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      PLC可編程控制器

      臺達SC系列PLC在投入機控制機控制系統中應用

      發布日期:2022-04-22 點擊率:53 品牌:臺達_Delta

      1、 前言

      此系統屬于食品機械的投入機的控制系統,系統包括觸摸屏、可編程控制器、伺服、編碼器、步進電機等,主要功能是把呈帶狀脫氧劑或者是干燥劑,進行切斷,然后按要求投入到目的地。在整個設備中,控制的主要要求是要切斷準確,切斷的位置偏差要在±5mm以內,而且要求速度可以很快,高速每分鐘要達到170個;因為送料驅動使用的是步進電機,這樣就會要求送料要有反饋,所以從動輪上安裝了編碼器做為反饋信號的來源,由于這幾個控制部件的組合,另外又由于機械機構的配合問題,在調試時做了好多次軟件和硬件的改進最后達到了要求,交給了客戶使用。

      2、 硬軟件系統構架
      A、 硬件構架:

      ①、 控制系統硬件組成
      觸摸屏DOP-A57GSTD
      可編程控制器 DVP-12SC11T
      伺服ASD-A021LA
      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


      ②、 設備工作示意圖:



      ③、 系統組成說明:

      系統規模:6個數字量輸入;3個數字量輸出;1個伺服控制;1個步進控制;1個由AB相的編碼器發出的高速脈沖計數;
      控制系統配置如下:
      觸摸屏:DOPA57GSTD
      PLC:DVP12SC11T
      一套伺服ASD-A021LA
      一個編碼器ES3-06CN6941
      一套步進驅動器和電機
      一個料檢測接近開關
      一個刀位檢測接近開關
      一個外部連動接近開關
      觸摸屏主要是用來顯示和控制、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主要是采集數據并計算,控制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干燥劑,并且準確的歸位;
      步進電機的作用是快速的進料,并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;



      B、 軟件構架:
      系統的功能要求:
      可以設定干燥劑的長度和間距,以便可以切不同規格的干燥劑;
      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,來控制誤差的范圍;
      顯示報警畫面、報警信息;
      報警上下限設定;
      具有偏差微調功能,并且顯示微調值;
      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;
      要求具有復位功能,實現故障狀態的復位;
      除聯動外還能實現連續運行和點動的功能;
      在以上的功能中最重要的功能實現就是步進電機的控制,這也是最難的部分,因為干燥劑長度的準確完全依賴于步進電機所走的行程,如果單純靠固定脈沖數來控制步進電機,那么運行一段時間后一定會出現累計誤差,會使所切的干燥劑長度相同但是會切到料上,所以必須使用編碼器采集回來的脈沖數作為反饋來給步進發脈沖;

      系統的軟件共分兩部分:HMI部分,PLC部分
      HMI部分主要構架:
      a. 主頁
      b. 控制畫面
      c. 參數設置畫面
      d. 步進速度設置畫面
      e. 切刀速度設置畫面
      f. 報警畫面

      PLC部分主要構架:
      a. 刀和步進速度設定
      b. 運行方式控制
      c. 復位狀態控制
      d. 計數功能
      e. 伺服和步進控制
      f. 報警控制

      3、 工藝
      因為屬于機械設備的系統,另外,要求精度也高一些,所以工藝過程相對復雜一些,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鐘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,并且顯示微調值;
      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;
      4、 調試步驟、注意事項
      調試步驟及注意事項如下:
      A、 通過反復的試驗得到一個試驗值:就是料每移動1mm編碼器的脈沖數是多少個,在這臺設備上得到的數據是,每移動1mm編碼器的脈沖數是5個,而且相對準確;
      B、 通過反復試驗得到兩個數值:就是為達到每分鐘加工速度為170個,那么對步進和伺服發出的脈沖頻率是多少,經過試驗得到的數據是步進額為4KHz,而伺服應該是80 KHz;其實,本來可以通過計算可以得到這個數據,但是,由于機械方面的配合和程序有掃描周期的問題,所以不能完全套用計算所得到的數值;
      C、 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;
      D、 投入的準確性是靠調整前機時間來保證的,在食品盒到達投入口正下方之前要進行切斷動作,而食品盒到達投入口正下方時干燥劑要正好投入到食品盒當中,送料停止到切刀切斷之間的時間就是前機時間;

      5、 結論
      系統安裝調試時出現了很多的麻煩,比如開始所選的步進電機的功率過小,造成不能快速進料的現象,后來更換更大功率的步進電機后,問題才解決,系統最后得到了用戶的好評。
      在這個系統中使用了臺達的SC系列PLC來控制臺達伺服系統,達到了使用要求,
      此設備的使用我們臺達的機電產品比較多,整合性能比較好,為客戶降低了大量的成本,是一個為客戶降低成本的很好的實例。
      現在國內食品機械的自動化程度并不高,還有很多我們可以進入的空間。


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