一、前言
隨著(zhu)工(gong)(gong)業(ye)(ye)4.0的(de)(de)理(li)念(nian)以(yi)(yi)及智能(neng)(neng)制造加速發(fa)展，信(xin)息化、大數據(ju)監控生產方式(shi)快(kuai)速普及，UV滾涂(tu)(tu)生產自動化也正以(yi)(yi)滾涂(tu)(tu)質(zhi)量(liang)高(gao)(gao)(gao)、投資回報率(lv)高(gao)(gao)(gao)等(deng)優勢(shi)加快(kuai)對傳統滾涂(tu)(tu)行業(ye)(ye)的(de)(de)工(gong)(gong)藝轉型。現(xian)階段，我國大部分滾涂(tu)(tu)生產還是單機設備(bei)(bei)控制為主，雖有連線生產，但不(bu)具備(bei)(bei)整線聯控聯調功能(neng)(neng)，導(dao)致(zhi)作業(ye)(ye)工(gong)(gong)人勞動強度(du)大，設備(bei)(bei)出現(xian)故障時(shi)，沒有形成聯動聯鎖停機，造成設備(bei)(bei)損壞率(lv)高(gao)(gao)(gao)，維(wei)修成本大。另外(wai)，當(dang)今社會人力結構(gou)的(de)(de)變化，導(dao)致(zhi)當(dang)前招工(gong)(gong)難(nan)，工(gong)(gong)資水平不(bu)斷提高(gao)(gao)(gao)等(deng)因素已經困擾(rao)著(zhu)滾涂(tu)(tu)行業(ye)(ye)。解決以(yi)(yi)上問(wen)題(ti)就必須考(kao)慮實現(xian)滾涂(tu)(tu)線自動化智能(neng)(neng)化的(de)(de)升級(ji)，以(yi)(yi)此來提高(gao)(gao)(gao)生產效(xiao)率(lv)與產品質(zhi)量(liang)，降低經營成本。
二、概述
為了實現UV生(sheng)產線的集中(zhong)控(kong)制(zhi)，確保整線的聯(lian)動與(yu)調節，根據用(yong)戶要(yao)求制(zhi)定本(ben)方案(an)。本(ben)方案(an)中(zhong)，總共有15套單機(ji)(ji)(ji)設備(bei)，包括除塵(chen)機(ji)(ji)(ji)2臺，重型(xing)補土機(ji)(ji)(ji)1臺，雙輪(lun)涂(tu)布機(ji)(ji)(ji)2臺，雙燈干燥(zao)機(ji)(ji)(ji)動2臺，三燈干燥(zao)機(ji)(ji)(ji)1臺，輸送機(ji)(ji)(ji)5臺，砂光(guang)(guang)機(ji)(ji)(ji)2臺。其中(zhong)砂光(guang)(guang)機(ji)(ji)(ji)屬用(yong)戶自購產品(pin)，納入本(ben)系統控(kong)制(zhi)方案(an)中(zhong)，砂光(guang)(guang)機(ji)(ji)(ji)需提供通信控(kong)制(zhi)接口給本(ben)系統控(kong)制(zhi)。
圖1現場電柜(ju)（局部）
三、控制系統及網絡配置
1、PLC采(cai)用海為(wei)品牌(pai)，選配以(yi)太(tai)網接口，總(zong)線通(tong)訊采(cai)用工(gong)業以(yi)太(tai)網進行通(tong)信(xin)，通(tong)信(xin)協議MODBUS/TCP協議，傳輸速度(du)快(kuai)，控制實時性(xing)強(qiang)，各單機設(she)備根據(ju)實際點數和需求選擇相應型號的PLC。
2、原則上(shang)輸(shu)(shu)送(song)機(ji)不配PLC控(kong)制(zhi)(zhi)，納入(ru)就(jiu)近(jin)的設備(bei)進行控(kong)制(zhi)(zhi)，因此就(jiu)近(jin)設備(bei)的PLC系統(tong)要預留輸(shu)(shu)送(song)機(ji)的控(kong)制(zhi)(zhi)接口，減少總線控(kong)制(zhi)(zhi)成本。
3、為了(le)提高(gao)系統的可(ke)靠性(xing)和穩定性(xing)，以及數(shu)據處理(li)能力，通信速率(lv)等，本系統采用一臺高(gao)端PLC作為總控PLC對所有數(shu)據進行(xing)處理(li)。
4、本系統單(dan)機(ji)設備(bei)(bei)都配備(bei)(bei)有人機(ji)界面進行監(jian)控，任何單(dan)機(ji)都可就地實現(xian)控制與調節。
5、總監控(kong)(kong)系(xi)統采用10寸觸摸屏(ping)與PLC進(jin)行(xing)監控(kong)(kong)，也(ye)可配置海為(wei)云盒(he)(he)（CBOX）+大(da)屏(ping)控(kong)(kong)制器(qi)(qi)（TVBOX）+（大(da)屏(ping)幕）方案(an)實(shi)現集中控(kong)(kong)制，在本次系(xi)統中選用云盒(he)(he)+大(da)屏(ping)控(kong)(kong)制器(qi)(qi)的方案(an)，總控(kong)(kong)系(xi)統具(ju)有(you)云端(duan)控(kong)(kong)制功能(neng)，可以進(jin)行(xing)遠程調(diao)試程序，手(shou)機遠程監控(kong)(kong)設(she)備狀態等功能(neng)。
6、網(wang)絡通信(xin)采(cai)用12-16口工業級以太網(wang)交(jiao)換機(ji)，網(wang)線采(cai)用工業級帶屏蔽以太網(wang)通信(xin)線，且交(jiao)換機(ji)需安裝在專用電箱(xiang)內，現場安裝時網(wang)線需走(zou)鐵管或獨立(li)線槽布線，提高抗(kang)干(gan)擾能力(li)。
圖(tu)2系統組(zu)網
四、工藝控制系統功能
（一(yi)）、工(gong)藝制常規性功能
1、總線控制(zhi)系統具備記憶與配(pei)(pei)方(fang)功能，生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)不同(tong)產(chan)(chan)(chan)品時可(ke)(ke)以直接(jie)調(diao)用不同(tong)產(chan)(chan)(chan)品的配(pei)(pei)方(fang)，配(pei)(pei)方(fang)包(bao)含設置速度，高度等(deng)參數。配(pei)(pei)方(fang)調(diao)用可(ke)(ke)通過生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)線入口的產(chan)(chan)(chan)品測厚儀測出板厚，然后確認將數據保存到相應配(pei)(pei)方(fang)，當生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)這種板型時調(diao)用即可(ke)(ke)。
2、具備(bei)整線聯動(dong)，一鍵啟(qi)(qi)(qi)動(dong)和停(ting)(ting)止(zhi)，啟(qi)(qi)(qi)動(dong)時(shi)，先啟(qi)(qi)(qi)動(dong)末端(duan)設備(bei)，然后順序向(xiang)前端(duan)設備(bei)逐一啟(qi)(qi)(qi)動(dong)，停(ting)(ting)機的順序剛好(hao)相反。避免同時(shi)啟(qi)(qi)(qi)動(dong)造成對電(dian)網(wang)的沖(chong)擊。
3、當出現故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)機(ji)(ji)時，故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)機(ji)(ji)向入口(kou)方向的輸送(song)設(she)備(bei)要(yao)立即停機(ji)(ji)，但滾涂輪(lun)不(bu)停機(ji)(ji)，且(qie)自(zi)行上升到安(an)全高度(du)，向出口(kou)方向設(she)備(bei)保持正常運行，故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)復位后自(zi)動下降為(wei)設(she)定高度(du)。故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)類型分(fen)為(wei)輸送(song)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)，卡板故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)，調(diao)光(guang)器故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)，變頻器故(gu)(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)，限(xian)位越限(xian)報警等。
4、聯動時，可以控制任一(yi)滾的運(yun)行(xing)或不運(yun)行(xing)（禁(jin)用(yong)），并升到安全高(gao)度。
5、UV干燥機(ji)采用(yong)電子光源(yuan)，可進(jin)行(xing)無(wu)極調(diao)(diao)(diao)節光源(yuan)，有板(ban)(ban)時全功(gong)率(lv)運行(xing)，無(wu)板(ban)(ban)待(dai)機(ji)時按30%的功(gong)率(lv)運行(xing)，也(ye)可以實(shi)時調(diao)(diao)(diao)節光源(yuan)功(gong)率(lv)大小。現(xian)場升降(jiang)的高度(du)進(jin)行(xing)微(wei)調(diao)(diao)(diao)后(hou)的數據保(bao)存后(hou)能直接傳送到總控PLC當中，并在配方(fang)當中進(jin)行(xing)保(bao)存記(ji)憶，便(bian)于(yu)下次(ci)調(diao)(diao)(diao)用(yong)。
6、在(zai)生(sheng)產線(xian)入口安裝(zhuang)(zhuang)一(yi)套有無料檢(jian)測裝(zhuang)(zhuang)置，作為系統運行和待機(ji)狀態切換的依(yi)據，這一(yi)套裝(zhuang)(zhuang)置又兼作板厚檢(jian)測報(bao)警(jing)信(xin)號，當(dang)板厚超過設定的厚度，發(fa)出開關量信(xin)號給總控PLC進行報(bao)警(jing)并停止輸送(song)。
7、在(zai)干燥機(ji)上安裝(zhuang)檢測裝(zhuang)置(zhi)，用以判斷(duan)干燥機(ji)內(nei)是否卡板，卡板后立即停機(ji)，避免(mian)火(huo)災事故發(fa)生(sheng)。
8、由于整線(xian)控(kong)制時產線(xian)較長，在每臺機(ji)器上安裝一個三色(se)指示燈，以(yi)便更好(hao)的監(jian)示整線(xian)的運行狀(zhuang)態，綠色(se)運行，黃色(se)待(dai)機(ji)，紅色(se)故障。
9、后(hou)臺監控系(xi)統功能具(ju)備設(she)備運行狀態監控、故障(zhang)報警(jing)信息顯示(shi)、一(yi)鍵啟(qi)動和停(ting)機功能、產量統計、配方設(she)置與調用、用戶登錄與注銷等功能。
圖3 現場產線
（二）、能(neng)(neng)源管理方面功(gong)能(neng)(neng)
1、本系統干燥機安(an)裝(zhuang)電(dian)子調光器，調光器可以根據(ju)光源功率大小來(lai)調節冷卻(que)風機的(de)變頻速度，達到(dao)節能降耗的(de)目的(de)。
2、滾涂(tu)機的每(mei)套滾均安(an)裝(zhuang)有油漆(qi)(qi)稱重裝(zhuang)置和膠(jiao)輪與(yu)鋼輪間隙(xi)調(diao)節(jie)裝(zhuang)置，稱重裝(zhuang)置可(ke)以實時監示油漆(qi)(qi)重量(liang)，具(ju)備(bei)上限(xian)(xian)停(ting)止(zhi)進(jin)油，下(xia)限(xian)(xian)加油，上上限(xian)(xian)報(bao)警，下(xia)下(xia)限(xian)(xian)報(bao)警等功能。另外，可(ke)經過調(diao)節(jie)鋼輪與(yu)膠(jiao)輪的間隙(xi)，間接去判斷(duan)油漆(qi)(qi)用量(liang)，從而換算油漆(qi)(qi)的消(xiao)耗量(liang)。
3、每臺設備可(ke)以安(an)裝一臺智(zhi)能型電表，或整線安(an)裝一個智(zhi)能電表，用于監(jian)(jian)測每天每班(ban)的耗電量，從而達到監(jian)(jian)控節約(yue)用電行為。
4、對于正逆輥(gun)(gun)(gun)設備，逆輥(gun)(gun)(gun)升(sheng)降(jiang)自動根(gen)據板(ban)(ban)材位(wei)置(zhi)調節升(sheng)降(jiang)高度，確保板(ban)(ban)材進入逆輥(gun)(gun)(gun)時(shi)不撞輥(gun)(gun)(gun)，因為(wei)逆輥(gun)(gun)(gun)撞輥(gun)(gun)(gun)時(shi)導致油(you)漆(qi)反堆(dui)而掉落(luo)到輸(shu)送帶(dai)上，影響(xiang)設備的衛(wei)生及維護，同時(shi)也減少了油(you)漆(qi)損耗。
（三）、設備維護方面功能
1、電子調光器設有運行時間記(ji)錄，當UV燈達到(dao)使(shi)用時間時，報警(jing)提示更換(huan)燈管，以便(bian)進行設備維(wei)護(hu)。
2、以供(gong)油給輥(gun)的(de)(de)電磁閥作為計(ji)時(shi)依據，來判斷每個膠輥(gun)的(de)(de)使用時(shi)間(jian)，從而提醒用戶何時(shi)換(huan)輥(gun)，以便設備更好的(de)(de)維護。
五(wu)、方案總結
1、海(hai)(hai)為(wei)云盒（CBOX）/HMI具備(bei)海(hai)(hai)為(wei)云平臺的全部功(gong)能，通過海(hai)(hai)為(wei)云，本系(xi)統(tong)(tong)可以(yi)實(shi)(shi)現云監控(kong)，智能管理(li)，支持(chi)手機端/電腦(nao)WEB端的遠(yuan)(yuan)程訪問控(kong)制(zhi)，操(cao)作性強，總控(kong)系(xi)統(tong)(tong)連(lian)(lian)上互連(lian)(lian)網，就可以(yi)實(shi)(shi)現遠(yuan)(yuan)程監控(kong)功(gong)能，實(shi)(shi)時監示生產數(shu)據，海(hai)(hai)為(wei)云平臺具備(bei)云報(bao)警功(gong)能，當系(xi)統(tong)(tong)產生報(bao)警時，報(bao)警信息可以(yi)實(shi)(shi)時推(tui)送到(dao)手機APP，可以(yi)實(shi)(shi)時了解設備(bei)的運行狀態，及(ji)時處理(li)設備(bei)故障。
2、海為云盒（CBOX）/HMI支(zhi)持MQTT數(shu)據(ju)(ju)上報功能，可(ke)以將數(shu)據(ju)(ju)上傳(chuan)到Mysql/SQLserver等主流(liu)數(shu)據(ju)(ju)庫，對接ERP/MES系(xi)統，實現企業的生產信息化管理。
3、本系統支持海(hai)為云平臺(tai)(tai)，海(hai)為云平臺(tai)(tai)內(nei)置Haiwell 云引擎、云管(guan)理(li)功(gong)能，通過Haiwell云引擎，可(ke)以(yi)實現(xian)遠程對(dui)(dui)PLC程序上(shang)(shang)下載，監控，固(gu)件(jian)升(sheng)級和PLC診斷；通過Haiwell云管(guan)理(li)，可(ke)以(yi)實現(xian)遠程對(dui)(dui)HMI/CBOX工程的(de)上(shang)(shang)下載，固(gu)件(jian)升(sheng)級以(yi)及(ji)歷史數(shu)據導(dao)出等(deng)功(gong)能。
4、海為云平臺采用(yong)A/B key安(an)全(quan)(quan)訪問(wen)機制(zhi)，機主和管(guan)理員同時管(guan)理設(she)(she)備(bei)，采用(yong)審核機制(zhi)管(guan)理遠程(cheng)訪問(wen)人員的訪問(wen)權限(xian)，同時可以設(she)(she)置(zhi)訪客(ke)的訪問(wen)時長；讓訪問(wen)安(an)全(quan)(quan)可靠，讓遠程(cheng)安(an)全(quan)(quan)放心。
5、海為PLC 485通信支持(chi)不同(tong)波(bo)特率(lv)、不同(tong)協議(yi)、不同(tong)資料(liao)格式同(tong)時(shi)通信，通信程(cheng)序(xu)不需要處(chu)(chu)理時(shi)序(xu)，大(da)大(da)節(jie)省了工程(cheng)師的(de)編(bian)程(cheng)時(shi)間，尤其在滾(gun)涂(tu)機上多臺變頻(pin)器的(de)設(she)定頻(pin)率(lv)，運行頻(pin)率(lv)，運行電流(liu)等信號的(de)處(chu)(chu)理有明(ming)顯優勢。
6、現場選(xuan)用以(yi)(yi)太(tai)網PLC，以(yi)(yi)太(tai)網PLC支持多(duo)個上位機(ji)同(tong)時訪問(wen)，同(tong)時以(yi)(yi)太(tai)網口也可(ke)以(yi)(yi)作為主站去訪問(wen)其他設備，可(ke)主可(ke)從，方便(bian)調(diao)試。
7、海(hai)為大(da)屏顯示(shi)器（TVBOX）可以實現電子看板(ban)(ban)功(gong)能(neng)，支持(chi)4宮(gong)格(ge)，6宮(gong)格(ge)，9宮(gong)格(ge)多(duo)屏顯示(shi)，可以把局域網(wang)內的多(duo)臺HMI/CBOX/IPC同(tong)時顯示(shi)在一(yi)個大(da)屏上，也可以大(da)屏單獨顯示(shi)一(yi)臺HMI/CBOX/IPC的界面，用比(bi)較(jiao)經濟的方案就可以實現傳統(tong)的電子看板(ban)(ban)功(gong)能(neng)。
圖4 手機APP監控(kong)界面
圖5 主(zhu)控PLC與(yu)兩臺單機設備PLC通過(guo)Haiwellbus通信(xin)程序
圖6 CBOX畫面開發(fa)界(jie)面一
圖7 CBOX畫面開發(fa)界面二
