1 設備及解決方案簡介

橡膠熱壓機是用來生產橡膠鞋底的設備，是將橡膠原料放在模具中，然后經過加熱（可采用電熱或熱煤油控制），合模加壓塑化、硫化后，最終加工成成品鞋底。

由于I/O點數較多，接近400點（輸入點：248點，輸出點148點），該企業在中國的子公司之前一直在使用中型PLC，但是成本較高。2008年之后，為了應對金融危機，同時進一步擴大產品的銷路，此鞋機企業開始與中達合作。中達由此根據該企業的要求研發出了該配置臺達小型高性能緊湊型PLC的全自動橡膠熱壓機，如圖1所示。

圖1 配置臺達小型PLC的雙色全自動橡膠熱壓機

該鞋機企業對PLC的要求特點是，可靠性高、大程序容量、模塊化、小尺寸，據此要求，中達為客戶選定了臺達小型PLC中的高端產品DVP28SV11T，擴展模塊采用高密度I/O模塊DVP32SM11N和DVP32SN11TN，以節約客戶電控柜的空間，如圖2所示。

1．1設備配置

控制器：DVP-28SV11T+32SM11N*7+32SN11T*4+16SP11T*1

觸摸屏：DOP-AE57BSTD

其他電器配件

圖2 設備配置圖

由于客戶的輸出點是帶電磁閥，單點電流在2.5安培左右，遠超出了PLC輸出點的容量，因此客戶自己定做了速輸出保護的三極管輸出端子臺，保護PLC輸出點。與繼電器相比，使用無觸點的三極管基本可以實現免維護。端子臺如圖3所示。

圖3 三極管輸出端子臺

2 應用規劃及效果

2.1 對PLC及HMI程序的要求

一人可同時操作多站，節省人工成本，并且有自動進出滑模，操作輕松；有互鎖功能，操作安全，換模速度快。每站獨立操作控制，可依照生產及維修保養需求，決定開機站數，同時節省電力。

開模后模具自動滑出并翻開上模，方便取成品，省人力少工傷。 提供動作與異常檢出功能，可隨時掌握機械現況，確保生產運作順暢。 提供模塊記憶，可隨模具記憶成型參數，提高生產效能。 工藝過程簡圖如圖4所示。

圖４工藝過程簡圖

圖4只是此設備最簡單的一種工做模式，如果生產雙色鞋底，還要有舉模和半開模（排氣）的動作。

舉模的功能是用液壓缸代替人手將模具拉開，有幾個作用：一是如果生產過程中，原料放的不足，可以及時補料，防止次品的產生；二是在生產雙色品種的鞋底時，可加入另一種顏色；另外，由于是用機器代替人工，可提高生產效率，方便取成品，省人力少工傷。

半開模是滑模的一個延伸功能，主要是用來在生產過程中，短暫打開模具，讓里面的氣體釋出，減小產品的氣孔。

此設備共有6站，每站分A、B面，以上流程是最基本的功能。

6站的動作程序相同，每站程序在2000步左右，另有優先權處理程序及公共操作程序（液壓泵站，電熱等），總程序量達15760步。（SV最大程序容量是15872步）。

算上工作模式切換、配方管理、定時開關預熱功能，程序容量可達20000步。為解決程序容量的問題，臺達選擇了人機的宏程序，如預熱功能通過BACKGROUD宏程序完成，每頁的參數計算可通過調用子宏來完成。

宏程序是臺達HMI的一個很大的優勢，它靈活方便，可以實現那些常用元件無法直接實現的功能。

2.2設備的操作流程簡介

首先，先在臺達AS57BSTD屏上設置參數及工作模式，如圖5所示。

圖5 在臺達AS57BSTD屏上設置參數及工作模式

當參數輸入后，人機會調用相關的子宏把相關的設備經計算以后發給PLC，這一方面節約PLC程序容量，一方面減小PLC的CPU掃描時間。如圖6所示。

圖6 臺達人機界面在調用相關的子宏

另外，當一種產品參數調到位后，可以給此產品命名，將所設參數存起來，下次生產同一產品時可直接調用，這部分程序也是通過宏程序來做的。如圖7-8所示。

圖7 模具記憶畫面

圖8 配方讀寫畫面

當設備發生故障時，都可通過HMI報警，方便故障診斷和維修。如圖9所示。

圖9 故障診斷畫面

正常生產時，操作人員通過機臺監視功能，能實時了解當前機器的工作情況，方便工藝參數的調整。如圖10所示。

圖10 人機界面監視程序畫面

2.3 部分程序說明

客戶有6站設備（1，2，3號站為一組，4，5，6號站為一組），但只有1臺液壓泵，在實際生產過程中，為保證每站獲得足夠的壓力，有許多地方需要聯鎖和互鎖。如1號站滑模動作時，2，3站是不能動的，反之亦然。因此控制中有優先權的問題。當某站（舉1號站為例）準備完畢后，立刻申請優先權，當現在沒有其它站請求時，PLC響應1號站的請求，讓其動作，當動作完成后，再響應其他有優先權請求的站。

優先權程序是要合理的最大限度的使用液壓泵的能力，提高生產效率。優先權判斷的程序如圖11所示。

圖11 優先權判斷的程序

客戶設備1-6站動作相同，在編程時考慮最多的應該是將動作標準化、模塊化，因此在程序的主體采用了步進梯形圖STL。步進梯形圖尤其適合按照先后順序執行動作的設備，使程序清晰、易讀，而當工藝發生微調時，只須改變程序中相關的STEP的程序，無需將程序結構推倒重來，調試起來也很方便。部分程序如圖12所示。

圖12 步進梯形圖程序

3 結束語

臺達小型化SV/EH2系列PLC具有“小身材，大容量”的特點，使得其在復雜的產業機械上可以替代原來要用中型PLC才能實現的功能，節約了客戶成本，提高客戶機械的性價比。利用臺達HMI頗具特色的宏指令，還可以大大減輕PLC程序容量及CPU負擔，滿足了客戶PLC產品更加“靈活”及“柔性”的要求。