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一 鞋頭定型機介紹
鞋頭定型機用與做鞋流程的一個工序。它的用途是將做好的鞋面經過熱模加熱后﹐再使用冷模定型﹐ 讓鞋面能夠達到比較標準的模型。相比傳統做鞋方法﹐既能減少工時﹐又能提高品質。
二 動作流程：
1. 首先打開主電源開關﹐按SB1啟動工作電源﹐交流接觸器KM1接通交流工作變壓器。PLC得電完成初始化﹐因加熱與制冷需要一段時間﹐固一般先開機大約15分鐘后才工作。
2. 以左熱模為例﹕將鞋面放入熱模中適當位置﹐用腳踏熱模定型開關一次。左熱模電磁閥動作,使左氣缸動作夾緊鞋面﹐延時斷開﹐如延時中想取出鞋面﹐只要用腳踏第二次便使夾緊復位。
3. 以左冷模為例﹕將加熱后的鞋面放入冷模中適當的位置, 用腳踏左冷模開關一次,則冷模夾緊電磁閥得電動作,使左夾緊氣缸動作夾緊鞋面﹐當夾緊到位﹐使SQ1感應開關動作﹐延時接通，使左冷模定型電磁閥得電動作﹐使左定型氣缸動作,開始定型﹐當定型到位﹐則使冷模定型延時感應開關SQ2動作﹐延時斷開。當斷開時先使定型電磁閥斷電復位﹐再使夾緊電磁閥斷電復位。示意圖如下：
三 主要部件的選型
1. PLC:因需要做溫度PID控制﹐所以選擇了臺灣永宏(FBS-32MAT-R)晶體管輸出型。加上溫度模塊控制。固選擇了FBS-TC6模塊﹐使用WinProLadder編程軟件。
2. 觸摸屏﹕因鞋面材料不同﹐要求溫度和設定時間也不相同。為了 方便操作人員能簡便修改設置參數及監控溫度和時間的變化 ﹐采用了永宏FV057ST-T10觸摸屏﹐使用PM Designer編程軟件。
3. 組成如圖所示：
四 PLC的控制
1. PID 溫控（ FUN86） 是利用溫度模塊配合溫度規劃表格（如圖2所示）將外界當前的溫度測量值當作過程變量（ Process Var iable，簡稱PV），并將用戶所設定的溫度設定值（ Set Point，簡稱SP）與過程變量經由軟件PID 數學式運算后，得到適宜的輸出控制值以控制溫度在用戶所期望的溫度范圍內。
Md : PID 運算模式選擇
=0， 改良型最小超越法
=1, 通用PID 法則
Yn ：ON/OFF 溫控輸出起始號碼，共占用
Zn 點
Sn ： 本指令從第幾點溫度開始執行 PID 溫控，
Sn=0～ 31
Zn ： 本指令所控制的PID 溫控點數；
1 Zn 32 且1 Sn+Zn 32
Sv ：溫度設定值起始緩存器號碼，共占用 Zn 個緩存器 (設定單位為0.1°)
Os ：溫度偏差值起始緩存器號碼，共占用 Zn 個緩存器 (設定單位為0.1°)
PR ：增益設定值起始緩存器號碼，共占用 Zn 個緩存器
IR ：積分常數設定值起始緩存器號碼，共占用Zn 個緩存器
DR ： 微分時間常數設定值起始緩存器號碼，共占用Zn 個緩存器
OR ：溫控數值輸出起始緩存器號碼，共占用Zn 個緩存器
WR：本指令所需使用的工作緩存器起始號碼，共占用9 個緩存器，其它地方不可以重復使用
圖2
2. 將PID 運算后的數值結果轉換為時間比例ON/OFF（PWM） 輸出， 經由晶體管式接點輸出控制SSR 所推動的加熱或冷卻回路， 便可以得到相當精確而且便宜的控制結果。
3. 數字化PID 表達式如下：
M n = [ K c × E n ] +
[ [ K c × K i × T s × E n ] + [ K c × T d × ( PV n − P V n - 1 ) / T s ]
Mn ： 〝n〞時的控制輸出量
Kc ： 增益（ 范圍： 1→ 9999； Pb(比例帶)=(1000/Kc ) × 0 . 1% ， 單位為0 . 1%
Ki ： 積分常數（ 范圍： 0～ 9999， 相當于0.00～ 99.99 Repeat/Minute）
Td ： 微分時間常數（ 范圍： 0～ 9999， 相當于0.00～ 9.99 Minute）
PVn ： 〝n〞時的過程變數
PVn − 1 ： 〝n〞的上一次的過程變數
En ： 〝n〞時的誤差=設定值（ SP） −〝n〞時的過程變數（ PVn ）
Ts ： PID 運算的間隔時間（ 單位： 0.1S， 值可為10， 20， 40， 80， 160， 320）
4. 為使操作簡便﹐在每個工位只使用一個開關做啟/停控制﹐共4個腳踏開關(SB4-SB7),兩個熱模控制方式一樣，兩個冷模控制方式一樣。為了安全又設了手動停止開關SB3和緊急開關SB2﹐停止開關是為防止四個工位操作錯誤使用,緊急開關是為出現緊急情況斷開所有控制電源使用。
5. M1924接通一個脈沖﹐用（MOV）傳送指令將熱/冷模設定時間傳入數據存儲器﹐以方便能在觸摸屏上修改數值。
6. PLC一接通﹐用（MOV）傳送指令將熱/冷模定時器當前值傳入數據存儲器﹐以使能在觸摸屏上監控當前值。
7.熱模控制﹕
以左熱模為例﹐如X2接通一個脈沖﹐定時器T2得電計時(為鞋面加熱時間)，Y002得電自鎖。熱模夾緊。定時器T3得電0.5秒瞬間接通輔助繼電器M100﹐M100是為X2由啟動轉變為停止開關做準備的﹐當T2計時到使左熱模復位 .如在加熱計時中想取出鞋面﹐只要在接通第二次X2一個脈沖﹐Y002則斷電復位﹐此時X2由停止開關轉變為啟動開關。
8.冷模控制：
以左冷模為例﹐如X4接通一個脈沖﹐Y004得電自鎖﹐使鞋面夾緊﹐定時器T7計時0.5秒瞬間接通輔助繼電器M104﹐當夾緊到位感應開關SQ1動作X5接通﹐定時器T6開始計時﹐計時到接通Y005開始定型.定型到位感應開關SQ2動作,X5、X6接通定時器T8開始計時﹐計時到T8接通輔助繼電器M106自鎖﹐同時斷開Y005,定時器T9計時2秒﹐斷開Y004﹐使左冷模復位。
注﹕當M104接通后﹐X4啟動開關轉變為停止開關﹐此時如果計時過程中需要停止﹐只要接通第二次X4即可復位左冷模﹐此時X4由停止開關轉變為啟動開關。
五 觸摸屏控制流程
1． 當觸摸屏得電后，通過RS232數據線與PLC通信交換數據。將FBS-32MAT-R主單元中各熱模當前值、設定值顯示在觸摸屏的3#畫面中。
2 如果需要監控或修改參數時，可選擇0#畫面中顯示的相關功能鍵進入即可，順序進入可修改參數。
六 結束語
可編程控制器是比較成熟的工業控制產品,在很多領域已被廣泛應用,本文在現有研究的基礎上討論了永宏產品在鞋頭定型機中的應用。得益于永宏PLC在溫度控制方面的強悍，它實現了鞋頭定型機的自動化控制,既減少了工人的勞動強度又提高了生產效率。
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