PLC在真空覆膜机构中的应用

王 忠，武立根

(1.太原理工大学国有资产管理处，山西 太原 030024；2.国营大众机械厂第一研究所，山西 太原 030024)

PLC在真空覆膜机构中的应用

王 忠1，武立根2

(1.太原理工大学国有资产管理处，山西 太原 030024；2.国营大众机械厂第一研究所，山西 太原 030024)

PLC以其简单易用、价格低廉、性能可靠在各行各业中得到了广泛应用。本文通过使用台达公司的DVP28SV型PLC及其配套模块，在真空覆膜机构的控制过程中取得了良好的应用效果。

PLC；真空覆膜；应用

真空覆膜机构是用于在真空仓内将空气抽成真空环境下，利用仓体真空时，放在真空仓内的异形中空设备内部气囊中空气膨胀产生的气压，对异形中空设备内表层进行绝缘隔热层的粘贴，保证粘贴后的绝缘隔热层与设备内表面无空隙、气泡产生，无皱褶、缺料现象出现。

1 方案实现

1.1 真空覆膜机构的硬件实现

真空覆膜机构由机械系统和控制系统两部分构成。

机械系统包括：真空仓仓体、交流永磁伺服电机、交流永磁伺服驱动器，设备载车、流量传感器、压力传感器、温度传感器、电磁阀、继电器，气体管路等部分组成。其中：交流永磁伺服电机和交流永磁伺服驱动器受PLC控制负责真空仓仓门的打开与关闭、设备载车进入/退出真空仓；压力传感器、温度传感器负责将真空仓内的当前压力值与温度值以数字形式上传给控制系统；流量传感器负责将管路内的瞬时气体流量以数字形式上传给控制系统；电磁阀负责对管路/气囊进行进气和排气的切换；电磁阀受PLC控制完成对电磁阀的通断。

控制系统采用上位机+下位机的控制形式。上位机为工控机，主要负责系统参数的设置与管理；操作人员管理；操作流程、工艺参数的记录；工作状态的控制及显示；与下位机的通讯等功能的实现。下位机由台达公司的PLC-DVP28SV实现[1]，该PLC具有30 k步的程序存储容量和12 000字的数据存储容量，4组200kHz高速脉冲输出和4路200 kHz高速硬件计数器，具有直线/圆弧插补控制功能，具有程序备份和第二备份功能，具有4重PLC密码保护，保护使用者的知识产权；包含16点输入和12点输出，一个RS232总线接口和一个RS485接口，并在其左、右侧均有模块扩展接口。DVP28SV通过RS323与工控机进行数据通信；通过外扩的CAN总线模块DVPCOPM与交流永磁伺服驱动器通信，控制真空仓仓门的开关、设备载车在真空仓的进入和退出；通过RS485总线采用MODBUS协议来与压力传感器、流量传感器、温度传感器进行通信，采集真空仓仓内压力、管路气流流量、真空仓仓内温度；输入、输出接口通过对继电器的通/断来控制电磁阀开/关,进行气路的切换，来控制真空仓的抽真空和常压恢复，控制气囊进气与排气等功能。

真空仓外形示意图如图1所示。

图1 真空仓外形示意图

真空覆膜机构控制系统原理框图如图2所示。

图2 真空覆膜机构控制系统原理框图

1.2 真空覆膜结构的软件实现

真空覆膜结构上位机(工控机)采用C#开发。下位机(PLC)编程采用台达公司免费提供的WPLSoft编程软件进行开发[2](可以从中达公司网站www.delta-cimic.com下载)。

上位机与下位机间在硬件上通过RS232在线进行通信，上位机在Visual Studio2010开发环境下[3]，使用台达公司提供的DMT.Dll与DVP28SV型PLC通过MODBUS协议进行数据交互。DMT.Dll是一个以Windows API为基础，用来协助开发MODBUS Serial/MODBUS TCP通讯相关软件的动态链接库，DMT.Dll也提供了MODBUS指令封装，可以非常容易地读/写MODBUS从站设备装置组件内容，以简化程序开发，并且支持在多种软件开发环境中使用。

采用DMT.Dll的程序开发步骤如下：

步骤1：使用OpenModbusSerial()开启与PLC的RS232通讯；

步骤2：使用数据请求RequestData()、数据读取ResponseData()函数与PLC进行数据交互；

步骤3：对步骤1、步骤2所使用函数的返回值(通讯状态)进行故障判断；

步骤4：程序结束前，使用CloseSerial()关闭通讯。

上位机通过DMT.Dll可大大加快程序开发速度，上位机通过RequestData()函数将真空覆膜机构的执行步骤指令发送给PLC，由PLC通过继电器、电磁阀和交流永磁伺服控制器执行；并使用ResponseData()通过PLC读取当前工作状态，压力传感器、流量传感器、温度传感器的当前值。

真空覆膜机构的控制流程如图3所示。

图3 真空覆膜机构控制流程

上位机程序界面如图4所示。

图4 上位机程序界面

2 总结

本文简要描述了真空覆膜机构的工作原理，并对真空覆膜机构的硬件组成及选型、软件设计实现方式进行了较为详细的说明。通过真空覆膜机构的工程设计实现表明，采用上、下位机的离散控制方式，降低了设计难度，加快了设计开发速度，提高了工程设计可靠性。

[1] 陈浩，刘朕全，王汉芝.台达PLC编程技术及应用案例[M].北京：化学工业出版社，2015.

[2] 中达电通股份有限公司.台达DVP-PLC编程技巧：WPLSoft软件篇[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3] 明日科技.C#从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2012.

Application of PLC in Vacuum-coat-film Mechanism

Wang Zhong1, Wu Ligen2

(1.State-ownedAssetManagementOffice,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiyuanShanxi030024,China;2.The1stInstituteofDazhongMachineryPlant,TaiyuanShanxi030024,China)

PLC with its features of easy to use, inexpensive and reliable performance is widely used. By using the Delta’s PLC of DVP28SV type and its supporting module, this paper has made good application effect in the control process of vacuum-coat-film mechanism.

PLC; vacuum-coat-film; application

2016-09-05

王 忠(1969- )，男，山西汾阳人，教授，研究方向：自动控制。

1674- 4578(2016)06- 0011- 02

TP273

A