轮胎生产线步序控制软件

1、半钢子午胎一次法成型机电控系统控制软件设计说明书单位:北京沃华创新科技术有限公司地址:北京海淀区上地东路1号盈创动力E座802E-mail: 电话传真编:100085目录1序言32软件简介33工艺特点44软件技术特点45软件开发及运行环境56软件的详细设计说明指导561 PLC软件的说明5硬件组态 5TSXREY200 8TSXCSY164 9TSXCTY2A 13TSXSCY21601 14程序的编译 17功能块的调用 2062 HMI的程序结构 247总结 248附原程序 251序言近些年，汽车工业和高速公路的大力发展，带动了橡胶业的

2、高速发展和技术的不断更新，特别近一两年，子午线轮胎项目更是不断增加。全球轮胎业前十名都以不同的形式在中国市场合作建厂，并将最先进的工艺和设备带到国内。包括国内企业在内，扩大产能、提高技术成为各轮胎企业发展的重中之重。图1-1为某轮胎厂半钢一次法成型机照片图1-12 软件简介半钢子午胎一次法成型机电气控制软件是由PLC控制的自动化轮胎生产软件,它通过PLC的各种输入模块对信号的采集经过CPU处理输出后达到对轮胎生产线的自动控制.整个过程不需外界干预,避免了人的干预对生产线效率的影响.具有可靠、高效、精度高、效益好等优点.本软件由北京沃华创新科技有限公司设计开发.本公司长期致力于橡胶工业测量、控制

3、系统的集成开发,经验丰富,技术成熟已成功开发出多套控制系统及相关软件,得到用户和同行的一致好评.本软件基于我公司设计集成的三鼓一次法成型机电气控制系统,是用于半钢轮胎成型自动生产线的软件环境.该软件实现了轮胎生产前物料的自动供应,轮胎自动生产成型,工艺参数设定保存,轮胎生产过程中贴合准确,自动纠偏定中等功能.使生产线在无人干预的情况下自动高效的完成轮胎的生产工艺.同时该软件编译了紧急情况下故障处理程序和对机器及周边人员的保护程序.3 工艺特点：三鼓半钢一次法轮胎成型机由主机、胎体供料架、带束层供料架、胎面供料架、冠带条供料架、气动和电控系统组成。通过电控系统的控制，成型机按时序先后，将PA预复

4、合件，帘布线在胎体成型鼓上贴合反包后，通过主机传递环将成型后的胎体部件运输到定型鼓上等待，当带束层和冠带条以及胎面贴合完成后，一起在定型鼓上充气压合为胎坯。并且整个胎坯的成型工艺要求在1分半钟完成。针对该工艺要求，各供料架需能够自动定长备料，当主鼓物料贴合时各供料单元能够做到同步供料，冠带条按照工艺的要求应能完成不同的缠绕方法，当生产不同规格的轮胎时触摸屏应能提供简易操作的配方切换功能。4 软件技术特点 1)本软件依托于施耐德电器的硬件环境,它可靠的质量保证为软件的可靠运行提供了前提2)全自动的软件设计使轮胎的自动生产成为了可能.这就使整个生产过程在没有人的干预的情况下变得效率更高且重复误差更

5、小3)先进的配方功能使传统过程中大量繁杂的参数输入变得简单且容易操作4)软件中对MODBUS总线协议,CANOPEN总线协议,BUS-X总线协议及SERCOS光线环网技术的使用使得该系统通讯实时性更好,从而减少了单条轮胎的生产时间使得轮胎生产的效率更高5)和公司自己研制开发的定中纠偏系统匹配使用,更体现出该软件的优越性系统结构如图6-4-1:图4-15.软件开发及运行环境开发环境:Micosoft Windows2000/XP 系统支持:施耐德PL7软件4.4版本:施耐德Sycon软件2.8版本 :CPU奔腾4:256M内存运行环境:施耐德PREMIUM系列PLC :CPU TSX 57482

6、3M6.软件的详细设计说明指导61PLC部分的程序说明 进入编译环境:双击桌面PL7 PRO如图6-1方框中所示 图6-1单击菜单左上角如图6-2黑方框中的File,然后点击New如图6-3 图6-2 图6-3屏幕的中间将会出现一个选择框如图6-4,在最左面的选框中选择我们软件编译所依托的硬件环境TSX Premium系列PLC,如图6-4中第一个蓝条所示,然后选择我们所选用的CPU型号,由于该系统的特性-结构复杂所以我们选用性能较高,并集成有以太网口的CPU如图6-4第二个选框中的TSX 572823 V5.6 ,并在第三个选框中扩展一块128 字节的存储卡,所有这些都完成后点击OK键. 图

7、6-4 图6-5左键单击图6-5中蓝条所示的Configuration，我们就会进入图6-6所示的画面 图6- 6双击图6-6蓝条中Hardware Configuration,我们开始进行硬件组态，由于轮胎生产线电气控制系统结构的复杂，所以进行该系统设计之初我们决定抛弃传统的硬件连线方式，而改为通过各种总线来达到通讯、监控以及对生产线的自动化控制。该系统中我们对LEXIUM伺服电机部分的控制采用了目前世界上最先进的SERCOS光纤网络，该网络具有通讯速度快，抗干扰能力强，接线方便等诸多特点。而变频调速电机我们采用了CANOPEN总线进行控制，该总线同样具有实时性好，抗干扰能力强的特点。作为自

8、动轮胎生产工艺中经常遇见但还不是很容易处理的问题，怎样解决带束层和胎体部分物料在轮胎成型过程中自动贴合的精度，我公司自己开发了物料定中系统，这个系统采用MODBUS协议进行通讯，通过这个系统我们有效的解决了上述问题。常规的开关量输入输出点，我们则采用远程IO的模式，将生产线中开关量输入输出点就近的引入现场的远程模块中，然后，再通过BUS-X总线与主站PLC的CPU进行通讯。下面我就详细的介绍一下这些通讯模块及一些特殊模块的组态，如图6-7所示我们先换一下PLC的底板。在图6-7中我们先在数字0上单击右键，然后就会出现带有Replace Rack字样的界面，左键单击Replace Rack，界面

9、就会变成图6-8的样子。 然后我们就可以对模块进行组态了。 图6-7图6-8因为我们采用主PLC挂远程IO的方案，所以我们主PLC所在的底板采用了TSX RKY 12EX这种可扩展底板，重复以上步骤，在图6-7中我们分别对数字1、2、37单击右键,对各从站分别组态底板,组态完成后如图6-9所示:图6-9完成以上工作,我们进行对特殊模块的编程组态首先我们组态BUS-X远程扩展模块,在PLC的第二槽处我们单击鼠标右键,界面将变为图6-10所示的样子,左键单击图6-10中蓝条所示部分,界面变为图6-11 图6-10选中图6-11蓝条中所示的Remote Busx 然后左键单击OK ,远程BUS-X总

10、线模块的组态就完成了.图6-11重复上述步骤,在底板的第4槽处,我们添加伺服控制模块(因为这个模块物理上占两个槽的位置,所以,我们在第四槽处组态)如图6-12所示:我们左键单击左侧Family选框中的Movement,然后,再单击蓝条所示的16轴控制模块TSX CSY 164.最后按OK键确认.按照各种自动生产线中所用的伺服电机的数量不同,我们在针对伺服运动控制模块所组态的数目也就不同,下面我们即针对10台伺服电机的轮胎生产线的轴的组态作一下详细介绍,首先,双击图6-13中CSY 164.界面将如图6-14所示图6-12图6-13接下来我们具体组态每一个轴,如图6-14所示,我们在Channe

11、l下拉条处,左键单击下拉条如图6-14中所示,在第一个独立轴1 independent axis处单击左键,界面将如图6-15所示,在图6-15中左键单击Real Axis,界面将如图6-16所示,图6-16为轴具体参数的组态界面.图6-14图6-15图6-16在图6-16Limit下的Position checking复选框中包括了几个对轴的极限限制,由上向下分别为Max position ; Min position ;Max speed ;Max acceleration ;Max deceleration 代表了最大、最小极限位、最大速度、最大加速度、最大减速度。由于这里我们不想要最大

12、、最小位置限位所以我们除去复选框里面的“对号”，然后按照实际需要设置最大速度、最大加速度、最大减速度的值。Unit、Enabling position checking、Scale factor 文本显示框中的参数保持默认值即可，而Movement文本显示框中的In position band、Acceleration、Deceleration文本输入框的内容则按照实际工艺需要自行设置。至此，我们就完成了对一个独立轴的全部设置。如图6-17所示。按照上面类似的方法我们再组接下来的9个轴，组完所有的10个轴我们就完成了对伺服电机部分的组态。图6-17图6-18完成上面操作后点击撤消键右边的方框中

13、的对号确认。由于后压辊移动采用变频电机配合编码器反馈控制，所以编码器记数值的读入就需要引入记数模块，下面我们阐述组态高速记数模块TSX CTY2A的详细过程，首先，在PLC主站的第5槽处单击右键，此时界面如图6-19所示，左键单击Add Module图6-19这时界面将如图6-20在左边Family选框中选择Counting,在右边Module选框中我们选择TSX CTY 2A然后单击OK这样我们就选择了一个两通道的高速记数模块。图6-20我们的编码器选用的是PNP型的增量编码器是一种双向记数的编码器，我们下面针对这种编码器对高速记数模块组态如图6-21所示，我们双击模块CTY 2A，然后我们

14、就能进入具体参数的组态界面如图6-22：图6-21在图6-22中我们在Function下拉条中选择Up/Down counting 双向记数，然后界面将如图6-23所示：我们再在Input Interfaces界面中选择Incremental encoder至此我们完成了增量编码器组态部分的工作。图6-22 图6-23 同样的我们进行最后一个特殊模块的组态，对MODBUS模块进行组态，通过这个模块我们可以用MODUS协议与我们自己开发的定中纠偏系统进行通讯来达到自动贴合精确的目的。如图6-24所示我们首先填加该模块。在图6-24中我们在主站PLC的第6个通道处单击右键，然后在图6-中蓝条所示的

15、Add Module 处单击左键，界面如图6-25图6-24图6-25在图6-25中我们在界面左端的Family选框中选择Communication,然后在Module选框中我们选择TSC SCY 21601，左键单击OK完成。图6-26如图6-26所示双击SCY 21601进入MODBUS通讯模块组态界面图6-27在CHANNEL0的下拉选框中选择MODBUS/JBUS LINK如图6-27进入图6-28所示界面。图6-28在图6-28所示的界面中，我们需要改变的参数是Transmission Speed下拉条中所显示的波特率，按照我们事先和定中系统约定好的19200b it/s我们将波特率

16、改为19200b it/s然后把奇偶校验设成无即将Parity选框中选为None.特殊模块的组态到此全部完成。按照上面的方法我们组态剩下PLC从站中的常规模块，组态完的系统如图6-29所示：图6-29组态完所有这些主从站，控制系统也就搭建起来了。下面我们进行工艺程序部分的编译。图6-30首先我们进行上电初始化程序的编译，如图6-30所示我们在Program文件夹下选择MAST TASK 然后在其下面选择Sections单击右键如图6-左键单击蓝条中所示Create界面变成图6-31，我们在图6-31中选择LD即梯形图6-语言进行编译图6-31然后在Name文本输入框中输入Power_on，我们

17、首先进行名称为Power_on的上电初始化部分的程序编译。名字输入完成后我们进入程序编译界面如图6-32：梯形图6-的元素即位于图6-32中左下脚部分如图6-33，所有的程序都在类似于图6-32的界面中完成，编程所用的每一个元素，即位于图6-32中左下脚所示部分中我们要用到的元素都是通过拖拽被放到图6-32所示的界面当中的，在图6-33中我们左键单击选中我们需要的元素然后将其拖拽到我们要使用的地点然后松手，该元素就被放在我们所需要的地方了，如图6-32中的%M1图6-32图6-33程序中的寄存器按照内部和外部分为内部位%Mi内部字%MWi和外部的如%I2.1等,具体可参考PL7软件的帮助.程序

18、的每行都可以进行注释如图6-34图6-34如图6-34所示例子中”*注释内容*”即为我们想注释的内容,具体的操作方法为在可注释的位置双击,进入可编辑的文本输入框后就可将入图6-34中” *注释内容*”输入其中了.重复将元素不断的拖拽入编程区域就可完成如图6-35所示的梯形图6-结构的编译图6-35重复以上工艺程序的编译我们进行Manual_main_carc、Manual_main_belt、Manual_carcass等子程序部分的编译如图6-36所示:图6-36在该套生产线程序中我们还使用了功能块,下面我就将自定义功能块的详细方法做一个阐述.如图6-37:图6-37在图6-37中我们右键单击DFB TYPES,然后左键单击Create如图6-38图6-38我们选中Language of your下拉框中的LD选项使我们的编程语言为体型图6-,然后在Enter the name of the new type文本框中输入我们要为变频器所做的功能块的名称Atv31图6-39如图6-39所示我们双击ATV31界面变为图6-40图6-40图6-40所示我们单击方框I nputs在其所列的表格中输入输入点变量,单击Outputs在其所