中達電通股份有限公司應用方案：台達工控產品在包裝機係統的應用

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台達工控產品在包裝機係統的應用

中達電通股份有限公司

    摘要：針對目前包裝行業中廣泛使用的連續式包裝機係統的缺點，例如包裝參數修改困難、模具維修不方便、包(bao)裝(zhuang)成(cheng)功(gong)率(lv)較(jiao)低(di)等(deng)，作(zuo)者(zhe)在(zai)本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了(le)一(yi)種(zhong)用(yong)台(tai)達(da)工(gong)控(kong)產(chan)品(pin)實(shi)現(xian)的(de)間(jian)歇(xie)式(shi)自(zi)動(dong)包(bao)裝(zhuang)機(ji)的(de)機(ji)電(dian)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，此(ci)係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)了(le)可(ke)手(shou)工(gong)修(xiu)改(gai)包(bao)裝(zhuang)長(chang)度(du)，切(qie)割(ge)打(da)包(bao)數(shu)目(mu)，可(ke)自(zi)動(dong)進(jin)行(xing)糾(jiu)偏(pian)，並(bing)使(shi)用(yong)觸(chu)摸(mo)屏(ping)取(qu)代(dai)傳(chuan)統(tong)的(de)機(ji)械(xie)按(an)鍵(jian)，使(shi)整(zheng)個(ge)包(bao)裝(zhuang)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)更(geng)精(jing)確(que)、外觀更優美。

    關鍵詞：人機界麵  可編程控製器  溫度控製器  間歇式包裝機

引言
    目前，國內的塑料、xiangjiaodengbaozhuangxingyepubiancaiyonglianxuxingbaozhuangji，zhezhongbaozhuangjishiyongchengxingmojujinxingbaozhuangfengkou，kongzhijiandan，danbaozhuangxiaolvhechenggonglvbugao，erqiemojujianxiubufangbian，yinci，xuduochangjiazhuanxiangkaifashiyongjianxiexingbaozhuangji，jiangdifeipinlv，tigaobaozhuangxiaolv，erqiekeyigaibiansuliaodaibaozhuangchangdu。

    本文介紹的包裝機主機係統采用台達PLCzuoweikongzhixitonghexin，bingyitaidaqitagongkongchanpinxiangpeihe，zaichuantongbaozhuangjidejichushangjiayigaijin，shixianjianxieshibaozhuang，shidebaozhuangjibaozhuangsudutigao，dingweigengzhunque，xitonggengjiakekao、穩定，符合、滿足現代包裝行業的發展要求。

係統結構

　　
    由上麵的結構圖可以看出，PLC主機是本包裝機控製係統的核心。在本係統中，人機交互界麵負責主要操作功能按鍵和係統狀態顯示：行手自動切換、設置上下膜壓封部分加熱的目標溫度、調壓模塊輸出的對應電壓、主拖電機和上下膜電機運行速比、顯示當前機器運行中的包裝數目、上下膜壓封部分的檢測溫度和目標溫度，壓封切割狀態等；熱電偶采集上下膜壓封部分的當前溫度信息傳遞給溫控模塊，溫控模塊對這些信息進行處理後轉移給PLC主機，最終顯示在人機界麵上；主控光標和糾偏光標通過檢測包裝袋上的光標標誌，傳遞給PLC主機進行處理。

係統設計
    按照預定設計要求，本包裝機需完成進料、壓封、切口、切割、計數等功能，主要包括以下幾個部分：

可編程控製器
    本係統PLC選用台達DVP28SV11T一台。該主機最多可連接16台（左側擴展8台+右側擴展8台）模擬、溫度、軸控、通訊等特殊擴展模塊，內設200kHz四軸獨立與脈衝輸出二組直線/圓弧插補的運動指令，讓位置控製的應用要求可輕易達成。

    由表1可以看出，台達DVP28SV11T具有4點高速脈衝輸出，可以用於步進電機的驅動；內建RS232通訊和MODBUS通訊協議，可以同時連接人機界麵和溫度控製器；例外，該PLC支持外圍擴展，可以連接DA模塊和IO模塊。

人機交互裝置
    本係統HMI選用台達DOP-AS57BSTD一台。人機交互界麵通過RS232與PLC主機通訊。

溫度控製裝置
本係統溫控模塊選用台達DTC1000V和DTC2000V各一台。溫控模塊與PLC主機使用MODBUS ASCII進行通訊。

狀態讀取

    使用MODRD語句可以從PLC中讀取溫控器的狀態值，例如當前溫度，目標溫度等，可以通過改變參數n的值來設置讀取的筆數。

    需要指出的是，溫控器的讀取的相關數據儲存在PLC主機寄存器的D1070～D1085中，由於是ASCII碼數據，PLC會將這些數據轉換成HEX即16進製數據存在PLC主機寄存器的D1050～D1055中，而MODRD語句就是將溫控器中檢測的信息數據讀出傳遞給PLC的D1070～D1085寄存器進行處理。

    在本包裝機中，我們用MODRD語句讀取兩筆，分別是當前溫度值和目標溫度值。

參數寫入

讀寫操作
    同MODRD語句類似，MODWR可以實現溫控器參數的寫入。

    用MODRW語句可以通過MODBUS實現對DTC溫控器參數的讀取和寫入。

電機驅動裝置
    本係統驅動步進電機是通過PLC主機發出PWM脈寬調製信號到步進電機驅動器，經步進電機驅動器來實現驅動步進電機運轉的目的。本包裝機選用的步進電機驅動器有多細分選擇、正反轉設置、驅動電流大小等參數可以設置。同時可以由PLC輸出點控製步進電機運轉方向和驅動步進電機的脈衝個數。

    由於本包裝機對包裝誤差要求比較嚴格，所以在選擇步進電機硬件參數上需要特別注意，在PLC程序中也應該做到盡量優化。

    在(zai)上(shang)下(xia)電(dian)機(ji)送(song)膜(mo)階(jie)段(duan)，上(shang)下(xia)膜(mo)電(dian)機(ji)一(yi)直(zhi)轉(zhuan)動(dong)送(song)膜(mo)，同(tong)時(shi)主(zhu)拖(tuo)電(dian)機(ji)一(yi)直(zhi)轉(zhuan)動(dong)推(tui)動(dong)壓(ya)封(feng)好(hao)的(de)膜(mo)及(ji)待(dai)壓(ya)封(feng)的(de)膜(mo)前(qian)進(jin)，直(zhi)到(dao)主(zhu)控(kong)光(guang)標(biao)檢(jian)測(ce)到(dao)停(ting)止(zhi)位(wei)的(de)光(guang)標(biao)標(biao)誌(zhi)，此(ci)時(shi)全(quan)部(bu)電(dian)機(ji)停(ting)止(zhi)轉(zhuan)動(dong)。

    PLSY  K1000  D20  Y0

    此處，K1000表示脈衝輸出頻率為1KHz，輸出脈衝個數為D20中存儲的數值（可以在觸摸屏上進行人工設置），Y0為輸入點（在本包裝機中為上膜電機）。例如設置D20=0，則PLC的Y0一直輸出脈衝。

    默(mo)認(ren)情(qing)況(kuang)下(xia)，電(dian)機(ji)正(zheng)轉(zhuan)，當(dang)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)對(dui)應(ying)的(de)方(fang)向(xiang)控(kong)製(zhi)接(jie)點(dian)得(de)電(dian)之(zhi)後(hou)，電(dian)機(ji)反(fan)轉(zhuan)。在(zai)包(bao)裝(zhuang)機(ji)開(kai)始(shi)階(jie)段(duan)的(de)人(ren)工(gong)牽(qian)引(yin)上(shang)下(xia)膜(mo)階(jie)段(duan)，需(xu)要(yao)實(shi)現(xian)電(dian)機(ji)的(de)正(zheng)反(fan)轉(zhuan)來(lai)調(tiao)整(zheng)膜(mo)的(de)位(wei)置(zhi)。

誤差調整設計
    在本包裝機控製係統糾偏功能中，使用了2個ge光guang標biao檢jian測ce開kai關guan，分fen別bie檢jian測ce上shang膜mo和he下xia膜mo的de光guang標biao標biao誌zhi，若ruo發fa現xian二er者zhe檢jian測ce到dao的de開kai關guan量liang變bian化hua時shi間jian不bu同tong步bu，則ze說shuo明ming上shang下xia膜mo存cun在zai移yi位wei偏pian差cha，此ci時shi，通tong過guoPLC主機程序對滯後膜（上膜或是下膜）對應電機加送脈衝個數，以此來補充滯後距離。

    實(shi)驗(yan)發(fa)現(xian)，以(yi)此(ci)種(zhong)方(fang)式(shi)減(jian)小(xiao)誤(wu)差(cha)的(de)方(fang)式(shi)有(you)一(yi)定(ding)限(xian)製(zhi)，需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)補(bu)充(chong)脈(mai)衝(chong)發(fa)出(chu)的(de)時(shi)間(jian)段(duan)。在(zai)運(yun)動(dong)中(zhong)補(bu)充(chong)脈(mai)衝(chong)或(huo)是(shi)在(zai)上(shang)下(xia)膜(mo)壓(ya)封(feng)階(jie)段(duan)補(bu)充(chong)脈(mai)衝(chong)，二(er)者(zhe)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)差(cha)距(ju)：qianzhongfangshikenenghuiyingxiangdaoyafengdexiaoguo，yinweidangzhukongguangbiaojiancedaofenduanbiaozhideshihou，lijijinruqiegehuanjie，tongshiyeshishangxiamoyafengdeshijian，cishijiasongmaichong，youyu“超前膜已經停止運動，而“滯後”modeduiyingdemaichonghaiweiyongwan，taduiyingdedianjijixuzhuandongsongmo，zheyang，rongyidaozhizhihoumofashengzhezhou，rongyidaozhicipinshenzhihuaipindeqingkuang。erzaiyafengjieduan（此處主要是指檢測到停止位光標，到正式壓封前的一段時間內補送脈衝），可以獲得較好的效果。

    本(ben)測(ce)試(shi)程(cheng)序(xu)以(yi)上(shang)膜(mo)超(chao)前(qian)，下(xia)膜(mo)滯(zhi)後(hou)為(wei)例(li)，通(tong)過(guo)定(ding)時(shi)器(qi)與(yu)計(ji)數(shu)器(qi)配(pei)合(he)，實(shi)現(xian)測(ce)量(liang)上(shang)下(xia)膜(mo)的(de)偏(pian)差(cha)時(shi)間(jian)，由(you)於(yu)在(zai)送(song)膜(mo)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，膜(mo)的(de)運(yun)轉(zhuan)速(su)度(du)基(ji)本(ben)穩(wen)定(ding)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)這(zhe)一(yi)偏(pian)差(cha)時(shi)間(jian)乘(cheng)以(yi)速(su)度(du)（這個速度可以在機電聯合調試的實際得出），從而得到上下膜偏差距離，然後再根據步進電機的細分步數，求得應該滯後的下膜應該補充的脈衝個數。

結束語
    本文介紹的間歇式包裝機控製係統通過在本地某包裝機械廠的實際應用中已獲得成功，包裝精度和包裝成功率均達到預計要求。

作者簡介
    石宗甜（1984～）,男，工學學士，供職於桂林電器科學研究所，研究方向：自動控製係統設計、單片機應用係統和開關電源。

參考文獻
[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[101例].
[3]台達.DOP-A人機界麵應用技術手冊.

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