臺(tái)達(dá)PLC和伺服的排盤機(jī)上的應(yīng)用

2013/7/9 10:35:34

臺(tái)達(dá)PLC和伺服的排盤機(jī)上的應(yīng)用

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

摘要：臺(tái)達(dá)具有完備的工控產(chǎn)品線，本文就基于臺(tái)達(dá)PLC、HMI和伺服驅(qū)動(dòng)器的排盤機(jī)的開發(fā)過(guò)程加以詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：排盤機(jī) 臺(tái)達(dá)

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(jī)是食品自動(dòng)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(jìn)行烘焙或加熱等后續(xù)生產(chǎn)工序。

一、 工作過(guò)程

排盤機(jī)的主要機(jī)械動(dòng)作如下圖所示：

其中：

1.推盤動(dòng)作：由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條，鏈條上有金屬板，可將托盤推動(dòng)一定長(zhǎng)度的縱向距離。

2.落餅動(dòng)作：由B2伺服驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過(guò)減速機(jī)和鏈條傳動(dòng)，帶動(dòng)整個(gè)輸送帶橫向移動(dòng)，系統(tǒng)中的輸送帶電機(jī)是勻速運(yùn)行的，因此可以根據(jù)落餅電眼(反射式光電傳感器)的信號(hào)加上適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，精確控制落餅的時(shí)機(jī)。

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(tái)達(dá) DVP-32ES00T2 PLC *1

臺(tái)達(dá) DOP-B07S411 人機(jī)屏 *1

臺(tái)達(dá) B2伺服驅(qū)動(dòng)器 *1

RisenScr RC2273步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 *1

PLC和HMI通過(guò)RS485接口進(jìn)行通信，PLC通過(guò)發(fā)出脈沖和方向信號(hào)控制伺服驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，并接收伺服的報(bào)警反饋信號(hào)。

三、 開發(fā)過(guò)程：

1. 伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)確定：

ES2的向伺服發(fā)送脈沖信號(hào)的CH0（Y0，Y1）可輸出的最大脈沖頻率為100KHz，綜合考慮實(shí)際控制精度要求和PLC的脈沖輸出能力，需要對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)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(dá)每轉(zhuǎn)所對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)=160000/128=1250。伺服馬達(dá)的傳動(dòng)包括減速機(jī)、齒輪和鏈條。減速機(jī)的減速比為7.5，齒輪的齒數(shù)為26，每節(jié)鏈條長(zhǎng)度為12.7mm，則

每毫米位移所對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù) = = 28.392

精度能夠滿足要求。

2. 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)的確定：

步進(jìn)電機(jī)通過(guò)齒輪、鏈條傳動(dòng)進(jìn)行推盤動(dòng)作。齒輪的齒數(shù)為13，每節(jié)鏈條長(zhǎng)度為12.7mm，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的分度若選擇200（200 Pulse/round），則

每毫米位移所對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù) = = 1.211

很明顯這樣無(wú)法保證足夠的精度，嘗試提高步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器分度為3000（3000 Pulse/round），則

每毫米位移所對(duì)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(jì)中遇到的其它問(wèn)題：
①在試運(yùn)行的過(guò)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(wú)法保證，經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，由于托盤只有鏈條上的金屬板推動(dòng)，再并無(wú)其它固定措施，當(dāng)推盤就位時(shí)，PLC立刻停止輸出脈沖，步進(jìn)電機(jī)立刻停止動(dòng)作，但托盤由于慣性還會(huì)繼續(xù)向前滑動(dòng)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(shí)間）設(shè)置為K500（500Ms），使得此問(wèn)題得到了很好的改善。

②由于沒有設(shè)置實(shí)體急停按鈕，在程序中加入了暫停功能，按下“暫?！焙?，機(jī)器的所有動(dòng)作都將停止，由用戶通過(guò)點(diǎn)擊“復(fù)位”或“啟動(dòng)”來(lái)選擇回到初始狀態(tài)還是繼續(xù)運(yùn)行。同樣是利用上面所述的三個(gè)線圈，“暫?！焙汀皢?dòng)”分別對(duì)應(yīng)置位這三個(gè)線圈和復(fù)位這三個(gè)線圈的功能。但其中另外加入了一個(gè)輔助線圈，防止在試用期過(guò)期的情況下，仍可通過(guò)“啟動(dòng)”按鈕使三個(gè)線圈復(fù)位而運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器。

程序結(jié)構(gòu)如下圖所示：

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

四、 結(jié)束語(yǔ)：

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)高效。系統(tǒng)調(diào)試也十分簡(jiǎn)單易行，而且設(shè)備成本也更低，得到客戶的一致好評(píng)。