1. 概述
根據生物全降解餐盤的雙面防水膠施膠工藝要求和生產綱領，我們為客戶設計開發和制造了生物全降解餐盤雙面防水膠自動涂裝線。本自動涂裝線由餐盤落料、3次噴涂、6道烘烤、翻面轉運機械手、下料、自動分揀包裝、輸送鏈等組成，均需要全自動控制，且調試方便，全線各工藝設備相對獨立，I/O點數較多（共約520 I/O點）且分布較散。
基于以上所述，如采用PLC集中控制，電纜敷設量大，為此我們立足于采用分布控制方式，為實現分布控制，如采用中大型PLC+總線通訊模塊與遠程I/O模塊方式，成本較高，通過對照，施耐德Twido 系列PLC已內置通訊模塊，通訊功能較強，能滿足控制要求，具有較高的性價比，且施耐德電氣能夠提供從HMI與PLC、PLC與變頻器之間無縫的Modbus串行通訊的低成本成套一體解決方案。
2. 系統硬件配置
本涂裝線電氣控制系統有兩層構成：上層為綜合監控層，主要元件為工業觸摸屏，通過MODBUS總線與PLC進行通訊，完成全線設備狀態的圖形顯示及參數設定；下層為控制層，由6套Twido PLC組成，6套PLC相對上層觸摸屏均為從站，現場6臺PLC分別完成餐盤自動上料、三套自動噴膠系統的噴涂、烘干固化設備的溫度，餐盤翻轉轉運機械手、自動下線、分揀包裝和輸送鏈的控制，其中1#PLC通過Modbus總線與驅動兩臺輸送機的變頻器進行通訊控制，6#PLC通過Modbus總線與本地工業觸摸屏通訊，完成本地設備的操作、參數設定與監控。系統結構如圖1所示。
[center]圖1 餐盤自動涂裝線電氣控制系統結構簡圖[/center]
1) 工業觸摸屏
本機選用施耐德公司帶以太網通訊口和單色STN的XBTG系列觸摸屏各一臺，作為圖形顯示單元，其中一臺內置以太網，為以后系統更新留下接口，同步鏈接Uni-Telway、Modbus 和ModbusTCP/IP等通訊功能。XBTG 終端能夠使用VijeoDesigner VJDSPUL 軟件在Windows 環境下進行配置和頁面設計，通過用Java 語言編寫的腳本，在XBT G終端中可處理各種信息。
觸摸屏作為全線中控設備用于：協調6臺從站PLC所控制設備之間的協調與數據通訊，從而將全線設備組成一個有機相互關聯的控制系統；監控顯示全線設備工作狀態；提供各個設備的動作統計與維修保養提示與報警；通過密碼設定各機構的操作權限等。
2)PLC配置
每套PLC均由直流電源、CPU模塊、I/O及通訊模塊組成。各PLC主要配置如下表：
其中為防止電源波動對PLC運行造成的影響，采用隔離變壓器和DC24V作為PLC的供電電源和控制電源。
由于Twido的擴展I/O 驅動較?。?6點以上晶體管DO模塊驅動能力僅為0.1A），我們選用MosFET管固態繼電器板卡（見圖2）對PLC的輸出放大后再驅動各負載。
6 臺PLC之間的數據交換和關聯控制通過上層XBTG觸摸屏用Java 語言編寫的腳本來完成。全線設有多處緊急停止按鈕和安全繼電器保護回路，確保操作人員和設備安全。
3) 傳動變頻器配置
使用施耐德變頻器ATV58，進行輸送機速度的給定， ATV58變頻器內置Modbus通訊接口，1#PLC采用Modibus總線對兩臺變頻器通訊，完成兩臺輸送機的速度同步、運行控制、狀態監測。兩臺輸送機的是否完全同步，是本自動噴涂線連續運行的關鍵，由于機械制造和誤差，必須進行速度同步控制，兩臺輸送機的速度和位置通過編碼器反饋至1#PLC，由PLC通過PID運算后對兩臺輸送機速度進行微調使之達到完全同步運行。
3. 結束語
本線電控系統具有以下優點：
(1) 通過Modbus串行通信完成復雜大型自動涂裝線的控制，有效降低成本
(2) 全線運行平穩，生產效率高，自動化控制程度高，具有完善的保護和報警功能等特點。
(3) 人機界面XBTG 和Twido PLC支持Modbus TCP/IP 及CANopen等通信，為以后系統更新留下接口。
(4) 完善的故障檢測和報警功能，保證設備運行可靠。