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西門子S7-200 SMART在枕式包裝機中的應用

根據枕式包裝機的工藝流程及技術要求,設計一套基於S7-200 SMART的控製係統,根據現場調試過程,提出了一些對於S7-200 SMART的感受;經過實際生產中的應用,該控製係統工作安全,穩定,滿足生產的需要。

1.項目介紹
    包bao裝zhuang機ji行xing業ye未wei來lai發fa展zhan的de趨qu勢shi是shi機ji械xie簡jian單dan化hua,電dian氣qi複fu雜za化hua。越yue來lai越yue多duo的de用yong伺si服fu電dian機ji代dai替ti繁fan瑣suo的de機ji械xie傳chuan動dong,這zhe就jiu優you化hua了le機ji械xie結jie構gou,節jie省sheng了le設she計ji成cheng本ben,縮suo短duan了le開kai發fa周zhou期qi。

    以(yi)前(qian)的(de)包(bao)裝(zhuang)機(ji)隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)普(pu)通(tong)電(dian)機(ji)做(zuo)為(wei)主(zhu)動(dong)力(li),各(ge)個(ge)部(bu)分(fen)的(de)配(pei)合(he)都(dou)是(shi)通(tong)過(guo)機(ji)械(xie)傳(chuan)動(dong)來(lai)實(shi)現(xian),機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za),精(jing)度(du)差(cha),故(gu)障(zhang)率(lv)高(gao)。現(xian)在(zai)全(quan)部(bu)用(yong)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)代(dai)替(ti)之(zhi)後(hou),機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)變(bian)的(de)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)。枕(zhen)式(shi)包(bao)裝(zhuang)機(ji)是(shi)一(yi)個(ge)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)帶(dai)動(dong)包(bao)裝(zhuang)機(ji)的(de)切(qie)刀(dao)部(bu)分(fen),一(yi)個(ge)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)帶(dai)動(dong)包(bao)裝(zhuang)機(ji)的(de)供(gong)膜(mo)部(bu)分(fen),最(zui)後(hou)一(yi)個(ge)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)帶(dai)動(dong)推(tui)料(liao)部(bu)分(fen)。通(tong)過(guo)各(ge)部(bu)分(fen)之(zhi)間(jian)的(de)追(zhui)蹤(zong),來(lai)實(shi)現(xian)對(dui)包(bao)裝(zhuang)物(wu)的(de)包(bao)裝(zhuang)。由(you)於(yu)包(bao)裝(zhuang)機(ji)是(shi)一(yi)個(ge)連(lian)續(xu)的(de),並(bing)且(qie)在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)需(xu)要(yao)實(shi)時(shi)追(zhui)蹤(zong)調(tiao)整(zheng),所(suo)以(yi)PLC必須保證伺服電機運行的穩定性及準確性。

在以往的三軸枕式包裝機方案中,由於受PLC本體集成的脈衝輸出軸數所限,通常采用兩個 PLC通(tong)訊(xun)的(de)方(fang)式(shi),兩(liang)者(zhe)通(tong)過(guo)網(wang)絡(luo)讀(du)寫(xie)指(zhi)令(ling)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)傳(chuan)遞(di)。由(you)於(yu)控(kong)製(zhi)器(qi)所(suo)支(zhi)持(chi)的(de)通(tong)信(xin)波(bo)特(te)率(lv)太(tai)低(di),所(suo)以(yi)主(zhu)站(zhan)發(fa)出(chu)命(ming)令(ling)後(hou),從(cong)站(zhan)會(hui)有(you)滯(zhi)後(hou)的(de)響(xiang)應(ying),這(zhe)樣(yang)在(zai)高(gao)速(su)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),三(san)個(ge)電(dian)機(ji)的(de)配(pei)合(he)就(jiu)會(hui)出(chu)差(cha)較(jiao)大(da)的(de)誤(wu)差(cha),不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。S7-200 SMART本體集成3路高速脈衝輸出,能夠滿足該機型的升級需求,因此設備改型中選擇了該方案。

2.工藝流程介紹:
    benbaozhuangjiyouzhujibufenyushusongjibufenzucheng,zhujibufenzhuyaoshiyouhengfengdaobufenyusongmobufenzucheng。yousebiaochuanganqi,jiejinkaiguandenglaiquedingbaozhuangmoyuqiedaozhijiandexiangduiweizhi。tongguowenduchuanganqilaicelianghengfengdaodewendu。kongzhixitongrutusuoshi:

 見圖1

3.方案確定
    一方麵,鑒於三軸脈衝輸出的功能滿足設備的改型需求,另一方麵通過集成的以太網接口能夠非常方便的下載程序,與新版的SMART LINE觸摸屏也能實現良好的通訊。綜合選型之下,最終將S7-200 SMART PLC和SMART LINE觸摸屏一起放到SF-G3機型上進行實驗。

4.產品硬件配置
由於是實驗機型,所以僅僅將原有的兩個S7-200的CPU改為S7-200 SMART,其餘的硬件部分並未做大的改動。

5.軟件開發
本係統中使用的I/O表如圖所示

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數字量輸入     17

數字量輸出     13

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I0.0 刀零位接近開關:刀每旋轉一周,接近開關接收一次信號。

I0.1 色標光電:包裝膜,每走一個膜長,色標光電接收一次信號。

I0.2 推料零位光電:每走一個拔杈,光電接收一次信號。

I0.3 編碼器A相

I0.4 編碼器B相:自動接膜的時候,用於計算接膜的位置。

I0.5 急停按鈕

I0.6 啟動按鈕

I0.7 點動按鈕

I1.0 停止按鈕

I1.1 刀伺服電機報警:如果伺服驅動器有報警的話,會給PLC一次個報警信號,立即停車。

I1.2 膜伺服電機報警:同上。

I1.3 推料伺服電機報警:同上。

I1.4 防護罩保護開關:當防護罩打開的時候,設備會報警,立即停車。

I1.5 左微動開關

I1.6 右微動開關

I1.7 中微動開關:以上三個微動開關,都是在自動接膜過程中使用。

Q0.0 Q0.1 Q0.3是三路高速脈衝輸出,用於控製伺服電機的運行速度。

Q0.4 指示燈:該點控製一個中間繼電器,分別用常開點與常閉點控製啟動指示燈與停止指示燈。

Q0.5 指示燈:直接接近報警指示燈與蜂鳴器。

Q0.6 打碼信號:用於給打碼機提供打碼位置信號。

Q0.7 吹氣信號

Q1.2變頻器啟動信號

Q1.3 熨燙吸合控製

Q1.5 左刀電磁閥

Q1.6 右刀電磁閥

Q1.7 接膜電磁閥:三個電磁閥都是在自動接膜過程中控製氣缸。

軟件設計上主要分為以下三部分:

第一,頻率計算:根據客戶的要包裝要求,將數據通過SMART LINE輸入到PLC,通過複雜的數學運算,計算出每個工位下電機的運行頻率。

第二,脈衝輸出:通過向導,配置三個軸,調用向導配置後產生的子程序,來實現對三個電機的控製。

第三,自由口通訊:S7-200 SMART的485串口,設為自由口通訊,與宇電的溫控模塊進行數據交換。

6應用體會
S7-200 SMART較S7-200來說多了一路脈衝輸出。當機器需要三軸時,S7-200隻能通過兩個PLC的通訊來實現。由於通訊的延時,所以很容易造成追蹤效果不理想。而S7-200 SMART有效的解決了這個問題。尤其是S7-200 SMART程序的下載和與觸摸屏的通訊都是通過網口通訊,大大的加快了通訊與下載程序的速度。

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