分切机程序：上下收放卷张力控制与无电子凸轮功能 - 触摸屏威纶通 PLC三菱FX3U系列

分切机程序 ，上下收放卷张力控制，无电子凸轮功能。 触摸屏威纶通，PLC是三菱FX3U系列

分切机程序开发：上下收放卷张力控制实现

在自动化生产领域，分切机的稳定运行至关重要，尤其是上下收放卷张力的精准控制。本文将探讨基于威纶通触摸屏和三菱FX3U系列PLC，在无电子凸轮功能情况下的分切机程序实现。

一、项目背景

分切机在对材料进行切割过程中，上下收放卷的张力若控制不当，会导致材料拉伸变形、切割精度下降等问题。而本项目由于硬件或成本限制，没有电子凸轮功能辅助，这就需要我们通过巧妙的程序设计来达成张力的稳定控制。

二、硬件连接

我们选用威纶通触摸屏作为人机交互界面，它可以方便操作人员对分切机的参数进行设置与监控。而三菱FX3U系列PLC则作为控制核心，接收传感器数据并输出控制信号。例如，张力传感器连接到PLC的模拟量输入模块，用于实时检测张力大小；收放卷电机的驱动器连接到PLC的脉冲输出端口，以此控制电机转速进而调整张力。

三、程序框架

1. 初始化部分

LD M8002
MOV K0 D0 // 初始化存储张力设定值的寄存器D0为0
MOV K0 D1 // 初始化存储当前张力值的寄存器D1为0

在PLC上电的瞬间（M8002为上电脉冲），我们将用于存储张力设定值的寄存器D0和存储当前张力值的寄存器D1清零，为后续的运行做好准备。

2. 张力检测与读取

通过模拟量模块，我们将张力传感器传来的模拟信号转换为数字量，并存入寄存器。假设模拟量模块的通道0连接张力传感器，且其分辨率为12位（0 - 4095对应0 - 10V），对应的张力范围是0 - 100N。

FROM K0 K0 D1 K1 // 从模拟量模块（模块号K0）的通道0读取数据存入D1
// 将0 - 4095的数字量转换为实际张力值（0 - 100N）
MUL D1 K100 D2
DIV D2 K4095 D1

这段代码首先从模拟量模块读取数据到D1寄存器，然后通过乘法和除法运算，将数字量转换为实际的张力值并再次存入D1。

3. 张力控制逻辑

根据当前张力值与设定值的差异，我们需要调整收放卷电机的转速。这里采用简单的PID控制算法思路（由于无电子凸轮功能，PID可较好应对张力调节）。

// 计算张力偏差
SUB D1 D0 D3 
// 比例控制部分
MUL D3 K10 D4 
// 积分控制部分（假设积分时间为100ms，且有积分寄存器D5）
ADD D5 D3 D5 
MUL D5 K1 D6 
// 微分控制部分（假设微分时间为50ms，且有微分寄存器D7存储上次偏差）
SUB D3 D7 D8 
MUL D8 K20 D9 
// 计算总控制量
ADD D4 D6 D9 D10 
// 根据D10的值控制电机转速，假设通过脉冲输出控制电机
PLSY D10 K100 Y0 // 以D10的值为脉冲频率，100Hz为基准频率输出脉冲到Y0控制电机
MOV D3 D7 // 更新上次偏差值

上述代码首先计算当前张力与设定值的偏差D3，接着分别计算比例、积分、微分控制量，相加得到总控制量D10，最后根据D10控制电机转速。

四、威纶通触摸屏交互

在威纶通触摸屏上，我们设计友好的界面。创建数值输入框与PLC的D0寄存器关联，方便操作人员设定张力值。同时，创建实时数据显示窗口与D1寄存器关联，实时展示当前张力大小。还可以设置启动、停止按钮等，通过与PLC的软元件连接，实现对分切机运行状态的控制。

通过上述的程序设计与硬件搭配，我们在无电子凸轮功能的情况下，成功实现了分切机上下收放卷的张力控制，满足了生产的基本需求。当然，在实际应用中，还需要根据具体的生产环境和材料特性，对程序参数进行进一步优化。

分切机的收放卷张力控制这玩意儿，说难不难，说简单也不简单。特别是手头只有三菱FX3U和威纶通触摸屏，连电子凸轮功能都没配的时候，那真是得靠点骚操作了。之前做项目碰到个客户死活不愿意升级设备，硬要拿FX3U搞薄膜分切机，当时真是挠秃了半个头。

核心问题在张力闭环。没凸轮就得自己搭速度差模型，简单粗暴点的思路就是拿放卷电机速度当基准，收卷这边根据卷径变化动态调速。FX3U的PID指令这时候就派上用场了，不过要注意模拟量模块得配对了，别整个FX3U-4AD接张力传感器结果地址没映射明白。

来看段实际用过的梯形图：

LD M8000
MOV K5000 D200       //张力设定值
PID D100 D200 D300   //D100是张力反馈，D300输出
MOV D300 D4000       //输出到变频器

这段看着简单，但坑全在细节里。比如PID参数整定，之前调试时发现薄膜材质软，比例增益太大直接导致收卷电机抽风，后来在威纶通上做了个参数调节界面才算稳住。触摸屏里直接绑定D200到数值输入元件，工人现场微调比改PLC程序快多了。

卷径计算也是个头疼事。没电子凸轮就得自己算，我一般用累计脉冲数除以材料厚度。代码里搞了个自动复位：

LD X002              //光电传感器信号
DCNT C0 K99999       //卷径脉冲计数
MOV C0 D500
DIV D500 K50 D502    //材料厚度参数

结果有次现场脉冲干扰导致卷径计算飘了，后来在威纶通上加了个人工修正界面才解决。所以说硬件不够，HMI来凑，威纶通的趋势图功能拿来监控张力波动比看PLC寄存器直观多了。

速度同步方面，FX3U的PLSY指令控制伺服倒是稳，但两轴联动时总有点延迟。后来发现把收卷响应时间参数放到D寄存器，通过触摸屏暴露成0.1-2.0秒可调范围，现场适应不同材料时灵活多了。调试时最搞笑的是有次把加减速时间设反了，收卷轴启动时直接把膜扯断，幸亏没砸到人。

现在这套跑了三年多，虽然比不上带凸轮的高端设备，但胜在成本低。老板后来还让加了班次统计功能，威纶通上的数据记录直接存成CSV，倒省了买SCADA的钱。所以说老设备改造这事，关键得在现有硬件框架里玩出花来，有时候土法子比高大上的方案更抗造。
分切机程序 ，上下收放卷张力控制，无电子凸轮功能。

触摸屏威纶通，PLC是三菱FX3U系列