艾默生EC20系列PLC在陶瓷印花機上應用
摘要：本文主要講述了利用EC20 PLC在陶瓷印花機中的應用，通過此次應用，加強了該設備的自動化程度，提高了系統的工作效率和可靠性。
一、概述
隨著人們生活水準的日益提高，對建築中瓷磚的美觀要求也越來越高，
瓷磚上的花色是如何作出來的呢？本文介紹的陶瓷平板印花機就是將壓好的磚坯上釉印花，再經過窯爐燒制就作成了美觀的瓷磚,該印花機可印400*400到1000*1000的瓷磚,印600*600的瓷磚可達到每分鐘14次,且調整容易,轉換印花規格時不需更換零件,只須調整夾磚定位的行程和控制參數即可。
二、系統控制組成及其工藝要求
A）、系統構成和I/O配置
1.) 機座：用來支撐和安裝各種印花部件的機架,保證整機運行時的平穩和水準.
2.) 花網架：:支撐花網使花網升起清洗.換網或下降準備布釉印花.
3.) 花網：按瓷磚設計圖案製作好的絲網,當印花時釉料透過網孔粘附在磚坯上,經過燒制即
製成成品磚.
4.) 送磚部分:由送磚皮帶、變頻和電機構成,用於將磚坯送入印花機和將印過的磚坯送出印
花機至下一個工序.
5.) 印磚部分:由印花電機、變頻、機頭、刮刀構成，印花電機帶動鏈條驅動機頭前後移動，同時刮刀配合向前、向後、壓緊、鬆開。
6.) 定位汽缸：當磚坯離開進磚檢測電眼時延時升起擋住磚坯定位。
7.) 托鐵：當定位汽缸上升、送磚皮帶停止時托鐵上升使磚坯升起緩停到定位處。
8.) 夾板：當磚坯準確停止後夾板夾緊磚坯以便印花時磚坯移位。
9.) 人機界面:顯示變頻器頻率,設定各種動作延時時間,手動控制及即時報警顯示。
B）、控制要求:
1)手動和自動兩種工作狀態可自由切換.手動方式時各部件均可通過按鈕或人機界面直接操作調整,但其中多個點動按紐需在PLC內轉為閉鎖按紐。
2)自動運行時有三種印花模式,布釉印花,單次印花,重複印花.
3)在印花過程中,有時會出現斷停皮帶已停,但後面釉線的磚坯推擠使進磚電眼檢測到磚,造成停機,因此在程式中增加了儲磚功能,即印花時又檢測到磚坯信號,等待印花完成重定再印,清除儲磚記錄,保證了印花機連續高效的運行.
三、系統控制技術方案：
輸入20點，輸出14點的I/O配置，選用艾默生EC20系列40點PLC EC20-2416BRA(24入/16出) ，HMI採用EView的觸控式螢幕。送磚電機和印花電機選用兩台艾默生SK系列系列1.5KW變頻器進行控制。
3．1、方案框圖
SK系列變頻器頻率通過MODBUS匯流排的通訊方式給定，PLC利用輸出端子控制SK系列變頻器的啟動和停止。
3．2、變頻器通訊協定設定
變頻器頻率給定通過PLC給定方式， SK系列變頻器支援MODBUS協定，可與EC20 PLC組成485網路，下面是變頻器端設置的參數：
（1）變頻器通訊速度
43號參數串列傳輸速率需要和PLC系統塊中通訊口設置一致。
（2）變頻器通訊位址（鍵盤設定）
44號參數應該和網路上PLC和MODBUS設備位址不同，否則產生位址衝突。
（3）控制端子設定（鍵盤設定）
SK變頻器選擇通訊控制時，可設置PR11=0，端子B4必須和24V端子接通，螢幕顯示“rd”,變頻器準備就緒，這時變頻器才能控制。如果B4和24V斷開，螢幕顯示“ih”,變頻器禁用。
（4）控制字使能位元設定（鍵盤設定）
串列通訊控制通過控制字PR6.42來實現，PR6.43是控制字使能位。首先設置PR6.43=ON，這樣PR6.42才有效。PR6.43是高級參數，需要映射到Pr71-Pr80內，並在Pr61-70內修改。
(5)控制字設定（通過PLC程式改寫）
(6)頻率設定（鍵盤設定）
由於SK變頻器沒有變頻器頻率給定參數，所以只有通過多段速預製值來實現。
5號參數要設為Pr,表示“4個預製速度”控制方式。只有在此模式下，變頻器才能通過串口通訊設定頻率。
(7)預製頻率（通過PLC程式改寫）
18號參數為預製頻率1，PLC可以通過更改PR18的值來修改變頻器頻率。PR18對應寄存器位址（協議級）=18-1=17，PLC通過通訊修改協定位址17的值改變變頻器頻率。
（8）讀取頻率（通過PLC程式讀取）
PR85是電機頻率，PR85對應寄存器位址（協議級）=85-1=84，PLC通過讀取協議位址
84的值得到變頻器實際運行頻率。
3．3、. PLC設置
1、通訊口設置
如圖：
站號即PLC位址，網路上必須唯一。MODBUS主站，RTU模式，其他和變頻器一致。
2、PLC程式說明
2．1、MODBUS指令說明
PLC是MODBUS主站，變頻器是MODBUS從站。PLC通過MODBUS指令發送幀給變頻器來讀寫變頻器參數，變頻器收到幀後根據不同的功能碼返回幀。
幀結構：
MODBUS指令格式： MODBUS S1 S2 S3
其中：S1是PLC的通訊埠，只能是埠1，因為PLC的埠0只支援MODBUS從站，不能發送資料。S2是發送資料起始位址，S3是接收資料起始位址
使用MODBUS指令前，必須把發送資料賦值到S2開始的位址中。
四、結束語
本系統具有以下幾個特點：
1.連續控制精度高，工作穩定。
2.新增儲磚功能，減少故障停機，提高工作效率。
3.PLC記憶體容量大，能存放大量工藝參數，便於使用者生成不同規格的產品，只需簡單的調整，即能切換到不同的產品線的生產。
43號參數串列傳輸速率需要和PLC系統塊中通訊口設置一致。
（2）變頻器通訊位址（鍵盤設定）
44號參數應該和網路上PLC和MODBUS設備位址不同，否則產生位址衝突。
（3）控制端子設定（鍵盤設定）
SK變頻器選擇通訊控制時，可設置PR11=0，端子B4必須和24V端子接通，螢幕顯示“rd”,變頻器準備就緒，這時變頻器才能控制。如果B4和24V斷開，螢幕顯示“ih”,變頻器禁用。
（4）控制字使能位元設定（鍵盤設定）
串列通訊控制通過控制字PR6.42來實現，PR6.43是控制字使能位。首先設置PR6.43=ON，這樣PR6.42才有效。PR6.43是高級參數，需要映射到Pr71-Pr80內，並在Pr61-70內修改。
(5)控制字設定（通過PLC程式改寫）
(6)頻率設定（鍵盤設定）
由於SK變頻器沒有變頻器頻率給定參數，所以只有通過多段速預製值來實現。
5號參數要設為Pr,表示“4個預製速度”控制方式。只有在此模式下，變頻器才能通過串口通訊設定頻率。
(7)預製頻率（通過PLC程式改寫）
18號參數為預製頻率1，PLC可以通過更改PR18的值來修改變頻器頻率。PR18對應寄存器位址（協議級）=18-1=17，PLC通過通訊修改協定位址17的值改變變頻器頻率。
（8）讀取頻率（通過PLC程式讀取）
PR85是電機頻率，PR85對應寄存器位址（協議級）=85-1=84，PLC通過讀取協議位址
84的值得到變頻器實際運行頻率。
3．3、. PLC設置
1、通訊口設置
如圖：
站號即PLC位址，網路上必須唯一。MODBUS主站，RTU模式，其他和變頻器一致。
2、PLC程式說明
2．1、MODBUS指令說明
PLC是MODBUS主站，變頻器是MODBUS從站。PLC通過MODBUS指令發送幀給變頻器來讀寫變頻器參數，變頻器收到幀後根據不同的功能碼返回幀。
幀結構：
MODBUS指令格式： MODBUS S1 S2 S3
其中：S1是PLC的通訊埠，只能是埠1，因為PLC的埠0只支援MODBUS從站，不能發送資料。S2是發送資料起始位址，S3是接收資料起始位址
使用MODBUS指令前，必須把發送資料賦值到S2開始的位址中。
四、結束語
本系統具有以下幾個特點：
1.連續控制精度高，工作穩定。
2.新增儲磚功能，減少故障停機，提高工作效率。
3.PLC記憶體容量大，能存放大量工藝參數，便於使用者生成不同規格的產品，只需簡單的調整，即能切換到不同的產品線的生產。