摘 要：SC 系列PLC是臺達新推出的一款S系列PLC，主要是增加了總頻寬為130K的高速脈沖輸出和高速計數的功能適合控制伺服系統(tǒng),。本文介紹基于SC系列PLC 的食品機械機電自動化化系統(tǒng),，系統(tǒng)應用臺達觸摸屏DOP-A57GSTD+SC系列可編程控制器 DVP-12SC11T+伺服控制器ASD- A021LA+編碼器ES3-06CN6941＋步進電機,，設備不大,，但是使用的臺達機電產品較全，整個系統(tǒng)由于控制精度高,，所以調試較困難,。
關鍵字：食品機械投入機 觸摸屏 PLC 伺服 編碼器
1 引言
此系統(tǒng)屬于食品機械的投入機的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包括觸摸屏,、可編程控制器,、伺服、編碼器,、步進電機等,，投入機主要功能是把呈帶狀脫氧劑或者是干燥劑，進行切斷,，然后按要求投入到包裝線,。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,，由于控制部件的組合以及于機械機構的聯(lián)動配合問題,，在調試時做了好多次軟件和硬件的改進最后達到了使用要求。
2 食品脫氧劑投入機工藝
因為屬于機械設備的系統(tǒng),，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(guī)格的產品；要求實際偏差不得超過±5mm,；要求在連續(xù)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(lián)動功能,，啟動不同的聯(lián)動信號可以達到包裝線聯(lián)動的功能；要求具有生產計數的功能，可實現(xiàn)計數有效無效的切換,。工藝過程如圖1所示,。
3 系統(tǒng)設計
3.1電控系統(tǒng)設計
（1）PLC系統(tǒng)需求分析。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(fā)出的高速脈沖計數,。
（2）控制系統(tǒng)配置設計。觸摸屏：臺達DOPA57GSTD,；PLC：臺達DVP12SC11T ,；伺服控制器：臺達ASD-A021LA；臺達編碼器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,。
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,。
3.2控制軟件功能設計
（1）系統(tǒng)的功能要求?？梢栽O定干燥劑的長度和間距,，以便可以切不同規(guī)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(lián)動功能，啟動不同的聯(lián)動信號可以達到聯(lián)動的功能,；要求具有生產計數的功能,，可實現(xiàn)計數有效無效的切換；要求具有復位功能,，實現(xiàn)故障狀態(tài)的復位,；除聯(lián)動外還能實現(xiàn)連續(xù)運行和點動的功能；
（2）技術難點分析,。在以上的功能中最重要的功能實現(xiàn)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(xiàn)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(fā)脈沖,。
（3）HMI（觸摸屏人機界面）畫面設計。主頁,；控制畫面,；參數設置畫面；步進速度設置畫面,；切刀速度設置畫面,；報警畫面。
（4）PLC模塊設計,。刀和步進速度設定,；運行方式控制；復位狀態(tài)控制,；計數功能,；伺服和步進控制；報警控制,。
4 機電系統(tǒng)調試
4.1 機電位移脈沖當量
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,。
4.2 伺服頻率當量
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(fā)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,。
4.3 料位檢測
調整料檢測的高度也是一個比較關鍵的環(huán)節(jié)，如果不能調整好高度會對切斷的準確性起到決定性作用,。
4.4 前機時間
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 結束語
此設備的使用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,，是單一電控技術平臺為客戶降低成本的很好的實例。針對國內食品機械的自動化程度較低的現(xiàn)狀,，還有很多自動化應用工程空間,。食品脫氧劑投入機使用了臺達的SC系列PLC來控制臺達伺服系統(tǒng)，達到了使用要求,。