中達電通股份有限公司 沈陽機電業務處             孫承誌

 

摘  要：本文通過台達自動化產品在天平自動計量控製係統上的集成應用
，表明台達自動化產品在自動化係統集成應用技術方案的性價比優勢。

關鍵字：PLC  人機界麵  伺服係統   

 

     天平廣泛應用於科研

、國防、金融、建材

、計量
、公路、工礦等企業進行計量檢測。天平做為重要的稱量儀器，種類繁多
，按使用範圍大體上可分為工業天平、分析天平、專用天平。按結構可分為等臂雙盤阻尼天平、機械加碼天平、半自動機械加碼電光天平、全自動機械加碼電光天平、單臂天平和電子天平。按精密度可分為精密天平
、普通天平。各類天平結構各異，但其基本原理是一樣的，都是根據杠杆原理製成的。

    tianpingshiyizhongzhuanyejiliangshebei，genjuliangchengfanweihejiliangwutibutong，tianpingdezhutikuangjiahejixiejiegouyeyousuobutong，famaxitongyebujinxiangtong，tianpingxitonghexinjixiebujianjuedingtianpingjiliangjingdu。benwenjieshaodezidongjiliangtianpingzhuanmenyongyujiliangqitizhiliangdefeibiaozhuntianpingjiliangshebei，jiliangfeijifadongjigexiangqitizhibiaoshifoumanzuyaoqiu，yijitigongcankaoshujuyongyufadongjiyanfarenyuantigaofadongjixingneng，duiyuwoguofeijihexinbujiandeyanfahetishengxingnengjuyoujijiyiyi。

    guoneizhuanyezhizaogongyetianpingdeyanjiujigouyanfadetianpingshebeijiajianmaxitongjunweirengonghuozhejixiejiajianma，caozuoquefalinghuo，jiliangxiaolvhezhiliangbuliyutishengshebeijingjijiazhihechanpindangci。benxiangmutianpingzidongjiliangxitongyanfachenggongtianbuleguoneitianpingjiliangshebeizidonghuakongzhidekongbai

，shebeijuyouwanquanzizhuzhishichanquan，kongzhixitongcaiyongtaidaPLC作為主控器，同時驅動4軸(zhou)獨(du)立(li)交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)，上(shang)位(wei)機(ji)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)監(jian)控(kong)天(tian)平(ping)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)，輸(shu)入(ru)加(jia)碼(ma)質(zhi)量(liang)
，係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)精(jing)準(zhun)自(zi)動(dong)加(jia)減(jian)碼(ma)，無(wu)論(lun)從(cong)核(he)心(xin)部(bu)件(jian)還(hai)是(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)都(dou)可(ke)以(yi)和(he)國(guo)外(wai)同(tong)類(lei)設(she)備(bei)相(xiang)媲(pi)美(mei)。

 

(1)天平開關：  采用4千瓦三相異步電動機
，由接近開關控製停止位置。

(2)秤盤升降：   采用2.2千瓦三相異步電動機
，由接近開關控製停止位置。

(3)自動加碼：  左右盤對稱各一套，分為公斤組（400W伺服電機驅動）；十公斤組（400W伺服電機驅動）；百公斤組（120W異步電機驅動）。三組砝碼應能實現0kg～199kg任意質量的自動組合。

 

（1）控製係統原理：天平自動計量控製係統采用雙主站控製方式
，人機界麵和工控PC機同時作為主站監控從站PLC動作
，HMI通過COM1通訊口與PLC COM1（RS232）通訊口連接
，工控PC機通過COM1通訊口與PLC COM2（RS485）通訊口，從而實現命令下達和動作反饋等監控功能
，實現設備自動化控製要求。主控器台達PLC同時連接4顆獨立伺服驅動係統，高速脈衝控製伺服行進距離和行進速度，達到精確加減砝碼控製要求
，同時PLCmoniliangcaijimokuaishishicaijiyalichuanganqixinhao
，zhuanhuanweiyalishuzhigongshangweijixianshihechengxuchulishiyong，tianpingqitabujiandongzuotiaojianjiancehedongzuoqudongwanchengjunyouPLC數字量輸入輸出接口按照程序邏輯輸出實現控製功能
，如圖1所示。

                        圖1 係統原理框圖

 

    （2）配置設計：控製係統技術方案配置如表1所示。表1僅列舉出控製係統主要元器件，此外還包括低壓電器（低壓斷路器
、電磁接觸器、電磁繼電器、按鈕
、指示燈等）、檢測傳感器（壓力傳感器、接近開關、行程開關等），模擬信號變送器等元器件

，此處均不予贅述。

表1係統配置設計

 

（3）台達DVP28SV11T  PLC功能描述：DVP28SV11T提供並列形式高速擴展接口，可以擴展應用多樣的網絡接口，如以太網、DeviceNet
、ProfiBus以及模擬量

、溫度模塊等，從而實現實時控製的要求，最多可以擴展16台模塊（左側擴充8台＋右側擴充8台），包括模擬量、溫度、軸控、通訊等特殊擴展模塊。DVP28SV11T主機內建200KHz四軸獨立和二組直線/圓弧插補功能的運動控製指令
，使得位置控製方麵的應用靈活而且方便。DVP28SV11T  PLC應用於4軸伺服定位控製；裁料機（高速伺服控製）；X-Y伺服機械手臂
；伺服控製夾取物料應用；光電、半導體、紡織、節能與樓宇自動化等產業設備應用。台達DVP28SV11T  PLC產品規格：主機點數：28 ；最大I/O點數：512 

；用戶程序容量：16K Steps ；指令執行速度：0.24μS（基本指令） ；通訊接口：內建RS232、RS485，兼容MODBUS ASCII/RTU通訊協議；資料存儲器：10,000 Word 
；檔案存儲器：10,000 Word 
；高速脈衝輸出：支持4點 （Y0, Y2, Y4, Y6）高速脈衝輸出、2組（Y0, Y1）（Y2, Y3）AB相脈衝信號輸出及2組（Y0-Y3 & Y4-Y7）雙軸插補功能，最高均可達200KHz
，內建4組硬件高速計數器。

 

 

    PLC主控器控製回路接線如圖2所(suo)示(shi)。需(xu)要(yao)指(zhi)出(chu)的(de)是(shi)
，伺(si)服(fu)能(neng)夠(gou)精(jing)準(zhun)尋(xun)找(zhao)到(dao)上(shang)述(shu)不(bu)同(tong)公(gong)斤(jin)數(shu)對(dui)應(ying)的(de)不(bu)同(tong)角(jiao)度(du)，伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)拖(tuo)動(dong)減(jian)速(su)機(ji)帶(dai)動(dong)旋(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)上(shang)麵(mian)的(de)若(ruo)幹(gan)的(de)機(ji)械(xie)凸(tu)輪(lun)係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)加(jia)碼(ma)動(dong)作(zuo)
，對(dui)於(yu)電(dian)氣(qi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)隻(zhi)要(yao)能(neng)夠(gou)精(jing)確(que)找(zhao)尋(xun)到(dao)預(yu)設(she)要(yao)求(qiu)的(de)角(jiao)度(du)就(jiu)可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)了(le)。

 

    係統上電係統程序自動運行以下一係列操作：檢測天平是否關閉，如果處於關位（SQ2+）則無動作，如果未處於關位（SQ2-）
，將天平關閉（KM2+）；檢測盤是否處於降位、罐是否處於退位：如果是盤處於降位（SQ4+、SQ6+）與罐處於退位（SQ19+、SQ21+）無動作，如果不是盤處於降位（SQ4-或SQ6-）或罐處於退位（SQ19-或SQ21-），將盤升起（KM3+、KM5+），將罐退回（SB2+、SB4+），將盤降下（KM4+
、KM6+）；加碼係統回零；提示天平係統正常、允許進行手動控製操作

；天平開(KM1+)[前提：左右罐處於退位（SQ19+
、SQ21+），左右盤處於降位（SQ4+
、SQ6+）]；平關(KM2+)
；天平開關停止
；[增加的一個觸摸屏上的功能按鈕
，在開關天平過程中能夠在任意位置停止]；左盤升（KM3+）[前提：天平處於關位（SQ2+）]；左盤降（KM4+）[前提：天平處於關位（SQ2+）]；左罐進（SB1+）[前提：天平處於關位（SQ2+）
、左盤處於升位（SQ3+）]；同時有觸摸屏按鈕和外部按鈕；左罐退（SB2+）[前提：天平處於關位（SQ2+）、左盤處於升位（SQ3+）]；同時有觸摸屏按鈕和外部按鈕；右盤升（KM5+）[前提：天平處於關位（SQ2+）]；右盤降（KM6+）[前提：天平處於關位（SQ2+）]；右罐進（SB3+）[前提：天平處於關位（SQ2+）、右盤處於升位（SQ5+）]；同時有觸摸屏按鈕和外部按鈕；右罐退（SB4+）[前提：天平處於關位（SQ2+）
、右盤處於升位（SQ5+）]；同時有觸摸屏按鈕和外部按鈕；按給定數值加碼[前提：天平處於關位（SQ2+）]；係統急停：係統中所有動作全部停止[包括手動和自動的所有動作]。同時有觸摸屏按鈕和外部按鈕。

 

 

    PLC控製程序難點和複雜的地方在於從0～199Kg砝(fa)碼(ma)質(zhi)量(liang)的(de)任(ren)意(yi)組(zu)合(he)，還(hai)要(yao)考(kao)慮(lv)到(dao)加(jia)碼(ma)質(zhi)量(liang)數(shu)值(zhi)變(bian)化(hua)後(hou)，伺(si)服(fu)要(yao)尋(xun)找(zhao)原(yuan)點(dian)


，然(ran)後(hou)再(zai)運(yun)行(xing)到(dao)預(yu)設(she)角(jiao)度(du)
，左(zuo)右(you)加(jia)碼(ma)係(xi)統(tong)各(ge)一(yi)套(tao)，所(suo)以(yi)程(cheng)序(xu)量(liang)十(shi)分(fen)龐(pang)大(da)。PLC核心控製程序分別如圖3圖4圖所示。

 

    weikehutigongjuyoulianghaoxingjiabiwanmeizhenghefanganshizhongdadiantongdeyingxiaocelve，tigongwendingkekaodexitongjichengjiejuefanganshifuwukehudebaozheng，cicitianpingzidongjiliangxitongxiangmujiehetaidaHMI、PLC
、伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)器(qi)等(deng)自(zi)動(dong)化(hua)產(chan)品(pin)，為(wei)客(ke)戶(hu)開(kai)發(fa)了(le)一(yi)套(tao)穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)的(de)係(xi)統(tong)，不(bu)但(dan)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)客(ke)戶(hu)氣(qi)體(ti)稱(cheng)重(zhong)檢(jian)測(ce)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)，而(er)且(qie)更(geng)提(ti)高(gao)了(le)天(tian)平(ping)自(zi)動(dong)計(ji)量(liang)係(xi)統(tong)的(de)科(ke)技(ji)含(han)量(liang)和(he)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)，收(shou)到(dao)了(le)客(ke)戶(hu)和(he)使(shi)用(yong)單(dan)位(wei)極(ji)大(da)認(ren)可(ke)
，客(ke)戶(hu)稱(cheng)後(hou)續(xu)還(hai)會(hui)有(you)類(lei)似(si)的(de)天(tian)平(ping)自(zi)動(dong)計(ji)量(liang)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)這(zhe)個(ge)成(cheng)熟(shu)的(de)技(ji)術(shu)方(fang)案(an)，再(zai)次(ci)證(zheng)明(ming)中(zhong)達(da)電(dian)通(tong)是(shi)客(ke)戶(hu)值(zhi)得(de)信(xin)賴(lai)的(de)合(he)作(zuo)夥(huo)伴(ban)。

 

［1］台達DVP－PLC應用技術手冊程序篇

［2］台達DVP－PLC應用技術手冊特殊模塊篇

［3］台達DOP係列人機界麵應用技術手冊

［4］台達ASD－A係列交流伺服驅動器使用手冊