台达工控产品在包装机系统的应用

时间:2022-05-01 10:42:58 作者:gyfvjfghgn 综合材料 收藏本文 下载本文

“gyfvjfghgn”通过精心收集,向本站投稿了5篇台达工控产品在包装机系统的应用,这次小编给大家整理后的台达工控产品在包装机系统的应用,供大家阅读参考,也相信能帮助到您。

篇1:台达工控产品在包装机系统的应用

引言

目前,国内的塑料、橡胶等包装行业普遍采用连续型包装机,这种包装机使用成型模具进行包装封口,控制简单,但包装效率和成功率不高,而且模具检修不方便,因此,许多厂家转向开发使用间歇型包装机,降低废品率,提高包装效率,而且可以改变塑料袋包装长度,

本文介绍的包装机主机系统采用台达PLC作为控制系统核心,并以台达其他工控产品相配合,在传统包装机的基础上加以改进,实现间歇式包装,使得包装机包装速度提高,定位更准确,系统更加可靠、稳定,符合、满足现代包装行业的发展要求。

由上面的结构图可以看出,PLC主机是本包装机控制系统的核心。在本系统中,人机交互界面负责主要操作功能按键和系统状态显示:行手自动切换、设置上下膜压封部分加热的目标温度、调压模块输出的对应电压、主拖电机和上下膜电机运行速比、显示当前机器运行中的包装数目、上下膜压封部分的检测温度和目标温度,压封切割状态等;热电偶采集上下膜压封部分的当前温度信息传递给温控模块,温控模块对这些信息进行处理后转移给PLC主机,最终显示在人机界面上;主控光标和纠偏光标通过检测包装袋上的光标标志,传递给PLC主机进行处理。

系统设计

按照预定设计要求,本包装机需完成进料、压封、切口、切割、计数等功能,主要包括以下几个部分:

可编程控制器

本系统PLC选用台达DVP28SV11T一台。该主机最多可连接16台(左侧扩展8台 右侧扩展8台)模拟、温度、轴控、通讯等特殊扩展模块,内设200kHz四轴独立与脉冲输出二组直线/圆弧插补的运动指令,让位置控制的应用要求可轻易达成。

由表1可以看出,台达DVP28SV11T具有4点高速脉冲输出,可以用于步进电机的驱动;内建RS232通讯和MODBUS通讯协议,可以同时连接人机界面和温度控制器;例外,该PLC支持外围扩展,可以连接DA模块和IO模块。

人机交互装置

本系统HMI选用台达DOP-AS57BSTD一台。人机交互界面通过RS232与PLC主机通讯。

本系统温控模块选用台达DTC1000V和DTCV各一台。温控模块与PLC主机使用MODBUS ASCII进行通讯。

状态读取

使用MODRD语句可以从PLC中读取温控器的状态值,例如当前温度,目标温度等,可以通过改变参数n的值来设置读取的笔数。

需要指出的是,温控器的读取的相关数据储存在PLC主机寄存器的D1070~D1085中,由于是ASCII码数据,PLC会将这些数据转换成HEX即 16进制数据存在PLC主机寄存器的D1050~D1055中,而MODRD语句就是将温控器中检测的信息数据读出传递给PLC的D1070~D1085 寄存器进行处理。

在本包装机中,我们用MODRD语句读取两笔,分别是当前温度值和目标温度值。

参数写入

读写操作

同MODRD语句类似,MODWR可以实现温控器参数的写入,

用MODRW语句可以通过MODBUS实现对DTC温控器参数的读取和写入。

电机驱动装置

本系统驱动步进电机是通过PLC主机发出PWM脉宽调制信号到步进电机驱动器,经步进电机驱动器来实现驱动步进电机运转的目的。本包装机选用的步进电机驱动器有多细分选择、正反转设置、驱动电流大小等参数可以设置。同时可以由PLC输出点控制步进电机运转方向和驱动步进电机的脉冲个数。

由于本包装机对包装误差要求比较严格,所以在选择步进电机硬件参数上需要特别注意,在PLC程序中也应该做到尽量优化。

在上下电机送膜阶段,上下膜电机一直转动送膜,同时主拖电机一直转动推动压封好的膜及待压封的膜前进,直到主控光标检测到停止位的光标标志,此时全部电机停止转动。

此处,K1000表示脉冲输出频率为1KHz,输出脉冲个数为D20中存储的数值(可以在触摸屏上进行人工设置),Y0为输入点(在本包装机中为上膜电机)。例如设置D20=0,则PLC的Y0一直输出脉冲。

默认情况下,电机正转,当步进电机驱动器对应的方向控制接点得电之后,电机反转。在包装机开始阶段的人工牵引上下膜阶段,需要实现电机的正反转来调整膜的位置。

误差调整设计

在本包装机控制系统纠偏功能中,使用了2个光标检测开关,分别检测上膜和下膜的光标标志,若发现二者检测到的开关量变化时间不同步,则说明上下膜存在移位偏差,此时,通过PLC主机程序对滞后膜(上膜或是下膜)对应电机加送脉冲个数,以此来补充滞后距离。

实验发现,以此种方式减小误差的方式有一定限制,需要注意补充脉冲发出的时间段。在运动中补充脉冲或是在上下膜压封阶段补充脉冲,二者具有一定的差距:前种方式可能会影响到压封的效果,因为当主控光标检测到分段标志的时候,立即进入切割环节,同时也是上下膜压封的时间,此时加送脉冲,由于“超前膜已经停止运动,而“滞后”膜的对应的脉冲还未用完,它对应的电机继续转动送膜,这样,容易导致滞后膜发生褶皱,容易导致次品甚至坏品的情况。而在压封阶段(此处主要是指检测到停止位光标,到正式压封前的一段时间内补送脉冲),可以获得较好的效果。

本测试程序以上膜超前,下膜滞后为例,通过定时器与计数器配合,实现测量上下膜的偏差时间,由于在送膜的过程中,膜的运转速度基本稳定,可以通过这一偏差时间乘以速度(这个速度可以在机电联合调试的实际得出),从而得到上下膜偏差距离,然后再根据步进电机的细分步数,求得应该滞后的下膜应该补充的脉冲个数。

结束语

本文介绍的间歇式包装机控制系统通过在本地某包装机械厂的实际应用中已获得成功,包装精度和包装成功率均达到预计要求。

参考文献

[1]台达.DVP PLC 应用技术手册[程序篇].

[2]台达.DVP PLC 应用技术手册[101例].

[3]台达.DOP-A人机界面应用技术手册.

篇2:台达变频器在并纱机上的应用

VFD-B变频器

VFD-B变频器是台达高性能、向量型交流电机驱动器,采用高品质的元件、材料及融合最新的微电脑控制技术制造而成,能够完美地满座低压范围内的高性能应用要求,与其它台达型号变频器相比,将为用户带来独一无二的驱动技术灵活性。VFD-B变频器以其模块化的设计(功率模块、控制单元和PU01)及其安全保护功能(集成化的故障安全保护)、通讯能力(Modbus networks)和能量回馈等各种独创功能而卓尔不群,可以适用于各种驱动解决方案。

其主要特点如下:

(1)集成了故障安全保护功能:

构建带有故障安全保护功能的驱动系统时,不需要附加设备即可集成标准的自动化系统中,完成自动化与驱动的完美组合。

(2)实现了再生能量的回馈:

配有再生能量回馈能力的功率块。

(3)增强的环境适应力和耐受力:

采用了智能冷却的设计理念,增强了变频器的鲁棒性。

(4)无故障化的安装、运行控制和简单的维护;

RF231B并纱机

RF231B并纱机的特点:

(1)采用了单面电机驱动和变频调速,使卷绕线速的调节更简便,工艺调节更灵活;

(2)电子断头检测装置的应用,可避免缺股纱的产生;

(3)警示复位按钮的应用,使得纱断锭位易发现;

(4)采用分段组装式结构,可缩短现场安装时间;

(5)操作面板:操作简单方便,可很容易地设定线速度,设定并监视运行线长;

(6)气动抬升装置:气动铲的设计使得纱断时可立刻铲起筒子,接头十分方便;

(7)张力装置:通过加减张力片可很容易地实现张力的调节。

并纱筒子的卷绕密度在很大程度上决定于卷绕张力,卷绕张力大,可增加筒子的卷绕密度,增加容量;但卷绕张力过大,将使纱线伸长,破坏纱线的弹性和条干均匀度,且不利于后道工序加工;卷绕张力过小,筒子断头后易嵌入筒子内,接头时不易寻找纱头,而且筒子容量减小,纱线也有可能从筒子上成叠脱落,因此,卷绕张力必须适当。

卷绕张力除受卷绕线速度影响外,张力装置对它的调节作用也十分重要。本机采用的自重压盘式张力装置,主要通过选择张力垫片和增减张力片数量来控制纱线张力。

为了平衡卷绕张力,在选择张力片重量时,必须注意到卷绕线速度与纱线规格。纱线细,卷绕速度愈高时,应选用较轻的张力片;反之,则须稍重一些。

(8)筒子架压力补偿装置:它主要有两项功能:①调节筒子与槽筒之间的接触压力,以调节筒纱的卷绕密度或硬度;②在筒纱卷绕直径增大时,由于筒子重量的增加,筒子架压力相应增大,通过筒子架压力补偿装置加以补偿,由此使筒子架压力在整个筒子卷绕期间趋于均匀。

(9)槽筒:槽筒通过其沟槽的引导把纱交叉卷绕在筒子上,同时,这种传动筒纱的回转方式可以使筒子从开始卷绕到卷绕结束,其卷绕线速度保持恒定,而与筒纱直径大小无关。

(10)气动抬升部件:断纱时断纱检测装置将信号反馈给电磁阀,这时气路接通,气缸推动气动铲将筒纱抬起。

加装变频器后,通过车头控制仪快慢速频率设置,能够完整的拟合出并纱过程中工艺要求的速度曲线,使其在并纱全过程中大小纱的纱线张力的一致性相对恒定,纱线重叠现象得到有效的避免,使成纱质量有大幅度的提高。实践证明:使用变频器后,大小纱的并纱张力的一致性相对无变频器要均匀的多;在成纱重量差异(大小纱的差异,无变频器时是明显存在的)及成纱毛羽差异得到了改善。

控制系统

RF231B并纱机性能优良、操作方便,机电一体化程度高,具备:系统参数设定,定长使能,整车设定,单节设定,单锭设定,参数显示,产量管理,通讯状态等功能。

台达TP04文本按键介绍

(1)ESC-退出键:

表示不确认此结果或退出到上一画面。

(2)ENTER-确认键:

表示对设定的数据或选定的结果确认。

(3) -向下/数值减少键:

表示向下翻页或数值的减少设置。

(4)▲-键向上/数值增加键:

表示向上翻页或数值的增加设置。

(5) -左向移位键:

表示选定的图标向左移动。

(6) -右向移位键:

表示选定的图标向右移动。

(7)F0/F5:

在系统菜单操作时可以作为0(F0)或5(Shift F0)的常数输入键,在使用者页面时可由使用者定义其他功能。其他功能键亦然。

(8)Shift:

此键是配合功能键F0~F9做特殊功能使用。

使用说明

(1)快速频率设定:表示该设备需要运行的最高频率数,最大数值为50,超过50时,系统默认为50。快速频率参数设置范围:0~50HZ。快速频率运行时间表示设备在最高频率运行时所保持的时间,设定范围为1-10s。

(2)慢速频率设定:表示该设备需要运行的最低频率数,最大数值为50,超过50时,系统默认为50。慢速频率参数设置范围:0~50HZ。慢速频率运行时间表示设备在最低频率运行时所保持的时间,设定范围为1-2.5S。

(3)锭子总数:表示整机设备的锭子数目。一般在出厂时根据实际锭子数量设定好,不需要更改;但可以由实际生产情况的实际数目进行设定。应该设置为10的整数倍数值。

(4)参数设定方式选择:表示参数参数设定是否用整车还是单节。设定0表示整车统一设置,此时整车的参数一致;设定1表示单节设定,此时可以每节参数可以不一致,但需要在单节设定中进行设置;设定2表示单锭设定,此时可以每锭参数可以进行设置。

(5)定长使能:表示可以定义是否使用定长功能,

设定0表示有定长(定长功能开放),即定长达到后可以实现自动停车功能;设定1表示不使用定长功能(定长功能关闭),即纱线在不断头和有原料情况下可以无限的的做下去,此时需要人为控制纱线长度。

(6)定长长度:表示需要设置的定长值。

(7)左侧股数:表示整机左侧需要设置的纱线股数。

(8)右侧股数:表示整机右侧需要设置的纱线股数。

(9)单节设定:表示1至10节中设置的定长长度值和股数。

(10)单锭设定:表示1至100锭中设置的纱线定长长度值和股数。

(11)1-4班当班产量:表示选定的1-4班在本班次的产量。

(12)1-4班上班产量:表示1-4班的上一个班次的产量。

(13)班次选择:表示当班需要定义的班次。

(14)累计总产量:表示该设备自使用起累计的纱线长度。

(15)通讯状态:记录故障发生节号。

注意

1、在运行线长≥设定线长并开放定长功能状态下,电机自动停止运转,PLC自动进行单锭清零并重新计长。

2、用户在实际做纱时,快慢速频率差一般应控制在2~3Hz之间。

RF231B电气系统构成

传动部分

包括主电机、吹吸风电机、自动润滑装置、自动清洁装置、变频器、各种开关等。

数据检测部分

该部分由主轴、断纱检测传感器等组成。功能为自动检测纱线的运行,为计算班产、定长、股数控制提供数据。

变频器速度控制

该部分有左右台达VFD-B变频器控制分别左右电动机,变频器依据PLC传输的快慢速频率控制曲线自动调整电机运行,提高纱线质量和产量。

卷绕线速度通过车头控制箱上的电脑控制仪进行控制。卷绕线速度应根据纱线原料的品种规格,并结合前后道工序产量的衔接等因素来设置,卷绕线速度是通过变换电机频率来达到无级调速的。

卷绕线速度V=3.14*0.082*D1*N1/D2=12.5958f。

产量计算

产量Q(Kg/锭*时)=V*N*60/(1000*Nm)。

由此看来,变换不同的频率就可得到不同的卷绕线速度。不同规格原料的纱线,设置的卷绕线速应有所不同;在相同的卷绕线速度条件下,不同规格原料的纱线,其产量也各不相同,见表1。

现场安装调试

安装

在地面上弹一条中心线,使车头箱的中心线与之对齐,然后逐节安装;每一节的中心线均与之对齐。

检查

检查退纱轴与导纱钩的轴心是否对中;检查各轴承座上的紧定螺钉是否紧定;检查槽筒轴上的槽筒紧定螺钉是否紧定;检查带轮上的螺钉是否紧定;检查各挡圈上的螺钉是否紧定;检查筒子架上的各种螺钉是否全部并紧;检查气动各接头部位是否漏气。

以上检查必须逐个查实,否则会影响机器性能,而且会产生不安全因素。用手盘动槽筒手感是否太重,若太重,则需调整。经检查,一切正常后,方可按“开车顺序”上纱开车。

右侧槽筒逆时针转动,左侧槽筒顺时针转动(从车头看车尾方向)。若发现旋转方向不对,则调换电机相线接法。

筒管与槽筒的接触调整

(1)按节组装的机器,在出厂前已调整完毕,一般可直接试运行。

(2)将空筒管夹在筒管压盘之间,安装于筒子架上,使筒管能自由转动,然后轻轻按下筒子架,使筒管与槽筒接触,若接触不良,则须松开筒子架,转动筒子架使筒管与槽筒有良好接触.是否有良好接触,除了用目测方法外,还可以用手盘动槽筒来检验.若与其接触的筒管运转无跳动或顿滞现象,运行平稳顺畅,则说明接触良好,否则,就属接触不良,须重新调整。

(3)筒管的中心(轴向)应与槽筒中心(轴向)对齐。

(4)筒管与槽筒的接触压力应按卷绕的纱线品种规格来定,调节筒子架压力补偿装置压簧的起始位置,筒管与槽筒的接触压力就会发生相应变化。压簧的起始位置往上调,则接触压力增大,往下调则减小。

纱线张力调整

本机采用自重压盘式张力装置,纱线张力的控制主要通过选择不同的张力片与增减张力片的数量来调节。

引纱操作

(1)引纱线路

退解筒子上引出纱头→导纱钩→ 张力架瓷环→ 压盘式张力器→断纱检测器→集纱器→切丝器→导纱轮→导纱杆→进入卷取筒管。

(2)完成以上引纱操作,然后按启动按钮开始并纱。

断头打结

发生断头,电子断纱检测器会发出信号给单锭控制仪表或单面控制盒,其又将信号分别输给切丝器与电磁阀,从而使切丝器切丝,同时使气缸推动气动铲将卷绕筒子抬起。

(1)卷绕筒子停转后,反向转动筒子,找到断头,引好纱线,将纱线拉出打结;放下筒子架,使其停放在气动铲上。

(2)单锭控制时,按启动按钮,使气动铲落下,筒子接触槽筒开始运行,同时断丝监控器与切丝器又重新恢复工作。

结语

本文阐述台达VFD-B变频器产品在并纱机上的应用。从行业的角度讲述变频器的优势:电机速度调节范围更广,翻改品种快捷方便,无需更换皮带盘。

采用变频器控制电机可以最大潜力挖掘电机的无功功率,充分利用和提高功率因数,达到节电目的。变频器降速对减少小线毛羽效果较好,纱线成型良好,具有潜在商业价值。

参考文献

[1]陈佰时,陈敏逊.交流调速系统.北京:机械工业出版社,.

[2]张永惠.变频调速技术的发展(J).北京:自动化博览,.

[3]金大岭.变频器在车床主轴上的应用.深圳:变频器世界,.

篇3:台达20PM在精密冲压成型机上的应用

1 引言

一般普通冲压成型机如:冲床,主要是通过马达带动飞轮,传动至偏心曲轴,从而带动冲压模上下运动,完成工件冲压过程,这种传统的冲压方式,上模随模头上下运动,下模固定,一套模具只能生产单一产品,噪音大,调模时间长,生产效率低;本章介绍精密冲压成型机上模、母模、浮动、送料全部采用伺服驱动,整套模具都是活动的,通过各个活动模的位置关系同一套模具就可以生产不同规格的产品,设备调试时间短,生产工艺更加灵活,可以满足客户高精度、高效率冲压精密工件的复杂要求。

台达DVP-20PM00D是一款专用运动控制型PLC,其高速的运算处理能力和灵活的电子凸 能,可以很好地实现各活动模运动轨迹控制、逻辑动作控制、直线/圆弧插补控制等,解决了传统冲压成型机噪音大、产品单一、调机时间长、精度低等问题。

本文基于台达20PM型号PLC产品配合台达高性能ASD-A 伺服驱动器来实现精密冲压成型机的控制,为业界起到重要的借鉴作用。

2 系统电气配置

系统电气配置表如表1所示。

表1 系统电气配置表

3 系统控制架构

系统控制架构如图1所示。

图1 系统控制架构图

4 系统功能实现

4.1 电子凸轮的实现方式

(1)X/Y/Z轴系统参数初始化

a)工作模式设定:单位、倍率、脉冲形式、原点回归方式、坐标系,参数设置如表2所示。

X轴:D1816;Y轴:D1896;Z轴:D1976。

表2 X/Y/Z轴系统初始化参数设定表

b)参数设定:马达运转一圈脉冲数/移动距离、最高速度、激活速度、原点回归速度、原点复位速度、单段速定位速度;

X轴:D1818~D1832;Y轴:D1898~D1912;Z轴:D1976~D1992.

(2)凸轮工作模式设定

X轴:D1847;Y轴:D1927;Z轴:D. 工作模式设置如表3所示。

表3 X/Y轴工作模式设定表

D1847/D1927/D2007的bit11=1,就开启该轴为电子凸轮的从轴。同时也可以通过此功能设定Y/Z从轴是否参与电子凸轮运动。

(3)主轴来源

获取主轴位置有多种方法:一是采用虚拟轴,计算简单准确;二是从主轴编码器或伺服脉冲获取,将主轴编码器信号进行处理;三是从测量编码器获取。获得编码器信号之后,将其换算成主轴位置;本案采用的虚拟主轴方式,通过20PM特有功能,无需配线即可方便实现多个电子凸轮从轴共享一个虚拟主轴。

本案采用虚拟主轴方式。虚轴讯号可以启动M1909让第一台20PM的Y轴作为虚拟主轴,第一台及后续20PM的X轴执行电子凸轮从轴,M1910可以控制从轴是否追随虚拟主轴。M1909和M1910的相关连线图如图2所示。

图2 M1909和M1910的相关连线图

多个20PM共享一个虚拟主轴处理方式,而且无需担心虚拟主轴经多个20PM后通讯延迟和信号衰减。

1#20PM M1909=1,M1910=0;

2#20PM M1909=0,M1910=1;

3#20PM M1909=0,M1910=1。

(4)电子凸轮啮合

实际上是获取主从轴之间的关系(称之为cam table)。cam table有两种方法表述:一是采用X、Y的点对点关系;二是采用两者的函数关系。X-Y轴运转命令设置如表4所示。

表4 X-Y轴运转命令设置表

X轴运行命令D1846=H,电子凸轮啮合模式激活。如果Y轴也为从轴D1927不需要单独设定。

4.2 电子凸轮曲线生成

a)CAM Chart建立

CAM 曲线上主要分为4个部份分别为主从轴相对位置、主从轴相对速度、主从轴相对加速度、及最下方的数据设定。

前三部份用来显示使用者所设定的CAM Data,其中横轴的部份皆为主轴的位置,纵轴分别为从轴的位置,从轴跟主轴的速度比,从轴跟主轴的加速度比。在数据的输入上 CAM Data 有两种方法表述:

一是采用主从轴的函数关系;二是采用两者的点对点关系,

此处采用第二种方式,配合台达触摸屏强大的配方功能实现主轴角度、从轴位置的灵活输入、保存;上位机参数设置图如图3所示。

图3 上位机参数设置图

b)CAM data动态修改

DVP-PM透过 DTO/DFROM 二个指令动态修改 CAM Data ,使用者可以在程序中依照不同的条件动态修改 CAM Data 形成不同的凸轮曲线。CAM Data 是浮点数型态,所以使用动态写入的数据要先使用 DFLT 指令转成二进制浮点数。

4.3 电子凸轮曲线偏移

CAM表生成后,主轴从轴位置关系就确定下来。根据工艺要求该电子凸轮起始点并非0点,需偏移到指定角度280度位置开始运行,此时各个从轴位置相距最远;因此必须通过电子凸轮偏移功能,透过CAM Chart查询到偏移角度所对应各个从轴的位置量,并单段速定位,以确保凸轮啮合时候各个从轴位于偏移位置点。相关梯形图如图4所示。

图4 电子凸轮相关设置梯形图

a) 电子凸轮曲线偏移功能

电子凸轮主轴偏移量:D1863..D1862;起始角度偏移标志:M1752。

b) 当前位置写入使能

如表5所示:

表5 当前位置写入使能表

c) 从轴位置同步更新

X轴:M1750;Y轴:M1830;Z轴:M1990

4.4 周期电子凸轮停止

周期式电子凸轮周期结束标志位M1813,通过该标志位可以计算电子凸轮周期只执行的次数。其停止方式可以分成两种:

电子凸轮主轴周期停止位置:D1819..D1818;电子凸轮周期停止标志:M1841

1)暂停:直接停止主轴,但保持啮合状态;主轴再运行时,各从轴从停止点继续按CAM曲线方式运行。如图5所示:

图5 电子凸轮暂停梯形图

2)周期停止:可以根据要求指定主轴停止角度,当检测到周期停止信号时,主轴詹涣⒓赐V梗而是继续运行到所设定主轴角度位置,同时各从轴也根据CAM曲线停止在该角度对应位置,电子凸轮仍然保持啮合。主轴再运行时,各从轴从停止点继续按CAM曲线方式运行。如图6所示:

图6 电子凸轮周期停止梯形图

4.5 电子凸轮曲线平滑

采用点对点方式生成CAMdata,由于设定点数的限制,CAM曲线相对比较粗糙,伺服马达在运行的过程中会出现明显的噪音,如果采用伺服P1-08参数限制,又会导致命令的延迟或变形,所以必须对CAM曲线进行细化(最大2048点),以保证速度曲线平滑。如图7所示:

图7 电子凸轮曲线平滑梯形图

(1)B样条曲线

如图8所示:

图8 B样条曲线图

平滑结果:速度、加速度平滑,但不经过原始点,插入的点数和平滑系数再高也只能无限靠近原始点。

(2)C样条曲线

如图9所示:

图9 C样条曲线图

平滑结果:速度、加速度平滑,也经过原始点,但会出现冲现象;

(3)CC样条曲线

如图10所示:

图10 CC样条曲线

平滑结果:速度、加速度平滑,也经过原始点,无过冲现象;

(4)摆线Cycloid

如图11所示:

图11 摆线Cycloid 曲线

平滑结果:速度、加速度平滑,也经过原始点,无过冲现象;从轴以设定最大速度做区间定位。

5 结语

目前该设备已经投入使用,生产效率及重复定位精度均满足客户要求,并已申请专利。台达20PM运动型PLC灵活的电子凸 能:CAM曲线自动生成、动态修改、偏移、平滑等为精密成型机提供了良好的技术基础,同时单个虚拟主轴多个从轴运动方式为多轴协调运动控制提供了新的解决方案。可推广应用于机械手搬运填充、喷涂等多轴运动场合。

篇4:台达自动化平台在高速螺杆分装机上的集成应用

引言

粉针是医学临床应用上的重要的药品剂型,广泛应用于静脉注射、肌肉注射用途,不断扩大的用量需求和不断提高的分装要求推动着粉针分装设备的更新和发展,

粉针分装可以通过不同的原理完成。国内螺杆分装机是粉剂制药企业当前的主流设备。螺杆分装机机械原理成熟可靠,设备占地面积小,便于同前后工序的制药、包装设备联线工作。螺杆分装机的机械系统设计经历了几个阶段的发展过程,在每一阶段都有与之相适应的电气控制系统配合工作。机械系统设计目前已趋于稳定成熟,电气控制系统的研究和进步对整机分装性能的进一步提高有着突出的作用。

螺杆分装机的工作原理是通过高速旋转的螺杆向药瓶内推进药粉,快速性和准确性是设备的两个基本要求。缩短螺杆在每次分装推进时的占用时间,就可以提高分装速度,这要求螺杆旋转速度要高,动态响应要快,现在的设备分装速度已可以达到300瓶/分。增加设备上螺杆的数量,可以同时对几只药瓶进行灌装,也是提高设备快速性的有效手段,目前国产分装机上可以见到一头、二头、四头的配置。

为保证分装准确性,通常采用交流伺服电机来直联驱动分装螺杆,早期设备应用过步进电机,但随着设备要求的提高和伺服电机价格的下降,步进电机在该设备上已基本不用。伺服电机动态性能的调整也至关重要,如果加减速响应迟缓,连续灌装中前后相邻两次推进的药粉没有清晰的边界,也会造成装量不准确。

因此,电气控制系统的合理设计与提升螺杆分装机的工作性能直接相关。台达自动化产品可以为螺杆分装机的应用提供一套完整的控制驱动解决方案,设计中通过优化控制结构和应用性能更高的控制器件可以使得分装机工作更快速、更精准。本文中介绍的是应用台达自动化产品设计的一台4头螺杆分装机的应用实例。

控制系统分析

以一台四头螺杆分装机的控制为例,设备要求完成送瓶传送带的变频调速驱动和带动螺杆的4台伺服电机的同步驱动。其它控制要求,如送粉控制、送塞控制、药粉搅拌控制、灌装口药瓶检测、螺杆碰壁报警等,都是常见的开关量控制逻辑,通常的PLC系统都可以完成,本文为突出重点,略去不作讨论。通用设计方案中控制系统结构。

PLC系统为完成1-4轴伺服电机控制,要采用专用的位置控制单元模块,每一台伺服电机接收来自位控单元的脉冲序列完成螺杆推进动作。

对于只要求做1轴或2轴控制的螺杆分装机,通常也会采用PLC主机内置的2轴脉冲输出,但是PLC主机输出的脉冲频率上限都较低,为使伺服电机达到最高转速,需要调低伺服电机的控制分辨率,设备分装的精确性会受到影响。

送瓶传送带电机要用变频器驱动,为实现平滑调速PLC要配置1块D/A单元。

台达自动化方案特色

采用台达自动化产品,为完成上述的任务,设计中采用如图2所示的控制结构。系统中省去了D/A单元和位控单元,节省了成本,减少了配线,更重要的是系统性能有了实质性的提高,

独立自动化技术平台

PLC主机通过RS-485总线与变频器和四台伺服驱动器联在一起。这是台达自动化产品的特色,台达的任何一种控制器件,小到一只温控仪表都在本机上配置有符合MOS-BUS通讯协议的RS-485总线,设计中可以根据系统具体要求灵活地组成不同的控制架构,提高系统的功能和效率。

本例中,共有四台伺服电机,每次分装的动作要求,即电机的旋转角度和旋转速度通过PLC的485通讯接口传送到驱动器的寄存器里,每次动作执行由PLC的一个输出点来触发。

台达PT伺服模式

伺服电机工作在台达特有的PR模式(即寄存器控制定位模式)下,工作时只需要等待触发信号,而不必接收脉冲序列,这也可以看作由内部预置的脉冲发生器来指挥运行。与传统的脉冲序列定位模式(在台达称PT模式,仍可以选有)相比,本机上应用PR模式的优点是:

提高信号抗扰能力

如果伺服电机采用脉冲序列来工作的话,脉冲的传递线路极易受到电气干扰,但在PR模式下,不再有脉冲信号的传递,也就没有抗扰工作的麻烦。

简化布线

PR模式省去复杂的双绞屏蔽线的布线的烦琐,特别在设备被控轴数多的时候,对比特别明显。

提高定位运行品质

伺服电机在定位执行过程中,驱动器知道总的目标值,进而知道确切的脉冲偏差数,不像在PT模式下,一方面伺服的运行使得脉冲偏差在缩小,同时后续的脉冲又使得偏差在增大,因此PR模式在位置闭环运算中可以获得更好的控制品质。

便于系统扩展

当系统要对更多数量的伺服轴进行控制时,只需要把它们分别联在RS-485总线上,对PLC的点数和位控输出的轴数没有影响,便于实现系统扩展。

降低PLC系统成本

通常的系统中,因为对PLC输出脉冲的上限频率的轴数的特别要求,总是要功能相对要强的PLC类型,自然价格就相对要高。而在台达提供的方案中,PLC只要能完成基本的逻辑控制任务即可,实际应用中我们也是采用相对功能简单的模块来实现的。

送瓶传送带的变频器控制,也是同样道理,采用RS-485总线来传送速度指令。因为是数字通讯,速度传送没有偏差,同时也具有简化布线、便于扩展的优点。

结语

以上是台达自动化产品在螺杆分装机上的一个应用实例,台达可以提供用以解决生产设备自动化控制的整套解决方案,基于各种完成控制、驱动、操作、测量任务的单元器件,可以搭建出不同架构的控制系统,特别适合于利用分布式控制原则解决综合性的控制任务,目前台达自动化产品已成功应用于国内制造的几乎全部种类的制药机械上。

篇5:数字信号分配器在红山地震台数字化地震观测系统中的应用

数字信号分配器在红山地震台数字化地震观测系统中的应用

为了保证红山地震台数字化观测系统的.正常运行和向国家台网中心的实时波形传输,数字信号分配器在数字化地震观测系统中的应用实现了数采输出的信号分道,分别输出到卫星、台站的实时监控前台机和备份前台机及数采监控仪.避免了实时监控机因硬件和软件故障所造成的台站资料断记和卫星传输中断,在全国数字化台站中具有普遍的应用价值.

作 者:刘立申 刘永刚 白云刚 王利兵 王静 陈晓燕 蔡玲玲 Liu Lishen Liu Yonggang Bai Yungang Wang Libing Wang Jing Chen Xiaoyan Cai Lingling  作者单位:刘立申,白云刚,王利兵,陈晓燕,蔡玲玲,Liu Lishen,Bai Yungang,Wang Libing,Chen Xiaoyan,Cai Lingling(中国河北,055350,红山基准台)

刘永刚,王静,Liu Yonggang,Wang Jing(中国河北,056000,邯郸中心台)

刊 名:地震地磁观测与研究  ISTIC英文刊名:SEISMOLOGICAL AND GEOMAGNETIC OBSERVATION AND RESEARCH 年,卷(期):2008 29(1) 分类号:P315.62 关键词:数字化观测系统   信号分配器   应用  

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