中達電通股份有限公司應用方案：台達機電產品在鋁塑泡罩包裝機的整合應用

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台達機電產品在鋁塑泡罩包裝機的整合應用中達電通股份有限公司

Integrated Application of Delta Electromechanical Product in Packing Machine of Aluminum-Plastc Froth Cover 中達電通上海機電HMI/PLC產品處趙越錦 Zhao Yuejin 摘要：簡述了鋁塑泡罩包裝機的工作原理，介紹了台達變頻器、PLC、觸摸屏及溫控器模塊在高速鋁塑泡罩包裝機上的整合應用，最後概略地討論了泡罩包裝機的工藝控製要求和控製相關問題。關鍵詞：製藥包裝機械 PLC 觸摸屏變頻器 Modbus通訊 Abstract: It is simply described to the working principle of packing machine for Aluminum-plastc froth cover in this paper. And also it is intruduced to the integrated application of Delta inverter, PLC, intouch screen and temperature controller module in high speed packing machine for Aluminum-plastc froth cover. Finally it is roughly discussed to the technology control demand and the related control prolems of froth cover packing machine. Key Words: Pharmacy packing mechanism PLC Intouch screen Interver Modbus communication [中圖分類號] TP273 [文獻標識碼] B 文章編號 1 引言鋁(lv)塑(su)泡(pao)罩(zhao)包(bao)裝(zhuang)是(shi)目(mu)前(qian)藥(yao)機(ji)行(xing)業(ye)中(zhong)主(zhu)要(yao)的(de)產(chan)品(pin)包(bao)裝(zhuang)方(fang)式(shi)，絕(jue)大(da)部(bu)分(fen)片(pian)式(shi)成(cheng)品(pin)藥(yao)最(zui)後(hou)都(dou)需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)此(ci)工(gong)序(xu)才(cai)能(neng)作(zuo)為(wei)產(chan)品(pin)在(zai)市(shi)場(chang)銷(xiao)售(shou)。其(qi)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)是(shi)將(jiang)各(ge)種(zhong)藥(yao)片(pian)用(yong)PVC成型包裝於鋁塑板上，適用於各種規格的片劑、膠囊、膠丸、素片及各種異型片。為實現大小形狀各不相同藥片的高速包裝，要求控製係統具有高速、準確、協調的控製功能，台達機電產品的整合應用正是符合這些要求的一個綜合解決方案，它可使包裝效率由一般150板/分鍾提高到200板/分鍾，鋁塑泡罩包裝機如圖1所示。 2 高速鋁塑泡罩包裝機結構及原理高速鋁塑泡罩包裝機主要包括機架、輸送機、上料充填裝置、預熱成型裝置、氣動裝置、PVC放卷及步進裝置、衝裁、熱封裝置、電氣控製等各部分，如圖2所示。機架整機采用框架式全封閉結構，機架由底板、架體、側(ce)板(ban)等(deng)組(zu)成(cheng)，架(jia)體(ti)采(cai)用(yong)高(gao)強(qiang)度(du)鋁(lv)合(he)金(jin)框(kuang)架(jia)構(gou)成(cheng)，具(ju)有(you)牢(lao)固(gu)美(mei)觀(guan)，安(an)裝(zhuang)方(fang)便(bian)特(te)點(dian)，側(ce)板(ban)均(jun)由(you)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)板(ban)構(gou)成(cheng)，與(yu)藥(yao)品(pin)接(jie)觸(chu)的(de)材(cai)料(liao)選(xuan)用(yong)優(you)質(zhi)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)，達(da)到(dao)美(mei)觀(guan)、衛生的要求。輸送機傳動係統的主電機為1.5kW交流電動機，采用台達VFD015M變頻器控製實現無級調速，具有調速方便、準(zhun)確(que)，啟(qi)動(dong)平(ping)穩(wen)的(de)優(you)點(dian)，升(sheng)降(jiang)速(su)時(shi)間(jian)均(jun)可(ke)分(fen)別(bie)適(shi)當(dang)調(tiao)整(zheng)以(yi)滿(man)足(zu)運(yun)行(xing)要(yao)求(qiu)，例(li)如(ru)增(zeng)大(da)加(jia)速(su)時(shi)間(jian)，使(shi)設(she)備(bei)啟(qi)動(dong)過(guo)程(cheng)平(ping)穩(wen)緩(huan)起(qi)，減(jian)小(xiao)減(jian)速(su)時(shi)間(jian)並(bing)配(pei)合(he)製(zhi)動(dong)功(gong)能(neng)完(wan)成(cheng)快(kuai)速(su)準(zhun)確(que)停(ting)止(zhi)。 1）上料充填裝置上shang料liao充chong填tian裝zhuang置zhi由you振zhen動dong電dian機ji和he上shang料liao電dian機ji構gou成cheng，與yu通tong用yong上shang料liao機ji或huo圓yuan盤pan上shang料liao機ji配pei套tao，通tong過guo上shang料liao係xi統tong可ke使shi各ge種zhong不bu同tong規gui格ge藥yao片pian整zheng齊qi有you序xu排pai列lie，為wei下xia一yi步bu成cheng型xing作zuo好hao準zhun備bei。圖tu3為各種包裝後的藥片產品示意圖。 2）預熱成型裝置預熱成型裝置由上、下加熱板、成型模具等部件構成，配合氣動裝置完成包裝機的主要工序――包裝成型。基於熱塑原理，通過台達溫控器模塊DTC1000穩定的溫度控製和正壓吹氣工序可使PVC材料在熱塑溫度範圍內預熱成型，將藥片封裝在鋁箔和PVC之間形成泡罩，預熱成型裝置如圖4所示。 3）PVC放卷及步進裝置該設備具有PVC和鋁箔兩個被動放卷裝置，由主電機提供動力為包裝成型提供材料。PVC步進裝置則是除了預熱成型裝置外的另一個重要設備。PVC采用步進方式，在PVC加熱板之前和成型台之後由於采用雙夾持步進，可防止在加熱區內已經被加熱軟化的PVC片由於受快速牽拉移動而造成拉伸變形，影響泡罩質量。PVC下加熱板隨著成型台模具的上下運動並作相應的間歇運動，當PVC夾持移動時下加熱板處於下止點(上下加熱板有間隙)，可減少PVC與加熱板接觸，使PVC不粘片。 4）熱封及衝裁熱(re)封(feng)及(ji)衝(chong)裁(cai)是(shi)包(bao)裝(zhuang)機(ji)的(de)最(zui)後(hou)工(gong)序(xu)，當(dang)藥(yao)片(pian)已(yi)封(feng)裝(zhuang)在(zai)泡(pao)罩(zhao)內(nei)，通(tong)過(guo)熱(re)封(feng)和(he)衝(chong)裁(cai)後(hou)正(zheng)式(shi)變(bian)成(cheng)板(ban)式(shi)成(cheng)品(pin)。熱(re)壓(ya)輥(gun)加(jia)熱(re)器(qi)的(de)溫(wen)度(du)控(kong)製(zhi)準(zhun)確(que)，熱(re)封(feng)方(fang)式(shi)為(wei)輥(gun)式(shi)連(lian)續(xu)工(gong)作(zuo)，以(yi)利(li)提(ti)高(gao)包(bao)裝(zhuang)效(xiao)率(lv)。采(cai)用(yong)無(wu)廢(fei)料(liao)橫(heng)邊(bian)衝(chong)裁(cai)可(ke)以(yi)節(jie)省(sheng)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)，衝(chong)裁(cai)前(qian)采(cai)用(yong)推(tui)板(ban)式(shi)步(bu)進(jin)方(fang)式(shi)，以(yi)使(shi)板(ban)塊(kuai)平(ping)整(zheng)並(bing)方(fang)便(bian)調(tiao)整(zheng)。 5）電氣控製電氣控製部分選用台達變頻器、PLC、觸chu摸mo屏ping及ji溫wen控kong器qi模mo塊kuai構gou成cheng電dian氣qi控kong製zhi係xi統tong，並bing配pei以yi多duo個ge光guang電dian傳chuan感gan器qi作zuo為wei檢jian測ce，各ge部bu件jian的de有you機ji組zu合he，使shi控kong製zhi精jing度du及ji工gong作zuo效xiao率lv大da大da提ti高gao。用yong觸chu摸mo屏ping作zuo為wei人ren機ji對dui話hua的de窗chuang口kou，可ke以yi方fang便bian地di對dui設she備bei參can數shu進jin行xing設she置zhi，能neng顯xian示shi係xi統tong的de相xiang關guan運yun行xing參can數shu值zhi及ji檢jian測ce狀zhuang態tai，可ke對dui異yi常chang警jing報bao進jin行xing判pan斷duan處chu理li，方fang便bian管guan理li，由youPLC係統控製整個設備的協調高速運行。實際電氣控製係統如圖5所示。 3 電氣控製係統 3．1 係統配置及說明高速泡罩包裝機采用的電氣配置：DOP-A57CSTD，5.7” 觸摸屏，256色，分辨率為320×240；DVP-12SA00R，8入/4出PLC主機；DVP-08SN，8點輸出擴展；VFD015M43A，變頻器；DTC1000，模塊化溫控器。係統結構及原理圖如圖6所示。變頻器、模塊化溫控器與PLC通過RS485串行網絡連接到係統，PLC與觸摸屏通過RS232交換數據。 3．2 觸摸屏設計采用台達彩色5.7寸觸摸屏，具有色彩豐富，分辨率高，高速CPU可使頁麵切換更流暢，通訊速度更快，能夠很好地滿足現場使用。在程序中設置了工作畫麵、設備調試、係統參數設定、故障診斷等畫麵，使整個設備操作簡單易懂，操作方便，工作畫麵如圖7所示。圖8為為係統主畫麵，在主畫麵上可完成3組溫度控製的顯示與調整，以及主電機、吸塵器、熱封、上料等各部分的操作。係統參數設定畫麵如圖9所示。在該畫麵中可以設置與係統運行相關的各種參數，包括上加熱板溫度、下加熱板溫度、熱封溫度，以及對計數係數、夾持時間、是否上料等的設定。設備調試畫麵如圖10所示。該畫麵可以作為設備調試過程中控製各設備運轉畫麵，也可作為設備調試完畢後的手動操作畫麵。 3．3 PLC控製係統可編程控製器選用台達產品DVP12SA00R+DVP08SN，該機種為台達SLIM型主機，具有體積小巧，安裝快捷方便，特別適合對安裝空間有一定要求的環境，有以下特點：2個標準通訊口（RS232和RS485，符合MODBUS協議），內建高速輸入/輸出，30KHz高速計數器、20KHz脈波輸出，可以檢測外部高速信號（上料檢測、準停檢測、PVC檢測），指令豐富可滿足複雜編程的要求，功能強大，電氣特性穩定，可實現最佳性價比。因為台達所有產品都符合MODBUS協議，並可方便組成通訊網絡，通過MODBUS使PLC能與變頻器、溫控器互連互通，根據檢測到的設備狀態和運算結果對其進行實時控製。 1）變頻器控製變頻器的啟動、停止以及運行頻率均由PLC通過通訊方式給定，在畫麵中可通過啟動、停止、升速、降(jiang)速(su)等(deng)按(an)鈕(niu)對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)操(cao)作(zuo)，其(qi)中(zhong)主(zhu)要(yao)是(shi)控(kong)製(zhi)主(zhu)電(dian)機(ji)停(ting)止(zhi)時(shi)的(de)準(zhun)停(ting)功(gong)能(neng)，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)電(dian)機(ji)停(ting)止(zhi)並(bing)不(bu)是(shi)在(zai)任(ren)意(yi)位(wei)置(zhi)都(dou)可(ke)以(yi)，如(ru)果(guo)那(na)樣(yang)那(na)麼(me)重(zhong)新(xin)開(kai)機(ji)時(shi)包(bao)裝(zhuang)位(wei)置(zhi)將(jiang)不(bu)準(zhun)確(que)，PVCbankuaihuiyoutingjihenji，yincixuyaogenjuzhuntingjianceweizhijisuanchuzhunquedetingzhiweizhi，baochixiacizhongxinqidongshinenggoujinxingzhengchangbaozhuang。zaichengxuzhongdangjieshoudaotingzhixinhaohou，PLC即ji時shi檢jian測ce是shi否fou到dao達da準zhun停ting位wei置zhi，再zai與yu準zhun停ting值zhi比bi較jiao，如ru已yi到dao達da準zhun停ting位wei置zhi，變bian頻pin器qi給gei定ding頻pin率lv開kai始shi做zuo勻yun速su遞di減jian，讓rang主zhu電dian機ji速su度du下xia降jiang，減jian小xiao慣guan性xing停ting車che，從cong而er實shi現xian在zai準zhun確que位wei置zhi停ting車che，保bao證zhengPVC板塊無停機痕跡。 2）模塊式溫控器的控製由3個模塊式溫控器組成設備溫控係統，包括上加熱板、下加熱板和熱封，該設備中溫度控製的精度也直接影響包裝效果，PVC的成型與溫度直接關係，按泡罩成型工藝要求不容許偏離容許溫度偏差。因此在控製係統中選擇了台達產品中的DTC1000溫控器，該產品有獨立的溫度控製功能，並具有RS485接口，可以直接連入PLC主機的RS485網絡中，可以根據變化隨時調整溫度。係統實際運行表明，設定溫度與實際溫度誤差在±1度以內，PVC加熱器和熱壓輥加熱器溫度場均勻、準確，不會對包裝材料和藥品造成損傷，特別適應於對熱塑溫度範圍較窄的包裝材料的應用。 4 結束語 lvsupaozhaobaozhuangjikongzhixitonggaizaoqianshiyongjidianqixianlukongzhi，shoudongyoujitiaosu，kongzhijingdudi，baozhuangxiaolvdi，dianluwendingcha，guzhanglvgao。jingjishugaizaohoudekongzhixitong，caiyongtaidagaosuderenjijiemian、SA係列可編程控製器、變(bian)頻(pin)器(qi)和(he)溫(wen)控(kong)器(qi)，經(jing)過(guo)整(zheng)合(he)後(hou)，整(zheng)機(ji)性(xing)能(neng)得(de)到(dao)極(ji)大(da)的(de)提(ti)高(gao)。這(zhe)說(shuo)明(ming)在(zai)工(gong)業(ye)設(she)備(bei)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)，單(dan)一(yi)產(chan)品(pin)的(de)運(yun)用(yong)有(you)時(shi)不(bu)一(yi)定(ding)能(neng)滿(man)足(zu)生(sheng)產(chan)設(she)備(bei)各(ge)方(fang)麵(mian)的(de)性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)，而(er)經(jing)過(guo)多(duo)產(chan)品(pin)的(de)整(zheng)合(he)應(ying)用(yong)，給(gei)客(ke)戶(hu)以(yi)最(zui)佳(jia)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)才(cai)是(shi)提(ti)高(gao)設(she)備(bei)性(xing)能(neng)的(de)最(zui)終(zhong)途(tu)徑(jing)。目(mu)前(qian)，前(qian)期(qi)的(de)5套設備已順利調試完畢，各項功能指標均符合要求，中達公司提供的這套整體解決方案是受到客戶肯定和好評的。參考文獻[略] 作者簡介趙越錦（1975-），男，自動化設備工程師，主要從事自動化係統工程方麵的設計、開發與產品的技術支持工作。