圖1針刺型無紡布工藝過程
    圖1中(zhong)的(de)送(song)棉(mian)箱(xiang)
，開(kai)鬆(song)機(ji)和(he)氣(qi)壓(ya)棉(mian)箱(xiang)是(shi)將(jiang)密(mi)實(shi)的(de)纖(xian)維(wei)變(bian)成(cheng)蓬(peng)鬆(song)雜(za)亂(luan)的(de)纖(xian)維(wei)並(bing)送(song)到(dao)梳(shu)理(li)機(ji)入(ru)口(kou)
，梳(shu)理(li)機(ji)將(jiang)纖(xian)維(wei)梳(shu)理(li)成(cheng)厚(hou)薄(bo)均(jun)勻(yun)的(de)纖(xian)維(wei)網(wang)並(bing)送(song)到(dao)鋪(pu)網(wang)機(ji)，鋪(pu)網(wang)機(ji)將(jiang)送(song)來(lai)的(de)纖(xian)維(wei)網(wang)按(an)照(zhao)重(zhong)量(liang)要(yao)求(qiu)疊(die)成(cheng)多(duo)層(ceng)的(de)纖(xian)維(wei)網(wang)送(song)往(wang)針(zhen)刺(ci)機(ji)並(bing)由(you)針(zhen)刺(ci)機(ji)刺(ci)成(cheng)相(xiang)互(hu)結(jie)合(he)製(zhi)成(cheng)的(de)纖(xian)維(wei)薄(bo)片(pian)。無(wu)紡(fang)布(bu)生(sheng)產(chan)線(xian)係(xi)統(tong)是(shi)一(yi)個(ge)看(kan)似(si)各(ge)自(zi)獨(du)立(li)
、但卻互相牽製的一個大係統，本文將以針刺機組為對象集成自動化針刺無紡布生產線。
2 台達機電簡介
    從最早第一台變頻器麵世，台達機電至今已經能為客戶提供PLC控製器、溫度控製器
、計數器、人機界麵
、變頻驅動器、伺服驅動器
、數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)等(deng)一(yi)係(xi)列(lie)產(chan)品(pin)，已(yi)經(jing)有(you)能(neng)力(li)向(xiang)客(ke)戶(hu)提(ti)供(gong)完(wan)善(shan)可(ke)靠(kao)的(de)機(ji)電(dian)一(yi)體(ti)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。汕(shan)頭(tou)三(san)輝(hui)企(qi)業(ye)是(shi)一(yi)家(jia)以(yi)生(sheng)產(chan)無(wu)紡(fang)布(bu)機(ji)械(xie)為(wei)主(zhu)的(de)企(qi)業(ye)，與(yu)中(zhong)達(da)電(dian)通(tong)已(yi)有(you)多(duo)年(nian)合(he)作(zuo)，對(dui)台(tai)達(da)產(chan)品(pin)給(gei)予(yu)了(le)強(qiang)力(li)支(zhi)持(chi)與(yu)高(gao)度(du)信(xin)任(ren)，並(bing)取(qu)得(de)了(le)非(fei)常(chang)良(liang)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。本(ben)文(wen)主(zhu)要(yao)以(yi)三(san)輝(hui)企(qi)業(ye)生(sheng)產(chan)的(de)針(zhen)刺(ci)機(ji)組(zu)生(sheng)產(chan)線(xian)為(wei)例(li)，簡(jian)要(yao)闡(chan)述(shu)台(tai)達(da)機(ji)電(dian)產(chan)品(pin)的(de)整(zheng)合(he)應(ying)用(yong)及(ji)其(qi)優(you)點(dian)。
3 自動化係統集成規劃
3.1 總體技術路線
    （1）PLC的存儲容量和處理速度。整條生產線而言
，數據運算及邏輯運算量很大，16K容量遠遠不夠，單台PLC的處理速度將會影響生產的穩定性。
    （2）針刺生產線的布局和設備操作。各機台是分散的，集中一地操作會為生產帶來不便，但假如分散操作，必須會帶來人機與PLC間的距離問題及PLC與受控單元的布線問題。
    （3）shebeizuhefangshi。tongchangyitiaowanzhengdeshengchanxianyonghuhuicaigoushengchanshebeichangjiaxingnenghuojiageyouyoushidechanpin
，huogenjuzishenshengchandechanpincaiyongbutongdeshebeizuhe，gumeitiaoshengchanxianzuhekenengwanquanbutong。
綜上所述
，為滿足方便安裝，方便整線整合，提高係統性能，本係統按照單機設計、自由組合方式設計（見圖2、圖3）
，即是每台針刺機使用一台PLC
、一台人機

、每mei台tai針zhen刺ci機ji提ti供gong聯lian機ji接jie口kou，不bu同tong需xu求qiu用yong戶hu組zu成cheng生sheng產chan線xian時shi控kong製zhi上shang隻zhi要yao將jiang各ge機ji台tai連lian上shang控kong製zhi總zong線xian即ji可ke，單dan機ji程cheng式shi不bu須xu做zuo修xiu改gai，改gai動dong內nei容rong僅jin在zai總zong控kong製zhi器qi部bu分fen。
    台達的驅動器、控製器及人機界麵等產品均帶有RS485接口，采用通訊方式安裝方便、價格低廉，故在規劃整條生產線的控製方式時可以充分利用通訊的方便性。故可以擬出以下兩種方式：圖2方式，PLC與人機聯線使用RS232,模擬量傳遞速度信號（考慮到通訊有實時性問題），變頻器頻率由PLC通訊給定，功能端子給定命令。圖3方式
，PLC與人機聯線使用RS485, 模擬量傳遞速度信號，變頻器頻率由人機COM3通訊給定，功能端子給定命令。兩者相比差異在於變頻器控製源上。雖然效果一樣，但圖3方式遠遠增強了人機與PLC的通訊距離，亦即對本係統來說人機安放的範圍將很寬，更適合生產線上分布安裝，故將本係統按照圖3設計。
    如圖3所示，本係統將使用到變頻器
，PLC和人機界麵。按照機型體積和驅動能力，台達變頻器分出多個係列產品，因VFD-B係(xi)列(lie)變(bian)頻(pin)器(qi)支(zhi)持(chi)矢(shi)量(liang)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)，低(di)頻(pin)驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)強(qiang)，而(er)針(zhen)刺(ci)機(ji)係(xi)統(tong)對(dui)速(su)度(du)穩(wen)定(ding)性(xing)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)，並(bing)且(qie)定(ding)位(wei)模(mo)式(shi)運(yun)行(xing)時(shi)要(yao)求(qiu)低(di)速(su)大(da)力(li)矩(ju)
，故(gu)本(ben)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)性(xing)價(jia)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)VFD-B。人機采用具有兩個RS485的DOP-AE係列和PLC采用具有良好性價比的DVP-SA。

  
      圖2 人機與PLC連接采用RS232方式             圖3 人機與PLC連接采用RS485方式
3.2人機界麵設計
    操作界麵主要實現對針刺、進料
、出料、剝網
、托網及機台間通訊進行監控操作。單機界麵設計分五部分：啟(qi)動(dong)畫(hua)麵(mian)
，主(zhu)畫(hua)麵(mian)
，參(can)數(shu)設(she)定(ding)畫(hua)麵(mian)，手(shou)動(dong)操(cao)作(zuo)畫(hua)麵(mian)，配(pei)方(fang)畫(hua)麵(mian)和(he)幫(bang)助(zhu)畫(hua)麵(mian)。在(zai)設(she)計(ji)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)之(zhi)前(qian)，須(xu)根(gen)據(ju)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)設(she)計(ji)模(mo)組(zu)參(can)數(shu)相(xiang)關(guan)內(nei)容(rong)
，一(yi)是(shi)控(kong)製(zhi)器(qi)選(xuan)擇(ze)和(he)控(kong)製(zhi)區(qu)設(she)定(ding)：控製器使用DELTA CONTROLLER ASCII
，控製區長度設為8

；二是通訊方式和通訊口設定，DOP-AE提供一個RS232口和兩個RS485口（或一個RS422口），設計時隻要在模組參數設定的通訊項分別指定兩個RS485口的指向和通訊格式即可。這兩步完成才有下麵的深入設計。

                                  圖5單機主畫麵
    （1）主畫麵參見圖5、圖6。
    單機主畫麵的功能在於用戶能最直接了解到本地機器的運行狀態、生產數據及生產線相鄰設備的連接狀況，故設計上主畫麵分三部分：數據及狀態監控區
；換頁區；控製區。數據及狀態監控區監控各工藝動作狀態和運行數據，包括針刺次數、針刺時間
、針刺密度

、針刺頻率、牽伸比和進料出料速度等,其中針刺時間和針刺次數在授權的情況下能清除當前值,在針刺時間或針刺次數到達設定值後係統將彈出換針提示

；換頁區完成各頁麵切換,用戶可根據需要直接切換到相應頁麵進行操作；手動操作控製區控製油泵運行和控製針刺動作
、入料
、出料運行。在主畫麵按“運行“後hou
，該gai畫hua麵mian油you泵beng手shou動dong停ting止zhi無wu效xiao，係xi統tong將jiang按an照zhao已yi設she定ding的de頻pin率lv繼ji續xu運yun行xing，運yun行xing狀zhuang態tai下xia可ke實shi時shi調tiao整zheng針zhen刺ci頻pin率lv。在zai聯lian動dong狀zhuang態tai
，針zhen刺ci密mi度du的de修xiu改gai將jiang直zhi接jie影ying響xiang到dao進jin料liao和he出chu料liao速su度du
，但dan牽qian伸shen比bi將jiang維wei持chi恒heng定ding。非fei聯lian動dong狀zhuang態tai，用yong戶hu可ke以yi手shou動dong單dan獨du更geng改gai針zhen刺ci頻pin率lv和he進jin出chu料liao速su度du（即牽伸比）。

                                圖6總屏主畫麵
    整zheng線xian主zhu畫hua麵mian相xiang對dui單dan機ji主zhu畫hua麵mian的de操cao作zuo具ju有you更geng高gao的de優you先xian級ji
，一yi旦dan整zheng線xian主zhu畫hua麵mian將jiang某mou一yi台tai加jia入ru到dao聯lian動dong狀zhuang態tai，則ze該gai機ji台tai本ben地di操cao作zuo將jiang無wu效xiao，直zhi到dao解jie除chu。命ming令ling線xian上shang機ji台tai啟qi停ting有you兩liang種zhong方fang式shi，一yi是shi由you整zheng線xian主zhu屏ping發fa出chu命ming令ling並bing將jiang受shou命ming機ji台tai設she為wei聯lian機ji狀zhuang態tai；lingyizhongfangshishijiangzhencixianshoumingquanjiaogeiqianfang，zhencixianchuyudaimingzhuangtai，zhezhongfangshiyiwoshoufangshizhixing
，jizhencixianzhunbeiwanchenghoufachujiuxuxinhao，qianfangshoudaoxinhaohoufachuyunxingxinhaohesuduxinhao

，yidanjiuxuxinhaozhongzhi，zhencijizuyijiangtingzhi。
    （2）參數設定畫麵參見圖7。出(chu)於(yu)數(shu)據(ju)的(de)安(an)全(quan)性(xing)及(ji)程(cheng)序(xu)的(de)兼(jian)容(rong)性(xing)考(kao)慮(lv)，參(can)數(shu)設(she)定(ding)界(jie)麵(mian)列(lie)出(chu)了(le)用(yong)戶(hu)參(can)數(shu)和(he)廠(chang)家(jia)參(can)數(shu)
，因(yin)而(er)參(can)數(shu)設(she)定(ding)需(xu)要(yao)等(deng)級(ji)密(mi)碼(ma)驗(yan)證(zheng)進(jin)入(ru)，不(bu)同(tong)授(shou)權(quan)等(deng)級(ji)的(de)用(yong)戶(hu)僅(jin)可(ke)以(yi)修(xiu)改(gai)授(shou)權(quan)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)參(can)數(shu)。最(zui)高(gao)級(ji)用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)修(xiu)改(gai)各(ge)等(deng)級(ji)授(shou)權(quan)密(mi)碼(ma)。

                                圖7參數設定畫麵
    （3）手動畫麵參見圖8。手動操作目的用於調試，用戶能任意對送料輥、出料輥、針刺、托網板、剝網板和油泵等進行任意操作，不再受其他條件約束。另外，通過手動操作，亦可以使用戶通過試驗尋找合適的生產參數。

                                   圖8手動畫麵
    （4）配方畫麵參見圖9。台達DOP係列提供配方功能，提供方便好用類似Excel的配方編輯器
，讓使用者可以輕鬆的編輯配方；並且在64K存(cun)儲(chu)空(kong)間(jian)內(nei)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)輸(shu)入(ru)多(duo)組(zu)的(de)配(pei)方(fang)，一(yi)次(ci)下(xia)載(zai)多(duo)組(zu)配(pei)方(fang)。本(ben)係(xi)統(tong)在(zai)人(ren)機(ji)端(duan)利(li)用(yong)內(nei)部(bu)存(cun)儲(chu)器(qi)來(lai)切(qie)換(huan)
，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)靈(ling)活(huo)從(cong)該(gai)畫(hua)麵(mian)調(tiao)用(yong)經(jing)驗(yan)配(pei)方(fang)、記錄當前配方或寫入生產配方。程序設計配方容量500組zu，每mei組zu包bao括kuo針zhen刺ci頻pin率lv，針zhen刺ci倍bei頻pin，托tuo網wang板ban位wei置zhi，剝bo網wang板ban位wei置zhi，入ru料liao速su度du。在zai整zheng線xian聯lian動dong狀zhuang態tai，配pei方fang內nei容rong可ke以yi續xu台tai下xia載zai，亦yi可ke以yi通tong過guo上shang位wei機ji進jin行xing，在zai使shi用yong上shang位wei機ji下xia載zai配pei方fang時shi

，由you於yu下xia載zai成cheng功gong後hou托tuo網wang板ban托tuo網wang板ban將jiang會hui自zi動dong校xiao位wei
，生sheng產chan線xian上shang各ge機ji台tai較jiao為wei分fen散san，出chu於yu安an全quan考kao慮lv
，設she計ji上shang要yao求qiu操cao作zuo人ren員yuan必bi須xu確que認ren各ge機ji台tai狀zhuang況kuang允yun許xu才cai會hui下xia載zai數shu據ju。

    圖9a單機調用配方功能                           圖9b上位機調用配方功能
    （5）幫助畫麵參見圖10。由you於yu人ren機ji界jie麵mian是shi直zhi接jie連lian接jie在zai控kong製zhi器qi，故gu隻zhi要yao設she計ji者zhe將jiang控kong製zhi器qi信xin息xi表biao達da在zai人ren機ji界jie麵mian上shang，終zhong端duan用yong戶hu將jiang可ke以yi了le解jie到dao設she備bei的de各ge種zhong運yun行xing信xin息xi，詳xiang細xi的de向xiang導dao將jiang有you助zhu於yu使shi用yong者zhe的de維wei護hu。
本係統在幫助文件上劃分為幾部分：一是電氣部分故障信息

，包括PLC的狀態信息，PLC采樣到的變頻器狀態信息；二er是shi機ji械xie部bu分fen信xin息xi
，包bao括kuo機ji械xie位wei置zhi到dao位wei信xin息xi
，液ye壓ya係xi統tong信xin息xi。所suo有you這zhe些xie信xin息xi用yong戶hu將jiang在zai幫bang助zhu畫hua麵mian得de到dao較jiao為wei完wan善shan的de處chu理li指zhi引yin或huo為wei廠chang家jia電dian話hua服fu務wu提ti供gong有you用yong的de信xin息xi。

     圖10a故障排除指引                        圖10b PLC 狀態監視
3.3人機宏程序規劃與設計
    參見圖11，因為每台針刺機相對而言是獨立工作的
，人機的工作任務接受指令並處理
、顯示狀態和數據信息，為變頻器和主人機傳遞數據、保存用戶數據。DOP係列人機提供了完善的宏處理指令
，程序設計時可以根據需要對數據算術或邏輯處理
，本係統中
，總控製人機和各本地人機均使用CLOCK宏處理與變頻器的交換信息，收集整線的警報信息和運行信息等。利用人機宏指令，減少了PLC與人機的不必要的通訊，更有效的分配了係統資源。

    圖11a本機人機CLOCK宏              圖11b總控製人機CLOCK宏收集係統信息

4 PLC程序設計概要
    按照係統功能完成輸入輸出點規劃後的工作就是程序設計。整條生產來講
，基本功能是快速處理速度信息並實現速度跟隨，根據目前PLC的性能和已構建的硬件框架，可以使用總機集中分配信息，單機獨立處理方式實現。單台針刺機而言，程序主要的工作變量有針刺密度（M針密）、針刺頻率(F針頻)
、牽伸比(K)


、入料速度(V入)
、出料速度(V出料)，托網位置(T)和剝網位置(B)。保護變量有針刺次數(C)
、針刺時間(t)
、托網位置上限(TSL)、托網位置下限(TXL)
、托網位置上限(BSL)和剝網位置下限(BXL)。為了便於維護，程序結構上以主程序調用子程序形式編寫，分為針刺運算子程序（P0），托網剝網運算子程序（P1），保護子程序（P2），數據上傳子程序（P3）及動作執行子程序（P4）。主程序部分包含程序初始化、子(zi)程(cheng)序(xu)調(tiao)用(yong)和(he)解(jie)讀(du)總(zong)控(kong)製(zhi)器(qi)發(fa)出(chu)的(de)指(zhi)令(ling)解(jie)讀(du)信(xin)息(xi)包(bao)含(han)當(dang)前(qian)機(ji)台(tai)是(shi)本(ben)地(di)單(dan)機(ji)運(yun)行(xing)還(hai)是(shi)遠(yuan)端(duan)控(kong)製(zhi)

，接(jie)受(shou)並(bing)發(fa)出(chu)本(ben)地(di)速(su)度(du)指(zhi)令(ling)還(hai)是(shi)外(wai)部(bu)模(mo)擬(ni)量(liang)速(su)度(du)指(zhi)令(ling)
，速(su)度(du)信(xin)息(xi)經(jing)過(guo)本(ben)機(ji)台(tai)是(shi)否(fou)采(cai)用(yong)還(hai)是(shi)傳(chuan)遞(di)到(dao)下(xia)一(yi)機(ji)台(tai)等(deng)）。 
    針刺運算子程序（P0）根據用戶輸入或前級針刺機輸出的速度變量執行運算
，得出針刺機需要運行的針刺頻率並轉換為給變頻器的給定頻率f：

     從以上算式可以推算出f與F針頻、M針密
、V出
、V入
、L 步進量的關係
托網剝網運算子程序(P1)算法是根據固定的動程分別與采樣值運算，得出托網位置(T)和剝網位置(B)
，T和B與限位值比較後給出判斷結果並提示。在配方下載模式，子程序P1是將T/B分別與目標值比較並自動校準位置。
    保護子程序（P2）：采樣或統計係統信息
，對各狀態作出是停機或是提示動作。
    數據上傳子程序（P3）：收集並歸類本地信息以供人機快速調用。
    動作執行子程序（P4）：輸出處理結果。
5 結束語
    yigouzidonghuapingtaizaidaxitongjichenggongchengzhongdexinxizhenghekunnanyuelaiyuechengweixiandaizhizaogongchengdejishupingjing。taidajidianchanpindezaitongyigongchengdetonggouhuajichengnengli，wulunshizaiqiyejianshejieduanhaishizaitouchanhoudechangyuanfazhanjieduan
，douyouxianeryijiandejishuyoushi。bansuitaidajidianchanpindefengfuyufazhan
，gongnengdebuduantigao，mianduikehuduizhengtifuwudexuqiu，chanpinyongyouguangkuochangyuandeshichangtuozhankongjian