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0～199Kgfamazhiliangderenyizuhe
，haiyaokaolvdaojiamazhiliangshuzhibianhuahou
，sifuyaoxunzhaoyuandian
，ranhouzaiyunxingdaoyushejiaodu
，zuoyoujiamaxitonggeyitao，suoyichengxuliangshifenpangda。PLC核心控製程序分別如圖3圖4圖所示。

 

    為wei客ke戶hu提ti供gong具ju有you良liang好hao性xing價jia比bi完wan美mei整zheng合he方fang案an是shi中zhong達da電dian通tong的de營ying銷xiao策ce略lve，提ti供gong穩wen定ding可ke靠kao的de係xi統tong集ji成cheng解jie決jue方fang案an是shi服fu務wu客ke戶hu的de保bao證zheng，此ci次ci天tian平ping自zi動dong計ji量liang係xi統tong項xiang目mu結jie合he台tai達daHMI、PLC、sifuqudongqidengzidonghuachanpin，weikehukaifaleyitaowendingkekaodexitong，budannenggoumanzukehuqitichengzhongjiancegongyiyaoqiu，erqiegengtigaoletianpingzidongjiliangxitongdekejihanlianghegongzuoxiaolv
，shoudaolekehuheshiyongdanweijidarenke
，kehuchenghouxuhaihuiyouleisidetianpingzidongjiliangxitongcaiyongzhegechengshudejishufangan，zaicizhengmingzhongdadiantongshikehuzhidexinlaidehezuohuoban。

 

［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