PC 和PLC在光纖生產線中的應用

　　現代的光纜工業具有技術復雜、規模大、高速、高效的特點，因而對生產自動化提出了越來越高的要求。
　　　　隨著半導體集成電路大規模化的發展，光纜設備的發展從早期的由分立元件構成的簡單邏輯線路系統，到帶有低功能CPU 的智能化儀表，再到由單元計算機構成的獨立計算控制系統。目前，國外的光纜設備生產廠商大都采用了工業計算機（IPC）、可編程序控制器（PLC）及智能儀表等自動化控制技術。　　
　　下面是德維森公司ATCS-PPC31 控制器在光纖生產中的具體應用。　　
　　1、設備組成
　　　　束管擠出生產線主要用于擠制2~l2 芯松套充油光纖，采用工業控制計算機及可編程序控制器控制，擠出直徑均勻光滑、速度高。　　
　　1.1 設備的主要組成
　　12 芯光纖放線架（三組）
　　光纖或光纖束SZ 扭絞頭
　　光纖填充膏填充裝置
　　SJ-45×25G 擠出機主機及烘干裝置
　　4M 恒溫水槽
　　φ800 輪牽引及恒溫水箱
　　8M 冷卻水槽及制冷水箱
　　吹干裝置
　　線徑檢測儀（英國BETA 公司產品）
　　壓帶牽引裝置
　　儲線張力裝置
　　φ1000 收排線裝置
　　電控柜及計算機系統　　
　　1.2 電氣主控原理簡介
　　　　計算機生產控制系統，在WINDOWS98 環境下運行，采用BORLAND C++編程，系統集測控、顯示、管理于一體，通過PLC 在生產過程進行采集、控制，從而實現生產線的啟動、升速、降速與自動運行。系統控制精度高，擠出穩定、可靠；擠出直徑均勻、光滑、速度高，余長控制精度高，并且采用圖形用戶界面（GUI），方便用戶使用。
　　
　　

　　圖l 所示的是束管擠出生產線計算機控制系統，計算機控制系統的上位機PC 是一體化工業計算機，下位機是德維森公司生產的PPC31 可編程序控制器，上、下位機之間通過RS485 進行串行通訊。上位機用于參數設置和顯示，較為復雜的運算也是由PC 來完成，但不直接參與控制，直接參與控制和檢測的是PLC。
　　PLC 實現開關量、模擬量的輸入和輸出；PLC 在進行生產線過程控制的同時，將采集到的生產線運行狀態等信息經RS485 串行口送到上位機，由上位機來實現生產線的實時參數和狀態信息顯示；同時，部分智能儀表如線徑檢測儀、溫控儀還可以通過串行通訊（RS232C/RS485），將本身的運行狀態傳遞給上位機，通過上位機設定儀表參數，從而實現儀表的智能控制。　　數字量輸入統計：
　　輸入位00001 油膏壓力填充上限
　　輸入位00002 油膏壓力填充下限
　　輸入位00003 膠桶下限報警
　　輸入位00004 一級泵上限
　　輸入位00005 一級泵下限
　　輸入位00006 儲膠罐上限
　　輸入位00007 儲膠罐下限
　　輸入位00008 循環水泵啟動信號
　　輸入位00009 備用
　　輸入位00010 緊急停車
　　輸入位00011 減速停機
　　輸入位00012 產品長度脈沖信號
　　輸入位00013 絞合角度脈沖信號
　　輸入位00014 交流伺服控制器報警
　　輸入位00015 擠出機控制器報警
　　輸入位00016 擠出機超溫報警
　　采用ATCS 模塊IDD40 采集這些數字量輸入信號。　　
　　數字量輸出統計：
　　輸出位00001 備用
　　輸出位00002 回水泵
　　輸出位00003 熱水閥
　　輸出位00004 冷水閥
　　輸出位00005 吹干裝置
　　輸出位00006 填充裝置充氣閥
　　輸出位00007 填充裝置下壓閥
　　輸出位00008 填充換向閥　　
　　輸出位00009 上料裝置
　　輸出位00010 烘干裝置
　　輸出位00011 生產異常燈
　　輸出位00012 生產預備燈
　　輸出位00013 生產運行燈
　　輸出位00014 冷水箱制冷機
　　輸出位00015-00026 12 路光纖放線
　　輸出位00027 擠出機
　　輸出位00028 絞合
　　輸出位00029 填充二級泵
　　輸出位00030 牽引
　　采用一塊ATCS 數字量輸出模塊ODD50(32 點數字量輸出)輸出這些信號.
　　模擬量輸出信號：
　　1 通道：擠出機速度給定
　　2 通道：單輪牽引電機速度給定
　　3 通道：履帶牽引速度給定
　　4 通道：填充速度給定
　　5 通道：絞合速度給定
　　6 通道：排線速度給定
　　7 通道：收線速度給定
　　采用兩塊ATCS 模擬量輸出模塊OAD20(4 通道輸出/模塊).　　
　　模擬量輸入信號：
　　1 通道：擠出機電流實際值
　　2 通道：收線張力反饋輸入
　　3 通道：履帶牽引張力反饋輸入
　　4 通道：擠出機模擬量輸出
　　采用一塊ATCS 電流輸入模擬量模塊IAD23F 采集(4 通道4~20mA 輸入).　
　　2、PC+PLC 控制
　　　　生產線控制中采用計算機與PLC 相結合構成的分散式控制系統。工業計算機選用臺灣研華公司的IPC-610 系列。因為它們在國內工業控制市場上占有較大的份額，可靠性也較高。
　　在生產線中選擇使用德維森公司的PPC31 型PLC，是因為它具有高速、多功能、系統化、網絡化、結構簡單、安裝方便、系統組織靈活、可靠性高、維護方便。網絡化和通訊強化通訊能力也是該PLC 的一個重要特點。
　　束管擠出生產線的電氣控制系統是一個較大的控制系統，各種電機有24 臺，其中需要同步的交直流電機共19 只。如果用繼電器邏輯電路和模擬電路，不僅系統復雜，而且可靠性不能保證。單獨用工業計算機來實現，雖然人機界面較為友好，參數顯示、參數輸入很直觀方便，但執行速度慢、抗干擾能力差、可靠性不高； 而單用PLC 來實現，雖然速度快、抗干擾能力強，但參數設置很不方便，系統運行參數和狀態信息下能做到一目了然，用PC+PLC 來控制，充分發揮了PC 和PLC 的各自優勢。PC 作為上位機，用來顯示系統運行的狀態信息。諸如：生產線速度、SZ 絞合角度、產品長度及系統運行狀態等信息，同時也用來進行參數設置，處理一些復雜的運算。PLC 用來控制生產線的運行，采集生產線運行中的狀態信息。PC 和PLC 之間用RS485通訊口來交換信息和指令。
　　出于可靠性考慮，在束管生產線中采用日本島電公司的SR 系列智能溫控儀、德國西門子數字電機控制器以及英國BETA 公司線徑檢測儀等。它們在生產線中的應用不僅提高了設備運行的精度、可靠性，而且使操作更為簡單方便。在軟件的編程上，出于維護性考慮，采用組態軟件進行編程。
　　
　　3、用前景
　　　　本系統由于采用了日前國內市場占有量最高、技術成熟的研華工業計算機及德維森ATCS PPC31 可編程控制器，即使生產線計算機控制系統硬件發生故障時，也可以立即查明原因更換相應器件，最大限度的縮小在線維修時間，為用戶減少因此而造成的巨大損失。
　　由于采用了PC 十PLC 的實時控制方法，大大增加了系統的可靠性，由于PC 與PLC 之間是用串行口交換信息和指令，即使在上位機PC 出現“死機”情況下，PLC 仍能按以前的參數運行。
　　在系統界面的設計過程中，比較多的考慮了用戶的實際需求，界面操作簡潔、明了；當生產線硬件狀態發生變化時，勿需修改軟件，僅需在線進行簡單參數的設定即可，系統的可維護性較強。
　　本系統通過對生產過程的科學計算以及大量的工藝試驗，取得了最佳的參數配比，提高了束管成品率；另外，計算機的采用，解決了困擾摸擬電路己久的回控問題，從而保證了生產的穩定進行；還可自動記錄生產中的數據，在出現問題時作為查找依據。