摘 要:SC係列PLC是台達新推出的一款S係列PLC,主要是增加了總頻寬為130K的高速脈衝輸出和高速計數的功能適合控製伺服係統。本文介紹基於SC係列PLC的食品機械機電自動化化係統,係統應用台達觸摸屏DOP-A57GSTD+SC係列可編程控製器 DVP-12SC11T+伺服控製器ASD-A021LA+編碼器ES3-06CN6941+步進電機,設備不大,但是使用的台達機電產品較全,整個係統由於控製精度高,所以調試較困難。 關鍵字:食品機械投入機 觸摸屏 PLC 伺服 編碼器
1 引言 此係統屬於食品機械的投入機的控製係統,係統包括觸摸屏、可編程控製器、伺服、編碼器、步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)等(deng),投(tou)入(ru)機(ji)主(zhu)要(yao)功(gong)能(neng)是(shi)把(ba)呈(cheng)帶(dai)狀(zhuang)脫(tuo)氧(yang)劑(ji)或(huo)者(zhe)是(shi)幹(gan)燥(zao)劑(ji),進(jin)行(xing)切(qie)斷(duan),然(ran)後(hou)按(an)要(yao)求(qiu)投(tou)入(ru)到(dao)包(bao)裝(zhuang)線(xian)。在(zai)整(zheng)個(ge)設(she)備(bei)中(zhong),控(kong)製(zhi)的(de)主(zhu)要(yao)要(yao)求(qiu)是(shi)要(yao)切(qie)斷(duan)準(zhun)確(que),切(qie)斷(duan)的(de)位(wei)置(zhi)偏(pian)差(cha)要(yao)在(zai)±5mm以內,而且要求速度可以很快,高速每分鍾要達到170個;yinweisongliaoqudongshiyongdeshibujindianji,zheyangjiuhuiyaoqiusongliaoyaoyoufankui,suoyicongdonglunshanganzhuanglebianmaqizuoweifankuixinhaodelaiyuan,youyukongzhibujiandezuheyijiyujixiejigoudeliandongpeihewenti,zaitiaoshishizuolehaoduociruanjianheyingjiandegaijinzuihoudadaoleshiyongyaoqiu。 2 食品脫氧劑投入機工藝 因為屬於機械設備的係統,另外,要求精度也高一些,所以工藝過程相對複雜一些,主要要求如下:通過設定不同的料袋長度尺寸和間距,可以加工4種規格的產品;要求實際偏差不得超過±5mm;要求在連續運行時的加工速度要能達到每分鍾170個;要求刀速和步進的速度都能有四個檔的調整;報警上下限設定;偏差微調功能,並且顯示微調值;要求有兩個外部聯動功能,啟動不同的聯動信號可以達到包裝線聯動的功能;要求具有生產計數的功能,可實現計數有效無效的切換。工藝過程如圖1所示。

圖1工藝過程
3 係統設計 3.1電控係統設計 (1)PLC係統需求分析。6個數字量輸入;3個數字量輸出;1個伺服控製;1個步進控製;1個由AB相的編碼器發出的高速脈衝計數。 (2)控製係統配置設計。觸摸屏:台達DOPA57GSTD;PLC:台達DVP12SC11T ;伺服控製器:台達ASD-A021LA;台達編碼器ES3-06CN6941;步進驅動器和電機;料檢測接近開關;刀位檢測接近開關;外部連動接近開關。 觸摸屏主要是用來顯示和控製、報警、報警上下限設定、采集數據顯示微調、報警數據顯示、記錄產量等;PLC主要是采集數據並計算,控製伺服電機和步進電機的動作,報警的判斷和輸出;伺服電機的作用是用來使切刀可以快速的切斷幹燥劑,並且準確的歸位;步進電機的作用是快速的進料,並且進料要十分的準確;編碼的作用是把從動輪的轉動的實際角度采集出來,送給PLC。 3.2控製軟件功能設計 (1)係統的功能要求。可以設定幹燥劑的長度和間距,以便可以切不同規格的幹燥劑;刀速和步進的速度是可設定的要能夠分成幾個檔位,適應不同的要求;可以設定上下限報警,來控製誤差的範圍;顯示報警畫麵、報警信息;報警上下限設定;具有偏差微調功能,並且顯示微調值;要求有兩個外部聯動功能,啟動不同的聯動信號可以達到聯動的功能;要求具有生產計數的功能,可實現計數有效無效的切換;要求具有複位功能,實現故障狀態的複位;除聯動外還能實現連續運行和點動的功能; (2)技ji術shu難nan點dian分fen析xi。在zai以yi上shang的de功gong能neng中zhong最zui重zhong要yao的de功gong能neng實shi現xian就jiu是shi步bu進jin電dian機ji的de控kong製zhi,這zhe也ye是shi最zui難nan的de部bu分fen,因yin為wei幹gan燥zao劑ji長chang度du的de準zhun確que完wan全quan依yi賴lai於yu步bu進jin電dian機ji所suo走zou的de行xing程cheng,如ru果guo單dan純chun靠kao固gu定ding脈mai衝chong數shu來lai控kong製zhi步bu進jin電dian機ji,那na麼me運yun行xing一yi段duan時shi間jian後hou一yi定ding會hui出chu現xian累lei計ji誤wu差cha,會hui使shi所suo切qie的de幹gan燥zao劑ji長chang度du相xiang同tong但dan是shi會hui切qie到dao料liao上shang,所suo以yi必bi須xu使shi用yong編bian碼ma器qi采cai集ji回hui來lai的de脈mai衝chong數shu作zuo為wei反fan饋kui來lai給gei步bu進jin發fa脈mai衝chong。 (4)HMI(觸摸屏人機界麵)畫麵設計。主頁;控製畫麵;參數設置畫麵;步進速度設置畫麵;切刀速度設置畫麵;報警畫麵。 (5)PLC模塊設計。刀和步進速度設定;運行方式控製;複位狀態控製;計數功能;伺服和步進控製;報警控製。 4 機電係統調試 4.1 機電位移脈衝當量 通過反複的試驗得到一個試驗值:就是料每移動1mm編碼器的脈衝數是多少個,在這台設備上得到的數據是,每移動1mm編碼器的脈衝數是5個,而且相對準確。 4.2 伺服頻率當量 通過反複試驗得到兩個數值:就是為達到每分鍾加工速度為170個,那麼對步進和伺服發出的脈衝頻率是多少,經過試驗得到的數據是步進額為4KHz,而伺服應該是80 KHz;其qi實shi,本ben來lai可ke以yi通tong過guo計ji算suan可ke以yi得de到dao這zhe個ge數shu據ju,但dan是shi,由you於yu機ji械xie方fang麵mian的de配pei合he和he程cheng序xu有you掃sao描miao周zhou期qi的de問wen題ti,所suo以yi不bu能neng完wan全quan套tao用yong計ji算suan所suo得de到dao的de數shu值zhi。 4.3 料位檢測 調整料檢測的高度也是一個比較關鍵的環節,如果不能調整好高度會對切斷的準確性起到決定性作用。 4.4 前機時間 投(tou)入(ru)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)是(shi)靠(kao)調(tiao)整(zheng)前(qian)機(ji)時(shi)間(jian)來(lai)保(bao)證(zheng)的(de),在(zai)食(shi)品(pin)盒(he)到(dao)達(da)投(tou)入(ru)口(kou)正(zheng)下(xia)方(fang)之(zhi)前(qian)要(yao)進(jin)行(xing)切(qie)斷(duan)動(dong)作(zuo),而(er)食(shi)品(pin)盒(he)到(dao)達(da)投(tou)入(ru)口(kou)正(zheng)下(xia)方(fang)時(shi)幹(gan)燥(zao)劑(ji)要(yao)正(zheng)好(hao)投(tou)入(ru)到(dao)食(shi)品(pin)盒(he)當(dang)中(zhong),送(song)料(liao)停(ting)止(zhi)到(dao)切(qie)刀(dao)切(qie)斷(duan)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)就(jiu)是(shi)前(qian)機(ji)時(shi)間(jian)。 5 結束語 此ci設she備bei的de使shi用yong台tai達da的de機ji電dian產chan品pin比bi較jiao多duo,整zheng合he性xing能neng比bi較jiao好hao,為wei客ke戶hu降jiang低di了le大da量liang的de成cheng本ben,是shi單dan一yi電dian控kong技ji術shu平ping台tai為wei客ke戶hu降jiang低di成cheng本ben的de很hen好hao的de實shi例li。針zhen對dui國guo內nei食shi品pin機ji械xie的de自zi動dong化hua程cheng度du較jiao低di的de現xian狀zhuang,還hai有you很hen多duo自zi動dong化hua應ying用yong工gong程cheng空kong間jian。食shi品pin脫tuo氧yang劑ji投tou入ru機ji使shi用yong了le台tai達da的deSC係列PLC來控製台達伺服係統,達到了使用要求。(葛 涵)
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