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6AV2123-2DB03-0AX0西门子4寸显示屏
1 引言
此系统属于食品机械的投入机的控制系统,系统包括触摸屏、可编程控制器、伺服、编码器、步进电机等,投入机主要功能是把呈带状脱氧剂或者是干燥剂,进行切断,然后按要求投入到包装线。在整个设备中,控制的主要要求是要切断准确,切断的位置偏差要在±5mm以内,而且要求速度可以很快,高速每分钟要达到170个;因为送料驱动使用的是步进电机,这样就会要求送料要有反馈,所以从动轮上安装了编码器做为反馈信号的来源,由于控制部件的组合以及于机械机构的联动配合问题,在调试时做了好多次软件和硬件的进后达到了使用要求。
2 食品脱氧剂投入机工艺
因为属于机械设备的系统,另外,要求精度也高一些,所以工艺过程相对复杂一些,主要要求如下:通过设定不同的料袋长度尺寸和间距,可以加工4种规格的产品;要求实际偏差不得过±5mm;要求在连续运行时的加工速度要能达到每分钟170个;要求速和步进的速度都能有四个档的调整;报警上下限设定;偏差微调功能,并且显示微调值;要求有两个外部联动功能,启动不同的联动信号可以达到包装线联动的功能;要求具有生产计数的功能,可实现计数有效无效的切换。工艺过程如图1所示。
3 系统设计
3.1电控系统设计
(1)PLC系统需求分析。6个数字量输入;3个数字量输出;1个伺服控制;1个步进控制;1个由AB相的编码器发出的高速脉冲计数。
(2)控制系统配置设计。触摸屏:台达DOPA57GSTD;PLC:台达DVP12SC11T ;伺服控制器:台达ASD-A021LA;台达编码器ES3-06CN6941;步进驱动器和电机;料检测接近开关;位检测接近开关;外部连动接近开关。
触摸屏主要是用来显示和控制、报警、报警上下限设定、采集数据显示微调、报警数据显示、记录产量等;PLC主要是采集数据并计算,控制伺服电机和步进电机的动作,报警的判断和输出;伺服电机的作用是用来使切可以快速的切断干燥剂,并且准确的归位;步进电机的作用是快速的进料,并且进料要十分的准确;编码的作用是把从动轮的转动的实际角度采集出来,送给PLC。
3.2控制软件功能设计
(1)系统的功能要求。可以设定干燥剂的长度和间距,以便可以切不同规格的干燥剂;速和步进的速度是可设定的要能够分成几个档位,适应不同的要求;可以设定上下限报警,来控制误差的范围;显示报警画面、报警信息;报警上下限设定;具有偏差微调功能,并且显示微调值;要求有两个外部联动功能,启动不同的联动信号可以达到联动的功能;要求具有生产计数的功能,可实现计数有效无效的切换;要求具有复位功能,实现故障状态的复位;除联动外还能实现连续运行和点动的功能;
(2)技术难点分析。在以上的功能中重要的功能实现就是步进电机的控制,这也是难的部分,因为干燥剂长度的准确依赖于步进电机所走的行程,如果单纯靠固定脉冲数来控制步进电机,那么运行一段时间后一定会出现累计误差,会使所切的干燥剂长度相同但是会切到料上,所以使用编码器采集回来的脉冲数作为反馈来给步进发脉冲。
(4)HMI(触摸屏人机界面)画面设计。主页;控制画面;参数设置画面;步进速度设置画面;切速度设置画面;报警画面。
(5) PLC模块设计。和步进速度设定;运行方式控制;复位状态控制;计数功能;伺服和步进控制;报警控制。
4 机电系统调试
4.1 机电位移脉冲当量
通过反复的试验得到一个试验值:就是料每移动1mm编码器的脉冲数是多少个,在这台设备上得到的数据是,每移动1mm编码器的脉冲数是5个,而且相对准确。
4.2 伺服频率当量
通过反复试验得到两个数值:就是为达到每分钟加工速度为170个,那么对步进和伺服发出的脉冲频率是多少,经过试验得到的数据是步进额为4KHz,而伺服应该是80 KHz;其实,本来可以通过计算可以得到这个数据,但是,由于机械方面的配合和程序有扫描周期的问题,所以不能套用计算所得到的数值。
4.3 料位检测
调整料检测的高度也是一个比较关键的环节,如果不能调整好高度会对切断的准确性起到决定性作用。
4.4 前机时间
投入的准确性是靠调整前机时间来保证的,在食品盒到达投入口正下方之前要进行切断动作,而食品盒到达投入口正下方时干燥剂要正好投入到食品盒当中,送料停止到切切断之间的时间就是前机时间。
5 结束语
此设备的使用台达的机电产品比较多,整合性能比较好,为客户降低了大量的成本,是单一电控技术平台为客户降的很好的实例。针对国内食品机械的自动化程度较低的现状,还有很多自动化应用工程空间。食品脱氧剂投入机使用了台达的SC系列PLC来控制台达伺服系统,达到了使用要求。(end)
空调系统结构图
引言
可编程控制器(PLC)是一种数字运算与操作的控制装置。PLC作为传统继电器的替代产品,广泛应用于工业控制的各个领域。由于PLC可以用软件来变控制过程,并有体积小,组装灵活,编程简单,抗干扰能力强及性高等特点,特别适用于恶劣环境下运行。
当利用变频器构成自动控制系统进行控制时,很多情况下是采用PLC和变频器相配合使用,例如我厂二催化的自动吹灰系统。PLC可提供控制信号和指令的通断信号。一个PLC系统由三部分组成,即处理单元、输入输出模块和编程单元。本文介绍变频器和PLC进行配合时所需注意的事项。
1.开关指令信号的输入
变频器的输入信号中包括对运行/停止、正转/反转、微动等运行状态进行操作的开关型指令信号。变频器通常利用继电器接点或具有继电器接点开关特性的元器件(如晶体管)与PLC)相连,得到运行状态指令,如图1所示。在使用继电器接点时,常常因为接触不良而带来误动作;使用晶体管进行连接时,则需考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素,保证系统的性。
图1 运行信号的连接方式
图2 变频器输入信号接入方式
图3 输入信号的错误接法
图4 输入信号防干扰的接法
PLC和变频器连接应用时,由于二者涉及到用弱电控制强电,因此,应该注意连接时出现的干扰,避免由于干扰造成变频器的误动作,或者由于连接不当导致PLC或变频器的损坏。(end)