臺達PLC和伺服的排盤機上的應(yīng)用

2013/7/9 10:35:34

臺達PLC和伺服的排盤機上的應(yīng)用

The development of tray arranging machinebased on Delta PLC、HMI and servo system

摘要：臺達具有完備的工控產(chǎn)品線，本文就基于臺達PLC、HMI和伺服驅(qū)動器的排盤機的開發(fā)過程加以詳細論述。

關(guān)鍵詞：排盤機臺達

Abstract:Delta has a very completed product line. This article describes the development of tray arranging machine whit Delta PLC、HMI and servo system

Keywords:Tray arranging machineDelta

引言：排盤機是食品自動化生產(chǎn)線中的重要組成設(shè)備，它將已經(jīng)成形的月餅、包子等食品按照設(shè)置好的行數(shù)和列數(shù)，均勻的排布到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的金屬托盤中，以便進行烘焙或加熱等后續(xù)生產(chǎn)工序。

一、 工作過程

排盤機的主要機械動作如下圖所示：

其中：

1.推盤動作：由步進電機驅(qū)動鏈條，鏈條上有金屬板，可將托盤推動一定長度的縱向距離。

2.落餅動作：由B2伺服驅(qū)動，經(jīng)過減速機和鏈條傳動，帶動整個輸送帶橫向移動，系統(tǒng)中的輸送帶電機是勻速運行的，因此可以根據(jù)落餅電眼(反射式光電傳感器)的信號加上適當(dāng)?shù)难訒r，精確控制落餅的時機。

3.由于輸送帶和托盤之間有一定的高度差，為了減小月餅等下墜導(dǎo)致的變形或彈跳，輸送帶的末端設(shè)置有斜坡，由氣缸控制其抬起與放下。

二、 主要電氣部件配置

臺達 DVP-32ES00T2 PLC *1

臺達 DOP-B07S411 人機屏 *1

臺達 B2伺服驅(qū)動器 *1

RisenScr RC2273步進電機驅(qū)動器 *1

PLC和HMI通過RS485接口進行通信，PLC通過發(fā)出脈沖和方向信號控制伺服驅(qū)動器和步進電機驅(qū)動器，并接收伺服的報警反饋信號。

三、 開發(fā)過程：

1. 伺服驅(qū)動器的參數(shù)確定：

ES2的向伺服發(fā)送脈沖信號的CH0（Y0，Y1）可輸出的最大脈沖頻率為100KHz，綜合考慮實際控制精度要求和PLC的脈沖輸出能力，需要對伺服驅(qū)動器設(shè)置電子齒輪。將P1-44（電子齒輪分子）設(shè)置為128，P1-45（電子齒輪分母）設(shè)置為1。這樣伺服馬達每轉(zhuǎn)所對應(yīng)的脈沖數(shù)=160000/128=1250。伺服馬達的傳動包括減速機、齒輪和鏈條。減速機的減速比為7.5，齒輪的齒數(shù)為26，每節(jié)鏈條長度為12.7mm，則

每毫米位移所對應(yīng)的脈沖數(shù) = = 28.392

精度能夠滿足要求。

2. 步進驅(qū)動器參數(shù)的確定：

步進電機通過齒輪、鏈條傳動進行推盤動作。齒輪的齒數(shù)為13，每節(jié)鏈條長度為12.7mm，步進電機驅(qū)動器的分度若選擇200（200 Pulse/round），則

每毫米位移所對應(yīng)的脈沖數(shù) = = 1.211

很明顯這樣無法保證足夠的精度，嘗試提高步進驅(qū)動器分度為3000（3000 Pulse/round），則

每毫米位移所對應(yīng)的脈沖數(shù) = = 18.181

這樣的控制精度可以滿足要求。

3. 設(shè)計中遇到的其它問題：
①在試運行的過程中，發(fā)現(xiàn)在推盤速度設(shè)置較快的情況下，推盤的精度仍然無法保證，經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，由于托盤只有鏈條上的金屬板推動，再并無其它固定措施，當(dāng)推盤就位時，PLC立刻停止輸出脈沖，步進電機立刻停止動作，但托盤由于慣性還會繼續(xù)向前滑動一小段距離。為了消除這種現(xiàn)象，采用附帶加減速脈沖的PLSR命令發(fā)送脈沖，其中的S3參數(shù)（加減速時間）設(shè)置為K500（500Ms），使得此問題得到了很好的改善。

②由于沒有設(shè)置實體急停按鈕，在程序中加入了暫停功能，按下“暫?！焙?，機器的所有動作都將停止，由用戶通過點擊“復(fù)位”或“啟動”來選擇回到初始狀態(tài)還是繼續(xù)運行。同樣是利用上面所述的三個線圈，“暫?！焙汀皢印狈謩e對應(yīng)置位這三個線圈和復(fù)位這三個線圈的功能。但其中另外加入了一個輔助線圈，防止在試用期過期的情況下，仍可通過“啟動”按鈕使三個線圈復(fù)位而運轉(zhuǎn)機器。

程序結(jié)構(gòu)如下圖所示：

其中S10、S20、S30分別是落餅動作、推盤動作和落盤動作的初始步，在需要的時候通過對相應(yīng)線圈的置位來啟動相應(yīng)功能，在動作完成后將相應(yīng)的動作完成標(biāo)志線圈置位，從而使動作協(xié)調(diào)有序，這樣做的另外一個好處就是程序清晰明了，便于編程和調(diào)試。

四、 結(jié)束語：

現(xiàn)場實際運行過程中，設(shè)備運行平穩(wěn)高效。系統(tǒng)調(diào)試也十分簡單易行，而且設(shè)備成本也更低，得到客戶的一致好評。