摘 要：SC 系列PLC是臺(tái)達(dá)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(jì)數(shù)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(jī)械機(jī)電自動(dòng)化化系統(tǒng),，系統(tǒng)應(yīng)用臺(tái)達(dá)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(jìn)電機(jī)，設(shè)備不大,，但是使用的臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品較全,，整個(gè)系統(tǒng)由于控制精度高，所以調(diào)試較困難,。
關(guān)鍵字：食品機(jī)械投入機(jī) 觸摸屏 PLC 伺服 編碼器

1 引言

此系統(tǒng)屬于食品機(jī)械的投入機(jī)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(jìn)電機(jī)等,，投入機(jī)主要功能是把呈帶狀脫氧劑或者是干燥劑,，進(jìn)行切斷，然后按要求投入到包裝線,。在整個(gè)設(shè)備中,，控制的主要要求是要切斷準(zhǔn)確，切斷的位置偏差要在±5mm以內(nèi),，而且要求速度可以很快,，高速每分鐘要達(dá)到170個(gè)；因?yàn)樗土向?qū)動(dòng)使用的是步進(jìn)電機(jī),，這樣就會(huì)要求送料要有反饋,，所以從動(dòng)輪上安裝了編碼器做為反饋信號(hào)的來(lái)源，由于控制部件的組合以及于機(jī)械機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)配合問(wèn)題,，在調(diào)試時(shí)做了好多次軟件和硬件的改進(jìn)最后達(dá)到了使用要求,。

2 食品脫氧劑投入機(jī)工藝

因?yàn)閷儆跈C(jī)械設(shè)備的系統(tǒng)，另外,，要求精度也高一些,，所以工藝過(guò)程相對(duì)復(fù)雜一些，主要要求如下：通過(guò)設(shè)定不同的料袋長(zhǎng)度尺寸和間距,，可以加工4種規(guī)格的產(chǎn)品,；要求實(shí)際偏差不得超過(guò)±5mm,；要求在連續(xù)運(yùn)行時(shí)的加工速度要能達(dá)到每分鐘170個(gè)；要求刀速和步進(jìn)的速度都能有四個(gè)檔的調(diào)整,；報(bào)警上下限設(shè)定,；偏差微調(diào)功能，并且顯示微調(diào)值,；要求有兩個(gè)外部聯(lián)動(dòng)功能,，啟動(dòng)不同的聯(lián)動(dòng)信號(hào)可以達(dá)到包裝線聯(lián)動(dòng)的功能；要求具有生產(chǎn)計(jì)數(shù)的功能,，可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)有效無(wú)效的切換,。工藝過(guò)程如圖1所示。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）PLC系統(tǒng)需求分析,。6個(gè)數(shù)字量輸入,；3個(gè)數(shù)字量輸出；1個(gè)伺服控制,；1個(gè)步進(jìn)控制,；1個(gè)由AB相的編碼器發(fā)出的高速脈沖計(jì)數(shù)。
（2）控制系統(tǒng)配置設(shè)計(jì),。觸摸屏：臺(tái)達(dá)DOPA57GSTD,；PLC：臺(tái)達(dá)DVP12SC11T ；伺服控制器：臺(tái)達(dá)ASD-A021LA,；臺(tái)達(dá)編碼器ES3-06CN6941,；步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)；料檢測(cè)接近開(kāi)關(guān),；刀位檢測(cè)接近開(kāi)關(guān),；外部連動(dòng)接近開(kāi)關(guān)。
觸摸屏主要是用來(lái)顯示和控制,、報(bào)警、報(bào)警上下限設(shè)定,、采集數(shù)據(jù)顯示微調(diào),、報(bào)警數(shù)據(jù)顯示、記錄產(chǎn)量等,；PLC主要是采集數(shù)據(jù)并計(jì)算,，控制伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作，報(bào)警的判斷和輸出,；伺服電機(jī)的作用是用來(lái)使切刀可以快速的切斷干燥劑,，并且準(zhǔn)確的歸位；步進(jìn)電機(jī)的作用是快速的進(jìn)料,，并且進(jìn)料要十分的準(zhǔn)確,；編碼的作用是把從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)際角度采集出來(lái),，送給PLC。

3.2控制軟件功能設(shè)計(jì)
（1）系統(tǒng)的功能要求,?？梢栽O(shè)定干燥劑的長(zhǎng)度和間距，以便可以切不同規(guī)格的干燥劑,；刀速和步進(jìn)的速度是可設(shè)定的要能夠分成幾個(gè)檔位,，適應(yīng)不同的要求；可以設(shè)定上下限報(bào)警,，來(lái)控制誤差的范圍,；顯示報(bào)警畫(huà)面、報(bào)警信息,；報(bào)警上下限設(shè)定,；具有偏差微調(diào)功能，并且顯示微調(diào)值,；要求有兩個(gè)外部聯(lián)動(dòng)功能,，啟動(dòng)不同的聯(lián)動(dòng)信號(hào)可以達(dá)到聯(lián)動(dòng)的功能；要求具有生產(chǎn)計(jì)數(shù)的功能,，可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)有效無(wú)效的切換,；要求具有復(fù)位功能，實(shí)現(xiàn)故障狀態(tài)的復(fù)位,；除聯(lián)動(dòng)外還能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行和點(diǎn)動(dòng)的功能,；
（2）技術(shù)難點(diǎn)分析。在以上的功能中最重要的功能實(shí)現(xiàn)就是步進(jìn)電機(jī)的控制,，這也是最難的部分,，因?yàn)楦稍飫╅L(zhǎng)度的準(zhǔn)確完全依賴于步進(jìn)電機(jī)所走的行程，如果單純靠固定脈沖數(shù)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī),，那么運(yùn)行一段時(shí)間后一定會(huì)出現(xiàn)累計(jì)誤差,，會(huì)使所切的干燥劑長(zhǎng)度相同但是會(huì)切到料上，所以必須使用編碼器采集回來(lái)的脈沖數(shù)作為反饋來(lái)給步進(jìn)發(fā)脈沖,。
（3）HMI（觸摸屏人機(jī)界面）畫(huà)面設(shè)計(jì),。主頁(yè)；控制畫(huà)面,；參數(shù)設(shè)置畫(huà)面,；步進(jìn)速度設(shè)置畫(huà)面；切刀速度設(shè)置畫(huà)面,；報(bào)警畫(huà)面,。
（4）PLC模塊設(shè)計(jì)。刀和步進(jìn)速度設(shè)定,；運(yùn)行方式控制,；復(fù)位狀態(tài)控制,；計(jì)數(shù)功能；伺服和步進(jìn)控制,；報(bào)警控制,。

4 機(jī)電系統(tǒng)調(diào)試

4.1 機(jī)電位移脈沖當(dāng)量
通過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)得到一個(gè)試驗(yàn)值：就是料每移動(dòng)1mm編碼器的脈沖數(shù)是多少個(gè)，在這臺(tái)設(shè)備上得到的數(shù)據(jù)是,，每移動(dòng)1mm編碼器的脈沖數(shù)是5個(gè),，而且相對(duì)準(zhǔn)確。

4.2 伺服頻率當(dāng)量
通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)得到兩個(gè)數(shù)值：就是為達(dá)到每分鐘加工速度為170個(gè),，那么對(duì)步進(jìn)和伺服發(fā)出的脈沖頻率是多少,，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)是步進(jìn)額為 4KHz，而伺服應(yīng)該是80 KHz,；其實(shí),，本來(lái)可以通過(guò)計(jì)算可以得到這個(gè)數(shù)據(jù)，但是,，由于機(jī)械方面的配合和程序有掃描周期的問(wèn)題,，所以不能完全套用計(jì)算所得到的數(shù)值。

4.3 料位檢測(cè)
調(diào)整料檢測(cè)的高度也是一個(gè)比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié),，如果不能調(diào)整好高度會(huì)對(duì)切斷的準(zhǔn)確性起到?jīng)Q定性作用,。

4.4 前機(jī)時(shí)間
投入的準(zhǔn)確性是靠調(diào)整前機(jī)時(shí)間來(lái)保證的，在食品盒到達(dá)投入口正下方之前要進(jìn)行切斷動(dòng)作,，而食品盒到達(dá)投入口正下方時(shí)干燥劑要正好投入到食品盒當(dāng)中,，送料停止到切刀切斷之間的時(shí)間就是前機(jī)時(shí)間。

5 結(jié)束語(yǔ)

此設(shè)備的使用臺(tái)達(dá)的機(jī)電產(chǎn)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(shù)平臺(tái)為客戶降低成本的很好的實(shí)例,。針對(duì)國(guó)內(nèi)食品機(jī)械的自動(dòng)化程度較低的現(xiàn)狀,，還有很多自動(dòng)化應(yīng)用工程空間。食品脫氧劑投入機(jī)使用了臺(tái)達(dá)的SC系列PLC來(lái)控制臺(tái)達(dá)伺服系統(tǒng),，達(dá)到了使用要求,。