铝型材全主动 化出产线的电源接口整合实战

1、 媒介

跟着 工业节制 手艺 的不休成长 ，国内铝型材氧化线节制 体式格局 由传统的手动节制 模式慢慢过渡到全主动 节制 模式。因为 氧化临盆 线承建商较多，各家的节制 方案也不尽沟通 ，造成临盆 线与外观处置电源的数据交互体式格局 存在很多 差别 。本文首要 介绍这些差别 的特点，并供应 解决方案知足 分歧 类型氧化线主动 节制 系统的接口要求。

2、 铝型材氧化线临盆 进程 节制 的近况

在手动临盆 线上，临盆 现场的情况 平日 是比力卑劣 的，高温、湿润 、刺激的空气，城市影响操作者的精力 状况 ，要做到长时候 手眼正确 的共同，操作精确到位还是比力坚苦的。在临盆 现场常常 可以看到：操作者不按要求操作，呈现取错料、放错槽、工件挂破工艺槽体的防腐层等现象，乃至 呈现把电泳料做成封孔料的严重毛病 。

在主动 临盆 线上，主动 行车的节制 系统焦点 是PLC，这是一种工业用的计较机系统，可以根据 预设好的法式 （固然 这类 法式 是可以改变的），严酷而精确的完成各类 工艺动作。所以主动 行车的运行是很是靠得住 的。

投产较早的氧化线采取 全手动节制 模式，临盆 线上的行车节制 和 电源装备 的节制 完全依托 临盆 一线员工手动操作，人工本钱 愈来愈 高，并且 现场侵蚀 性气体和噪音对员工身心健康有较年夜 影响，也致使 员工流掉 率较高。同时，临盆 效力 和制品 率的提高依靠 于员工的小我 妙技 、德行和根基 本质 ，临盆 平安 得不到包管 。这类 模式今朝 首要 存在于卧式氧化线和一部门立式氧化线中。

跟着 工艺和工业节制 手艺 的不休成长 ，氧化线临盆 进程 主动 化节制 成为必定 。国内较早的全主动 化氧化线首要 由日本、韩国的临盆 线承建商设计，如今 国内临盆 线承建商年夜 多也把握 了这类 全主动 化的临盆 节制 手艺 ，在性价歧 面具有显著优势。最近几年来，半主动 或全主动 氧化临盆 线已成为主流。

3、 全手动氧化线配套电源装备 的节制

为之配套的外观处置电源与临盆 线不存在接口的问题，但在人工操作体式格局 上，可供应 两种模式：

a)槽边手动节制

这类 模式下，每台电源装备 配备一台远控操作箱，远控箱放置于对应的槽体旁边，既可做成箱式挂在墙上，也可做成立柱型置于槽边。远控箱摒弃了以往配备时候 继电器加电表和开关按钮的模式，设置装备摆设 了智能触摸屏、声光提醒 和报警唆使器，与电源装备 采取 RS485体式格局 和硬接点体式格局 互换数据，可以按照工艺的要求设置和存储多种电源运行参数（包孕 软启动、软关机、输出电压电流、各时段运行时候 等），节制 电源的启停，具有功能富厚、操作简单、显示清楚 的长处 。

b)电源集中节制 台

与槽边节制 分歧 的地方 在于，对所有电源的节制 集中在一个台面完成，如许 可以改良 员工的工作情况 ，也有益 于监测整条氧化线的临盆 进程 。

在全手动氧化线上，电源装备 也可实现半主动 或全主动 节制 ，具体的实现体式格局 与主动 化氧化线基底细同，只是电源开停机指令和运行参数设置来自于上料区的计较机。

4、 电源装备 与主动 化氧化线的硬件接口方案

今朝 活跃于国内的主动 化氧化线承建商有近十家，每家都有各自的特点 ，主动 化水平 还有半主动 和全主动 之分。是以 ，对电源接口的要求可谓八门五花 。综合我们最近几年来配套几十条主动 化氧化线的经验，电源装备 与临盆 线的接口方案可分为四类：

1．专用PLC收集

今朝 氧化线中常见的专用PLC收集 有三菱的MELSECNET收集 和西门子的PROFIBUS-DP收集 。

MELSECNET是三菱开辟 的专用数据链路系统，通信 介质有同轴电缆、双绞线、光缆等多种体式格局 。MELSECNET采取 令牌传递的体式格局 轮回 分派 分派 发送权，收集 中所有站点同享 统一 数据地址空间，平日 传输速度 10Mbps，利用 光纤介质时速度 可达25Mbps。

PROFIBUS-DP是一种基于RS485的高速数据传输，支撑 单主站和多主站的收集 。主站间经由过程 令牌传递总线节制 权，主站经由过程 及时 扫描从站来读写从站数据。PROFIBUS-DP最高传输速度 可达12Mbps，物理层支撑 电缆和光缆。任何第三方支撑 PROFIBUS-DP和谈 的产物 ，都可 以经由过程 产物 定制的GSD(电子设置数据文件)插手到现有的收集 组态中去。

2．工业以太网

工业以太网是在互换以太网的根蒂根基 上，提高了收集 平安 性、可操作性和及时 性的一种更高尺度 的收集 。今朝 年夜 部门PLC厂商都有直接支撑 以太网的CPU或通信 模块，分歧 厂家装备 之间可以很是简单的实现收集 互联。以太网的物理层毗连体式格局 首要 有：屏障 网线、光纤、无线传输(WIFI)，此中WIFI在移开工 作的装备 上有很是普遍 的运用 。

3．现场总线

除 专用的PLC现场总线，其它的现场总线也可用于临盆 主动 化系统与电源装备 的毗连，此中典型的代表是Modbus。Modbus是一种开放的主从通信 和谈 ，首要 界说 了数据链路层尺度 ，物理层可所以 串行口(RS232、RS485、RS422)和以太网(TCP)。Modbus收集 中有一个主站和一个或多个从站，采纳主站查询，从站应对 的模式通信 ，从站经由过程 站地址进行辨认 。

4．硬接点

在这类 毗连体式格局 下，开关量传递经由过程 继电器接点进行，用于传递电源的运行/截至、故障、预备 好等状况 和 开/停机指令旌旗灯号 。摹拟 量传递经由过程 D/A和A/D进行，用于调剂 电源的输出电压或电流。这类 体式格局 比力简单，可是信息量太少，并且 无显著的本钱 优势，所以较少采取 。

5、 电源装备 与主动 化氧化线的数据互换

不管 在物理层面采取 何种硬件接口方案，从收集 的运用 层面而言，主动 化临盆 线节制 系统与电源装备 的数据互换都是统一的。电源装备 主动 运行的节制 逻辑可由下图默示。

电源装备 在具有 通电前提 后向CCR(临盆 线系统)发送“Ready”旌旗灯号 ；CCR将型材送入对应工艺槽后发送“Crane In”(吊车到位)旌旗灯号 给电源装备 ，同时顺次 发送“Data Request”(数据发送要求 )和"Control Data"(节制 数据)给电源装备 ；电源装备 向CCR发送"Data Answer"(数据应对 )注解 其收到的节制 数据无误；CCR复位数据要求 指令；电源装备 遵照 设定的参数开机直至设定的工作时候 到后主动 停机。

6、 电源中控台的设计

分歧 的项目、分歧 的临盆 线承建商都有各自的接口方案，为了顺应 分歧 的收集 物理层毗连的需要，若是电源装备 直接与临盆 线主动 化节制 系统对接，氧化线上所有的电源装备 必需 有响应 的物理接口。如许 一来，电源设计的尺度 化将难以实现，且会带来设计工作量年夜 、本钱 上升、保护 坚苦等诸多问题。

有用 且又经济的解决方案是设置装备摆设 一个电源中控台。

如上图所示，电源中控台作为电源装备 与临盆 线节制 系统数据交互的桥梁，阐扬了承先启后 的感化 。一方面，经由过程 电源中控台可以知足 分歧 类型临盆 线主动 化节制 系统的接口要求，电源本体设计可以实现尺度 化；另外一 方面，当临盆 线主动 化系统呈现故障时，电源中控台作为电源装备 的人工操作界面继续下发工作指令。

电源中控台有两种节制 体式格局 可供选择：手动模式和主动 模式。在手动模式下，电源中控台负责供应 氧化线上所有电源装备 的操作界面，所有电源的参数设置、开停机节制 均由操作人员在触摸屏上完成；在主动 模式下，临盆 线节制 系统经由过程 通信 体式格局 对所有电源进行节制 经管，可共同临盆 线实现氧化线全主动 临盆 。

具体而言，电源中控台功能以下 ：

（1） 监督功能：触摸屏上及时 查看所有电源运行状况 、工作参数；

（2） 操作功能：经由过程 触摸屏可进行开停机、参数设置等操作；

（3） 节制 体式格局 ：手动节制 /临盆 线全主动 节制 ；

（4） 提醒功能：电源工作竣事 蜂鸣唆使灯鸣响，电源故障时触摸屏蜂鸣报警；

（5） 应急处置：中控台为每一个 槽设置装备摆设 1个紧停按钮，告急情况下可当即停机；

（6） 工艺共同：按照定单 铝型材膜厚、面积，主动 计较氧化硅机输出电流和氧化时候 ；按照定单 的着色要求主动 选择预先设定的配套着色参数；

（7） 通信 功能：包孕 与电源的通信 、与临盆 线的通信 。

得益于主动 化手艺 的飞速成长 ，电源中控台的具体实现体式格局 有没有 数种，可以作为一个专题进行商量 。电源中控台设计的基来源根基 则是成熟靠得住 、易于操作、性价比高。下图是我公司为某年夜 型铝材厂设计制造的电源中控台的一个实例。

电源中控台为每一个 工艺槽设置装备摆设 一台三菱中型PLC，负责与工艺槽对应的电源装备 进行PROFIBUS-DP通信 、与临盆 线PLC相互 传递临盆 信息完玉成 主动 化进程 。电源装备 均连入DP收集 ，可以向收集 供应 装备 的开停机状况 、故障状况 、输出电压、输出电流、工作时候 等信息；同时电源中控台的PLC经由过程 DP收集 下发从临盆 线节制 系统收到的各类 指令。每一个 工作槽配备一个年夜 尺寸触摸屏，用于察看各整流电源的工作状况 和 整流电源的输出参数。

7、 结论

扼要 介绍了铝型材氧化线临盆 进程 节制 的近况 ,重点论述 了全主动 氧化临盆 线与电源装备 的接口方案和根基 的节制 逻辑，为了知足 各类 类型临盆 线接口的要求，电源中控台的设计是枢纽。本文并给出了一个具体电源中控台设计实例。分歧 的铝型材主动 化临盆 线，与其配套的电源装备 之间具有分歧 的接口方案，如专用PLC收集 、工业以太网、现场总线、硬接点等。为实现配套电源的尺度 化设计，有用 且又经济的解决方案是设置装备摆设 一个电源中控台，将其作为电源装备 与临盆 线节制 系统数据交互的桥梁，阐扬承先启后 的感化 。电源中控台可基于成熟靠得住 、易于操作、性价比高的原则，按照临盆 线及现场的具体情况天真 设计。