的延時時間。采用比較指令，當(dāng)機器段速與理論值相等時，延時相應(yīng)的時間，使壓印輥筒與膠皮輥筒準確合壓。經(jīng)過多次試驗，離壓，合壓都沒有問題。
2．3人機界面設(shè)計
在人機界面中，設(shè)計了7幅畫面，包括整體圖形，故障顯示，機器速度和計數(shù)顯示，水輥速度顯示，調(diào)版監(jiān)控等。故障顯示使用指示器，給出位元件即可實現(xiàn)閃動效果，讓操作者很方便的知道故障部位，整體感很好。在水輥速度顯示中，設(shè)計了一個柱狀圖，可以顯示水量增加大小，只需按下柱狀圖，就可增加水量，同時也可方便監(jiān)控。
印刷機的一套電氣設(shè)計屬于系統(tǒng)設(shè)計，包括硬件，軟件設(shè)計，涵蓋范圍較廣。這里，我只簡單介紹了其中比較重要的幾部分，其它細節(jié)還有很多，這里不再一一列舉。使用三菱的一套控制系統(tǒng)，感覺可靠，方便，在機器批量生產(chǎn)過程中，沒有發(fā)現(xiàn)大問題。其PLC功能齊全，可靠耐用，指令簡潔，與其他產(chǎn)品相比，感覺三菱整體軟件系統(tǒng)界面都比較友好，給用戶編程，維修都帶來大方便。其觸摸屏與PLC有很好的通用性，可通過觸摸屏]監(jiān)視并修改程序，這是其它產(chǎn)品所不能匹及的。總之，三菱的工控元件給設(shè)計人員和用戶都帶來了很多方便。

DDC是由PLC發(fā)展而來的，是生產(chǎn)廠家專門針對細化市場而設(shè)計的，其與PLC較大的優(yōu)勢就只有固定的一部分控制程序這一項。

注：DDC（Direct Digital Control）直接數(shù)字控制，通常稱為DDC控制器。DDC系統(tǒng)的組成通常包括中央控制設(shè)備（集中控制電腦、彩色監(jiān)視器、鍵盤、打印機、不間斷電源、通訊接口等）、現(xiàn)場DDC控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)、以及相應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥等元器件。

關(guān)于PLC與DDC，哪個應(yīng)用在樓宇自控系統(tǒng)中更有優(yōu)勢，做如下面的比較：

1.應(yīng)用領(lǐng)域

DDC是由PLC發(fā)展而來的，PLC是專門應(yīng)用在工業(yè)自動化方面的，在國內(nèi)幾乎全部的工業(yè)生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)，火力發(fā)電廠控制系統(tǒng)，鋼鐵廠控制系統(tǒng)都是應(yīng)用了PLC系統(tǒng)，目前也有相當(dāng)一部分樓控系統(tǒng)也應(yīng)用了PLC。樓宇自控DDC是生產(chǎn)廠家根據(jù)樓宇自控特點從PLC發(fā)展而來的，與PLC的區(qū)別其實只是在其內(nèi)部固化了一部分程序，但同時也缺少的PLC的靈活性和應(yīng)對復(fù)雜電磁干擾環(huán)境的能力。

在樓宇自控系統(tǒng)中，PLC與DDC誰更有優(yōu)勢？

2.結(jié)構(gòu)差別

通過多年的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC在網(wǎng)絡(luò)方面其實與DDC是一樣的，也支持多種協(xié)議，也是分層結(jié)構(gòu)，也可以實現(xiàn)點對點通訊，PLC分布在現(xiàn)場的各站點是不需要通過上位機就能進行通訊管理的。

3.軟件特性

DDC 系統(tǒng)的上位機軟件多為專用軟件，其實從另一個側(cè)面說明其不兼容，每個廠家的軟件都有不一樣，而且很多是英文的，這對技術(shù)員來講更是惡夢的開始。而PLC系統(tǒng)上位機軟件既可是專用軟件，又可是通用組態(tài)軟件，現(xiàn)在國內(nèi)通用組態(tài)軟件都是純中文的，組態(tài)靈活方便。通用組態(tài)軟件能應(yīng)對復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)，對區(qū)區(qū)樓控又何在話下。再說無論是PLC系統(tǒng)還是DDC系統(tǒng)的調(diào)試都是有專業(yè)調(diào)試人員完成組態(tài)，再培訓(xùn)業(yè)主操作管理，對業(yè)主來講其實是一樣的，反觀通組態(tài)軟件既能實現(xiàn)專業(yè)軟件的所有功能，又能實現(xiàn)專業(yè)軟件很多不能實現(xiàn)的功能（如真界面、人聲報警、用戶定制功能等）。

4.專業(yè)性

現(xiàn)在很多樓控工程都應(yīng)用了PLC系統(tǒng)，事實證明上述DDC功能PLC系統(tǒng)也能完成，經(jīng)驗豐富的PLC樓控實施商，也已積累了全部控制流程程序、能源管理及節(jié)能程序，同時由于其對所有流程程序擁有源程序，所以可以針對不同項目迅速做出量身定制的功能。由于也有現(xiàn)成的流程程序，現(xiàn)場調(diào)試工作也非常短，同時也會比 DDC調(diào)試更順利，因為DDC內(nèi)置程序只有接口函數(shù)，是固定格式，如遇特殊需求就得與遠在千里之外的廠家工程師聯(lián)系，而且能不能解決就不一定了。

5.擴展性

誰都知道PLC系統(tǒng)是通用性、開放性系統(tǒng)。現(xiàn)階段大多數(shù)PLC系統(tǒng)與大多數(shù)DDC系統(tǒng)操作員站之間用的都是 TCP/IP協(xié)議，都可以做到有網(wǎng)絡(luò)就可接入。而目前DDC系統(tǒng)軟件按用戶數(shù)收取昂貴費用，令大部分已完工的樓控系統(tǒng)對分控操作站想要而不敢想啊！PLC 系統(tǒng)正好有此優(yōu)勢。

6.安全性

其實這個問題只要想象一下：一個火力發(fā)電廠正在發(fā)電，突然一個PLC模塊壞了，如像上述所說的要將整個系統(tǒng)停機才能更換，那會是怎樣的后果，鍋爐都有可能爆炸啊！呵呵！比樓控后果要嚴重得多吧！現(xiàn)在很多PLC系統(tǒng)的模塊都是熱拔插、熱備冗余（這幾個功能，樓控好像是這幾年向PLC學(xué)的吧），PLC是面向工業(yè)環(huán)境開發(fā)的，在復(fù)雜的工業(yè)控制環(huán)境下模塊的故障或系統(tǒng)停機都可能產(chǎn)生重大事故或人員傷亡，可靠性要求較DDC又何止高一等啊！不知上述論述是怎么產(chǎn)生的。PLC控制核心能夠在惡劣的環(huán)境中長期可靠、無故障運行，并且易接線、易維護、隔離性好、抗腐蝕能力強，能適應(yīng)較寬的溫度變化范圍，平均無故障時間間隔（MTBF）大于15年。

7.調(diào)試繁簡度

PLC編程現(xiàn)在用得較多的是梯形圖語言，這種語言形象化、所見即所，不需要英語水平，普通電工就能學(xué)會。

現(xiàn)在的PLC系統(tǒng)與DDC系統(tǒng)一樣，都能坐在舒適的機房內(nèi)通過一臺筆記本電腦和一根網(wǎng)線就能將系統(tǒng)全部調(diào)試好。至于精度問題拿產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)一看便知啊！只想說一句：難道工業(yè)控制對精度的要求會低于樓控？我想是個人都不會這樣想吧！哈哈！現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)線上的控制系統(tǒng)動不動就是上萬點（基本上都采用 PLC，卻沒有一個用DDC），而且要求做到毫秒級網(wǎng)絡(luò)連接，DDC能做到不？

綜述

其實DDC是由PLC發(fā)展而來的，是生產(chǎn)廠家專門針對細化市場而設(shè)計的，其與PLC較大的優(yōu)勢就只有固定的一部分控制程序這一項，其它性能方面應(yīng)都較 PLC差。DDC由于只針對樓控這一個專業(yè)細分市場，全國市場容量不大，也就造成DDC為什么性能不**，價格卻較高的根本原因。

DDC中固定一部分控制程序，廠家的較初出發(fā)點是因為樓控系統(tǒng)的承建方，大多是弱電系統(tǒng)集成商，這個群體對自控技術(shù)接觸得相對較少，所以廠家必須做一個容易的產(chǎn)品供其調(diào)試。但正因為這樣也便其失去了靈活性。

如碰上了經(jīng)驗豐富的自控工程師，其產(chǎn)品內(nèi)固定的程序反而成為其發(fā)揮能力的包袱。樓控系統(tǒng)完工交付用戶后，由于用戶維護工程師在社會上接觸得更多的是 PLC，PLC編程現(xiàn)在用得較多的是梯形圖語言，這種語言形象化、所見即所，不需要英語水平，普通電工就能學(xué)會，所以其維護技術(shù)和成本反而更低。