一、前言
隨著工業(yè)4.0的理念以及智能制造加速發(fā)展，信息化、大數(shù)據(jù)監(jiān)控生產(chǎn)方式快速普及，UV滾涂生產(chǎn)自動化也正以滾涂質(zhì)量高、投資回報率高等優(yōu)勢加快對傳統(tǒng)滾涂行業(yè)的工藝轉(zhuǎn)型?，F(xiàn)階段，我國大部分滾涂生產(chǎn)還是單機(jī)設(shè)備控制為主，雖有連線生產(chǎn)，但不具備整線聯(lián)控聯(lián)調(diào)功能，導(dǎo)致作業(yè)工人勞動強(qiáng)度大，設(shè)備出現(xiàn)故障時，沒有形成聯(lián)動聯(lián)鎖停機(jī)，造成設(shè)備損壞率高，維修成本大。另外，當(dāng)今社會人力結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致當(dāng)前招工難，工資水平不斷提高等因素已經(jīng)困擾著滾涂行業(yè)。解決以上問題就必須考慮實(shí)現(xiàn)滾涂線自動化智能化的升級，以此來提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，降低經(jīng)營成本。
二、概述
為了實(shí)現(xiàn)UV生產(chǎn)線的集中控制，確保整線的聯(lián)動與調(diào)節(jié)，根據(jù)用戶要求制定本方案。本方案中，總共有15套單機(jī)設(shè)備，包括除塵機(jī)2臺，重型補(bǔ)土機(jī)1臺，雙輪涂布機(jī)2臺，雙燈干燥機(jī)動2臺，三燈干燥機(jī)1臺，輸送機(jī)5臺，砂光機(jī)2臺。其中砂光機(jī)屬用戶自購產(chǎn)品，納入本系統(tǒng)控制方案中，砂光機(jī)需提供通信控制接口給本系統(tǒng)控制。
圖1現(xiàn)場電柜（局部）
三、控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)配置
1、PLC采用海為品牌，選配以太網(wǎng)接口，總線通訊采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信，通信協(xié)議MODBUS/TCP協(xié)議，傳輸速度快，控制實(shí)時性強(qiáng)，各單機(jī)設(shè)備根據(jù)實(shí)際點(diǎn)數(shù)和需求選擇相應(yīng)型號的PLC。
2、原則上輸送機(jī)不配PLC控制，納入就近的設(shè)備進(jìn)行控制，因此就近設(shè)備的PLC系統(tǒng)要預(yù)留輸送機(jī)的控制接口，減少總線控制成本。
3、為了提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，以及數(shù)據(jù)處理能力，通信速率等，本系統(tǒng)采用一臺高端PLC作為總控PLC對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
4、本系統(tǒng)單機(jī)設(shè)備都配備有人機(jī)界面進(jìn)行監(jiān)控，任何單機(jī)都可就地實(shí)現(xiàn)控制與調(diào)節(jié)。
5、總監(jiān)控系統(tǒng)采用10寸觸摸屏與PLC進(jìn)行監(jiān)控，也可配置海為云盒（CBOX）+大屏控制器（TVBOX）+（大屏幕）方案實(shí)現(xiàn)集中控制，在本次系統(tǒng)中選用云盒+大屏控制器的方案，總控系統(tǒng)具有云端控制功能，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試程序，手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)等功能。
6、網(wǎng)絡(luò)通信采用12-16口工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)，網(wǎng)線采用工業(yè)級帶屏蔽以太網(wǎng)通信線，且交換機(jī)需安裝在專用電箱內(nèi)，現(xiàn)場安裝時網(wǎng)線需走鐵管或獨(dú)立線槽布線，提高抗干擾能力。
圖2系統(tǒng)組網(wǎng)
四、工藝控制系統(tǒng)功能
（一）、工藝制常規(guī)性功能
1、總線控制系統(tǒng)具備記憶與配方功能，生產(chǎn)不同產(chǎn)品時可以直接調(diào)用不同產(chǎn)品的配方，配方包含設(shè)置速度，高度等參數(shù)。配方調(diào)用可通過生產(chǎn)線入口的產(chǎn)品測厚儀測出板厚，然后確認(rèn)將數(shù)據(jù)保存到相應(yīng)配方，當(dāng)生產(chǎn)這種板型時調(diào)用即可。
2、具備整線聯(lián)動，一鍵啟動和停止，啟動時，先啟動末端設(shè)備，然后順序向前端設(shè)備逐一啟動，停機(jī)的順序剛好相反。避免同時啟動造成對電網(wǎng)的沖擊。
3、當(dāng)出現(xiàn)故障機(jī)時，故障機(jī)向入口方向的輸送設(shè)備要立即停機(jī)，但滾涂輪不停機(jī)，且自行上升到安全高度，向出口方向設(shè)備保持正常運(yùn)行，故障復(fù)位后自動下降為設(shè)定高度。故障類型分為輸送故障，卡板故障，調(diào)光器故障，變頻器故障，限位越限報警等。
4、聯(lián)動時，可以控制任一滾的運(yùn)行或不運(yùn)行（禁用），并升到安全高度。
5、UV干燥機(jī)采用電子光源，可進(jìn)行無極調(diào)節(jié)光源，有板時全功率運(yùn)行，無板待機(jī)時按30%的功率運(yùn)行，也可以實(shí)時調(diào)節(jié)光源功率大小?，F(xiàn)場升降的高度進(jìn)行微調(diào)后的數(shù)據(jù)保存后能直接傳送到總控PLC當(dāng)中，并在配方當(dāng)中進(jìn)行保存記憶，便于下次調(diào)用。
6、在生產(chǎn)線入口安裝一套有無料檢測裝置，作為系統(tǒng)運(yùn)行和待機(jī)狀態(tài)切換的依據(jù)，這一套裝置又兼作板厚檢測報警信號，當(dāng)板厚超過設(shè)定的厚度，發(fā)出開關(guān)量信號給總控PLC進(jìn)行報警并停止輸送。
7、在干燥機(jī)上安裝檢測裝置，用以判斷干燥機(jī)內(nèi)是否卡板，卡板后立即停機(jī)，避免火災(zāi)事故發(fā)生。
8、由于整線控制時產(chǎn)線較長，在每臺機(jī)器上安裝一個三色指示燈，以便更好的監(jiān)示整線的運(yùn)行狀態(tài)，綠色運(yùn)行，黃色待機(jī)，紅色故障。
9、后臺監(jiān)控系統(tǒng)功能具備設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、故障報警信息顯示、一鍵啟動和停機(jī)功能、產(chǎn)量統(tǒng)計、配方設(shè)置與調(diào)用、用戶登錄與注銷等功能。
圖3 現(xiàn)場產(chǎn)線
（二）、能源管理方面功能
1、本系統(tǒng)干燥機(jī)安裝電子調(diào)光器，調(diào)光器可以根據(jù)光源功率大小來調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)機(jī)的變頻速度，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
2、滾涂機(jī)的每套滾均安裝有油漆稱重裝置和膠輪與鋼輪間隙調(diào)節(jié)裝置，稱重裝置可以實(shí)時監(jiān)示油漆重量，具備上限停止進(jìn)油，下限加油，上上限報警，下下限報警等功能。另外，可經(jīng)過調(diào)節(jié)鋼輪與膠輪的間隙，間接去判斷油漆用量，從而換算油漆的消耗量。
3、每臺設(shè)備可以安裝一臺智能型電表，或整線安裝一個智能電表，用于監(jiān)測每天每班的耗電量，從而達(dá)到監(jiān)控節(jié)約用電行為。
4、對于正逆輥設(shè)備，逆輥升降自動根據(jù)板材位置調(diào)節(jié)升降高度，確保板材進(jìn)入逆輥時不撞輥，因?yàn)槟孑佔(zhàn)草仌r導(dǎo)致油漆反堆而掉落到輸送帶上，影響設(shè)備的衛(wèi)生及維護(hù)，同時也減少了油漆損耗。
（三）、設(shè)備維護(hù)方面功能
1、電子調(diào)光器設(shè)有運(yùn)行時間記錄，當(dāng)UV燈達(dá)到使用時間時，報警提示更換燈管，以便進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。
2、以供油給輥的電磁閥作為計時依據(jù)，來判斷每個膠輥的使用時間，從而提醒用戶何時換輥，以便設(shè)備更好的維護(hù)。
五、方案總結(jié)
1、海為云盒（CBOX）/HMI具備海為云平臺的全部功能，通過海為云，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)云監(jiān)控，智能管理，支持手機(jī)端/電腦WEB端的遠(yuǎn)程訪問控制，操作性強(qiáng)，總控系統(tǒng)連上互連網(wǎng)，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，實(shí)時監(jiān)示生產(chǎn)數(shù)據(jù)，海為云平臺具備云報警功能，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生報警時，報警信息可以實(shí)時推送到手機(jī)APP，可以實(shí)時了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時處理設(shè)備故障。
2、海為云盒（CBOX）/HMI支持MQTT數(shù)據(jù)上報功能，可以將數(shù)據(jù)上傳到Mysql/SQLserver等主流數(shù)據(jù)庫，對接ERP/MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)信息化管理。
3、本系統(tǒng)支持海為云平臺，海為云平臺內(nèi)置Haiwell 云引擎、云管理功能，通過Haiwell云引擎，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對PLC程序上下載，監(jiān)控，固件升級和PLC診斷；通過Haiwell云管理，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對HMI/CBOX工程的上下載，固件升級以及歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能。
4、海為云平臺采用A/B key安全訪問機(jī)制，機(jī)主和管理員同時管理設(shè)備，采用審核機(jī)制管理遠(yuǎn)程訪問人員的訪問權(quán)限，同時可以設(shè)置訪客的訪問時長；讓訪問安全可靠，讓遠(yuǎn)程安全放心。
5、海為PLC 485通信支持不同波特率、不同協(xié)議、不同資料格式同時通信，通信程序不需要處理時序，大大節(jié)省了工程師的編程時間，尤其在滾涂機(jī)上多臺變頻器的設(shè)定頻率，運(yùn)行頻率，運(yùn)行電流等信號的處理有明顯優(yōu)勢。
6、現(xiàn)場選用以太網(wǎng)PLC，以太網(wǎng)PLC支持多個上位機(jī)同時訪問，同時以太網(wǎng)口也可以作為主站去訪問其他設(shè)備，可主可從，方便調(diào)試。
7、海為大屏顯示器（TVBOX）可以實(shí)現(xiàn)電子看板功能，支持4宮格，6宮格，9宮格多屏顯示，可以把局域網(wǎng)內(nèi)的多臺HMI/CBOX/IPC同時顯示在一個大屏上，也可以大屏單獨(dú)顯示一臺HMI/CBOX/IPC的界面，用比較經(jīng)濟(jì)的方案就可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的電子看板功能。
圖4 手機(jī)APP監(jiān)控界面
圖5 主控PLC與兩臺單機(jī)設(shè)備PLC通過Haiwellbus通信程序
圖6 CBOX畫面開發(fā)界面一
圖7 CBOX畫面開發(fā)界面二
