阳极电渣焊机由熔焊升降部分、立柱移动部分、门型梁移动系统、结晶器系统、配电系统等组成。焊接升降部分驱动电机及减速机，带动钢板（相当于焊接用焊条）向结晶器中渣液面下方运动。我们采用台达工控产品（PLC、变频器、触摸屏及电源），配套配电、仪表检测、电磁阀液压控制等辅助元件，实现熔焊机系统的自动化控制生产过程。

1 系统的电控组成部分概述

熔焊升降系统是由台达VFD-B，1.5KW 变频器驱动减速机电机，进行焊接升降系统的自动控制，这部分也是工艺控制的核心。升降系统带动极板向下运动，将钢板深入结晶器的渣池中，插入深度与电流基本成正比，这也是主要的工艺控制要求，即恒电流控制。熔焊伸缩系统由普通电机带减速机系统控制，立柱系统也是由电机驱动减速机系统控制。自动控制由台达DVP16-ES2 系列PLC 控制，辅助模块由三块DVP32XP2-R输入输出模块、DVP06XD4 输入2 输出模拟量模块构成。现场的电流检测采用BD-AI 系列电流变送器，将互感器标准5A 电流转化为4-20Ma 信号电流。循环水压力由压力变送器检测、循环水温度由现场的温度变送器检测。人工操作界面是通过台达DOP-BOS411 系列触摸屏实现。包括基本控制工艺参数设定、液压系统的启动停止、运行及故障信号、现场检测信号的数值等。

2 自动控制系统的构成

2.1 PLC 自动控制系统

本控制系统采用主机为DVP-16ES2 系列PLC 为控制核心，DVP32XP2-R 输入输出模块作为扩展的开关量输入输出信号，DVP06XD 四输入二输出模拟量模块，采集现场熔焊电流信号、化渣电流信号、循环水压力、温度信号。我们采用了台达PLC中的PID 调用程序，可以使用PID 向导直接生成，然后自己根据工艺直接修改。

PID 操作数：PID S1 S2 S3 D

PID 运算控制的专用指令，于取样时间到达后的该次扫描才执行PID 运算动作。

S1：目标值（SV），S2：现在值（PV），S3：取样时间（mS），S3+1：比例增益（KP）S3+2：积分时间常数（TI），S3+3：微分时间常数（TD）。

作为PID 的输出，将其直接送至标定后的模拟量输出模块，输出信号为±10V，将信号送至变频器的模拟量输入端作为变频器给定信号。

对于模拟量的设定和编程都是通过程序来实现的，使用TO 指令，TO 指令第一个K 表示靠近CPU 最近的第一个模块为K0，第二个为K1……，第二个K 表示模拟量的控制寄存器的定义，包括6 个通道的输入输出模式、模拟量的采集平均次数、模拟量输入输出微调OFFSET 值及模拟量的微调GAIN 值。

具体模式有如下：

输入模式设定：以CH1 来说明; 模式6 (H’0006)：电流输入 (4mA ~ +20mA); 输出模式设定：以CH5 来说明; 模式0(H’0000)：电压输出(-10V ~ +10V)。模拟量的微调OFFSET 及GAIN 是用来设置输入输出曲线的，标定0-20Ma 或4-20 Ma，用以配合现场仪器仪表的输入方式或者接受PLC 输出信号作为其他电气设备的给定信号的要求。

2.2 变频器参数设定

变频器的启动和停止由PLC 控制。变频器的给定信号是由PLC 的模拟量输出信号进行控制。变频器正反转信号由模拟量给定信号的极性来决定。PLC 模拟量输出信号的范围为-10V--+10 V。参数设置如下：02-00 第一频率指令来源设定：由外部端子AUI 输入模拟信号DC -10~+10V 控制；02-01 第一运转指令来源设定：由外部端子操作键盘STOP 有效；02-10 主要频率命令设定来源：由外部-10~10V 输入（AUI）。

2.3 触摸屏设定

PLC 采用通讯口COM2（RS485）与触摸屏的COM2 进行通讯。PLC 的通讯口需要进行简单编程。MOV HC7 D1120；SET M1120。HC7 代表：波特率115200、1 停止位、EVEN 校验、数据长度8 位；触摸屏的通讯模块参数设置与PLC 的通讯格式完全一致。在触摸屏中可以使用宏功能来实现特殊功能。在本例程序中，我们使用宏功能直接可以显示过电流报警功能。在画面CYCLE 宏中编写如下语句：

IF {Link1}1@D500 == 3000

BITON ({Link1}1@M99) M99 置位

ELSE

BITOFF ({Link1}1@M99)M99 复位

ENDIF

其中D500 为系统实际电流值，M99 为报警位，可以直接显示在触摸屏上，也可以通过PLC 输出指示灯，无需在PLC中编写程序。

3 结语

上述对熔焊机自动控制系统从PLC 自动控制系统、变频器参数设定、 触摸屏设定三个方面论述了其是如何实现系统的自动化控制生产过程，有一定的参考价值。

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