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      山东通泰橡胶股份有限公司

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      输送带生产硬件系统构成及技术要求

      2020-05-07 15:45:18

      我公司共有六条输送带生产线,其中全塑阻燃带生产线是90年代初产品。由于该生产线的塑化箱、张力装置不能很好的满足生产要求,造成产品质量波动,经济效益不理想。为此,我们在2004年搞了“国产涂刮法整芯输送带生产线升级改造”项目。


        1、生产线布置及技术要求改造后的全塑阻燃带生产线全线长40 m,具有生产宽≤1 400 mm,成品带级别≤10级,年产150万m 2全塑整芯阻燃输送带的生产能力。产品质量明显提高,达到国内同期先进水平。


        1.1生产线工艺布置整条生产线布置如下:带体导开→带体烘干→前牵引机→芯糊浸槽→真空塔→芯糊塑化箱→面糊塑化箱→副牵引机→冷却水槽→张力检测装置→主牵引机→卷取机。


        1.2电控系统应具备的功能(1)实现全过程自动化动作,包括开车、停车、报警自停等。又能实现局部手动控制。


        (2)实现和过程动作配套的高精度温度控制以及长度、时间的计量。


        (3)具备人机对话功能:当系统某一部分出现故障时,S7-200能对它们进行实时监测,记忆存储,并快速报警。


        (4)PLC、触摸屏和五个变频器进行网络通信,实现系统间安全连锁。


        (5)带体张力均匀、稳定、准确并且可调整,温度可控,且要稳定。


        2、硬件系统构成根据设计要求,综合机器的先进性、可靠性和成本因素,硬件采用了如下配置:(1)人机对话界面采用带RS485通讯口的SIEMENS TP270触摸显示屏。


        (2)无级调速装置采用分辨率为0.01 Hz的MM440型的SIEMENS变频器,可使电机的转速精度达到0.1 r/min,从而使拉伸张力的误差控制在0.2%以内。


        (3)控制核心采用SIEMENS的S7-200型PLC,型号为S7-216-2BD21-0XBO CPU及EM223模拟输出模块。由于CPU226具有两组通讯口中,因此PLC与触摸屏、变频器三者之间采用网络通讯可简化硬件结构,节约成本,充分保证系统的可靠运行。


        3、软件系统构成系统采用网络通讯模式,所以CPU226为上位机,五个变频器为下位机,网络间的站址分配为:TP270站址为1,CPU226站址为2,五个变频器站址分别是37.CPU226的一组通讯口以USS协议与变频器进行通讯,另一组通讯口与CH402温控终端进行通讯,利用扩展EM277型号为277-OAA22-OXAO与触摸屏进行点对点(PPI)通讯。操作时,工艺参数通过触摸屏进行输入并通讯进入PLC进行运算,PLC将计算结果按站址传给五个变频器和EM223模块,从而实现对生产线的控制,如所示。


        3.1人机界面人机对话界面是设置工艺参数的关键,共设置画面八幅,分别为生产线联动控制、参数设定、卷取控制、糊料泵控制、电加热控制、碾辊机与吸毛机控制、参数记录与曲线显示、HMI系统控制。


        (1)生产线联动控制界面:实现全过程自动化运行,具备启动、停止、复位和报警功能。


        (2)参数设定界面:设定主牵引转速,选择按比例或张力模式控制副牵引转速,从而实现张力控制。


        (3)卷取控制界面:可与全线联动,也可全线停机后单独控制,便于成品带的收卷。


        (4)糊料泵控制界面:实现启动和停止,设置料位计,加满料后自动停机。


        (5)电加热控制界面:利用SPR100调功器,控制电加热排,对带体实现预加热。


        (6)碾辊机和吸毛机控制界面:根据带芯等级不同实现启动和停止,以利于提高产品质量。


        (7)参数记录与曲线控制界面:可实现加热箱温度、白带芯布长、成品带长、张力值的记录和曲线显示。


        (8)HMI系统界面:对HMI系统进行控制和维护。


        3.2网络通讯当系统上电后,PLC首先判断网络中的TP270是否存在并与之通讯,通讯成功后PLC对站址为37的五台变频器进行通讯,并将结果显示出来,无误方可开车,否则提示报警,并显示解决方式。


        开车前,工作人员要确定所有工艺参数已经设定好,各个工作单位均已就绪,即可全线启动。工艺参数设定密码保护,只有工作人员输入口令后才能对参数进行修改,且只有在系统停止状态下才能修改,系统启动后,参数设定将被锁定,禁止修改。


        3.3系统的抗干扰措施在以S7-200为核心的控制系统中,存在多种信号。弱电方面有热电阻420 mA的标准化信号以及各种输入触点、控制信号等。强系统I/O分配如所示。


        电方面有高速搅拌电动机、各种电磁阀、牵引电机等。由于信号较多,系统布线时难以分开,所以会出现意想不到的干扰信号,这些信号不但会给系统的控制和测量带来误差,有时还会使系统无法正常工作。本系统Z易受到干扰的是S7-200和传感器(压力传感器制造业正飞速发展)信号。


        为了保护系统正常运行,采取了以下措施:(1)电源净化和隔离。为了防止电磁阀和其他强电设备引起的电源干扰,S7-200的电源采用低通净化器和隔离变压器,以及开关电源。这样能有效抑制高次谐波等引起的干扰。

        (2)S7-200的供电电源、输入用电源、输出用电源彼此独立。


        (3)外在程序设计编制时采用不同时间的延迟判断,若延迟后仍不消失,再执行相应的动作。


        4、全塑整芯阻燃带生产线的技术改造项目于2002年提出,2003年开始实施,2004年投产。到目前为止,该生产线运行稳定,产品的外观和内在质量明显提高,主要表现在带体的张力控制准确,塑化温度控制准确,成品带的厚度和宽度误差也小,经济效益显著。


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