PC 和PLC在光纤生产线中的应用

　　现代的光缆工业具有技术复杂、规模大、高速、高效的特点，因而对生产自动化提出了越来越高的要求。
　　　　随着半导体集成电路大规模化的发展，光缆设备的发展从早期的由分立元件构成的简单逻辑线路系统，到带有低功能CPU 的智能化仪表，再到由单元计算机构成的独立计算控制系统。目前，国外的光缆设备生产厂商大都采用了工业计算机（IPC）、可编程序控制器（PLC）及智能仪表等自动化控制技术。　　
　　下面是德维森公司ATCS-PPC31 控制器在光纤生产中的具体应用。　　
　　1、设备组成
　　　　束管挤出生产线主要用于挤制2~l2 芯松套充油光纤，采用工业控制计算机及可编程序控制器控制，挤出直径均匀光滑、速度高。　　
　　1.1 设备的主要组成
　　12 芯光纤放线架（三组）
　　光纤或光纤束SZ 扭绞头
　　光纤填充膏填充装置
　　SJ-45×25G 挤出机主机及烘干装置
　　4M 恒温水槽
　　φ800 轮牵引及恒温水箱
　　8M 冷却水槽及制冷水箱
　　吹干装置
　　线径检测仪（英国BETA 公司产品）
　　压带牵引装置
　　储线张力装置
　　φ1000 收排线装置
　　电控柜及计算机系统　　
　　1.2 电气主控原理简介
　　　　计算机生产控制系统，在WINDOWS98 环境下运行，采用BORLAND C++编程，系统集测控、显示、管理于一体，通过PLC 在生产过程进行采集、控制，从而实现生产线的启动、升速、降速与自动运行。系统控制精度高，挤出稳定、可靠；挤出直径均匀、光滑、速度高，余长控制精度高，并且采用图形用户界面（GUI），方便用户使用。
　　
　　

　　图l 所示的是束管挤出生产线计算机控制系统，计算机控制系统的上位机PC 是一体化工业计算机，下位机是德维森公司生产的PPC31 可编程序控制器，上、下位机之间通过RS485 进行串行通讯。上位机用于参数设置和显示，较为复杂的运算也是由PC 来完成，但不直接参与控制，直接参与控制和检测的是PLC。
　　PLC 实现开关量、模拟量的输入和输出；PLC 在进行生产线过程控制的同时，将采集到的生产线运行状态等信息经RS485 串行口送到上位机，由上位机来实现生产线的实时参数和状态信息显示；同时，部分智能仪表如线径检测仪、温控仪还可以通过串行通讯（RS232C/RS485），将本身的运行状态传递给上位机，通过上位机设定仪表参数，从而实现仪表的智能控制。　　数字量输入统计：
　　输入位00001 油膏压力填充上限
　　输入位00002 油膏压力填充下限
　　输入位00003 胶桶下限报警
　　输入位00004 一级泵上限
　　输入位00005 一级泵下限
　　输入位00006 储胶罐上限
　　输入位00007 储胶罐下限
　　输入位00008 循环水泵启动信号
　　输入位00009 备用
　　输入位00010 紧急停车
　　输入位00011 减速停机
　　输入位00012 产品长度脉冲信号
　　输入位00013 绞合角度脉冲信号
　　输入位00014 交流伺服控制器报警
　　输入位00015 挤出机控制器报警
　　输入位00016 挤出机超温报警
　　采用ATCS 模块IDD40 采集这些数字量输入信号。　　
　　数字量输出统计：
　　输出位00001 备用
　　输出位00002 回水泵
　　输出位00003 热水阀
　　输出位00004 冷水阀
　　输出位00005 吹干装置
　　输出位00006 填充装置充气阀
　　输出位00007 填充装置下压阀
　　输出位00008 填充换向阀　　
　　输出位00009 上料装置
　　输出位00010 烘干装置
　　输出位00011 生产异常灯
　　输出位00012 生产预备灯
　　输出位00013 生产运行灯
　　输出位00014 冷水箱制冷机
　　输出位00015-00026 12 路光纤放线
　　输出位00027 挤出机
　　输出位00028 绞合
　　输出位00029 填充二级泵
　　输出位00030 牵引
　　采用一块ATCS 数字量输出模块ODD50(32 点数字量输出)输出这些信号.
　　模拟量输出信号：
　　1 通道：挤出机速度给定
　　2 通道：单轮牵引电机速度给定
　　3 通道：履带牵引速度给定
　　4 通道：填充速度给定
　　5 通道：绞合速度给定
　　6 通道：排线速度给定
　　7 通道：收线速度给定
　　采用两块ATCS 模拟量输出模块OAD20(4 通道输出/模块).　　
　　模拟量输入信号：
　　1 通道：挤出机电流实际值
　　2 通道：收线张力反馈输入
　　3 通道：履带牵引张力反馈输入
　　4 通道：挤出机模拟量输出
　　采用一块ATCS 电流输入模拟量模块IAD23F 采集(4 通道4~20mA 输入).　
　　2、PC+PLC 控制
　　　　生产线控制中采用计算机与PLC 相结合构成的分散式控制系统。工业计算机选用台湾研华公司的IPC-610 系列。因为它们在国内工业控制市场上占有较大的份额，可靠性也较高。
　　在生产线中选择使用德维森公司的PPC31 型PLC，是因为它具有高速、多功能、系统化、网络化、结构简单、安装方便、系统组织灵活、可靠性高、维护方便。网络化和通讯强化通讯能力也是该PLC 的一个重要特点。
　　束管挤出生产线的电气控制系统是一个较大的控制系统，各种电机有24 台，其中需要同步的交直流电机共19 只。如果用继电器逻辑电路和模拟电路，不仅系统复杂，而且可靠性不能保证。单独用工业计算机来实现，虽然人机界面较为友好，参数显示、参数输入很直观方便，但执行速度慢、抗干扰能力差、可靠性不高； 而单用PLC 来实现，虽然速度快、抗干扰能力强，但参数设置很不方便，系统运行参数和状态信息下能做到一目了然，用PC+PLC 来控制，充分发挥了PC 和PLC 的各自优势。PC 作为上位机，用来显示系统运行的状态信息。诸如：生产线速度、SZ 绞合角度、产品长度及系统运行状态等信息，同时也用来进行参数设置，处理一些复杂的运算。PLC 用来控制生产线的运行，采集生产线运行中的状态信息。PC 和PLC 之间用RS485通讯口来交换信息和指令。
　　出于可靠性考虑，在束管生产线中采用日本岛电公司的SR 系列智能温控仪、德国西门子数字电机控制器以及英国BETA 公司线径检测仪等。它们在生产线中的应用不仅提高了设备运行的精度、可靠性，而且使操作更为简单方便。在软件的编程上，出于维护性考虑，采用组态软件进行编程。
　　
　　3、用前景
　　　　本系统由于采用了日前国内市场占有量最高、技术成熟的研华工业计算机及德维森ATCS PPC31 可编程控制器，即使生产线计算机控制系统硬件发生故障时，也可以立即查明原因更换相应器件，最大限度的缩小在线维修时间，为用户减少因此而造成的巨大损失。
　　由于采用了PC 十PLC 的实时控制方法，大大增加了系统的可靠性，由于PC 与PLC 之间是用串行口交换信息和指令，即使在上位机PC 出现“死机”情况下，PLC 仍能按以前的参数运行。
　　在系统界面的设计过程中，比较多的考虑了用户的实际需求，界面操作简洁、明了；当生产线硬件状态发生变化时，勿需修改软件，仅需在线进行简单参数的设定即可，系统的可维护性较强。
　　本系统通过对生产过程的科学计算以及大量的工艺试验，取得了最佳的参数配比，提高了束管成品率；另外，计算机的采用，解决了困扰摸拟电路己久的回控问题，从而保证了生产的稳定进行；还可自动记录生产中的数据，在出现问题时作为查找依据。