1 nbsp 引言

　　此系統(tǒng)屬于食品機(jī)械的投入機(jī)的自動化控制系統(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;因?yàn)樗土向?qū)動使用的是步進(jìn)電機(jī)，這樣就會要求送料要有反饋，所以從動輪上安裝了編碼器做為反饋信號的來源，由于控制部件的組合以及于機(jī)械機(jī)構(gòu)的聯(lián)動配合問題，在調(diào)試時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 nbsp 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，所以工藝過程相對復(fù)雜一些，主要要求如下：通過設(shè)定不同的料袋長度尺寸和間距，可以加工4種規(guī)格的產(chǎn)品;要求實(shí)際偏差不得超過±5mm;要求在連續(xù)運(yùn)行時的加工速度要能達(dá)到每分鐘170個;要求刀速和步進(jìn)的速度都能有四個檔的調(diào)整;報警上下限設(shè)定;偏差微調(diào)功能，并且顯示微調(diào)值;要求有兩個外部聯(lián)動功能，啟動不同的聯(lián)動信號可以達(dá)到包裝線聯(lián)動的功能;要求具有生產(chǎn)計數(shù)的功能，可實(shí)現(xiàn)計數(shù)有效無效的切換。工藝過程如圖1所示。

　　3 nbsp 系統(tǒng)設(shè)計

　　3.1 電控系統(tǒng)設(shè)計

　　(1)plc系統(tǒng)需求分析。6個數(shù)字量輸入;3個數(shù)字量輸出;1個伺服控制;1個步進(jìn)控制;1個由ab相的編碼器發(fā)出的高速脈沖計數(shù)。

　　(2)控制系統(tǒng)配置設(shè)計。觸摸屏：臺達(dá)dopa57gstd;plc：臺達(dá)dvp12sc11t;伺服控制器：臺達(dá)asd-a021la;臺達(dá)編碼器es3-06cn6941;步進(jìn)驅(qū)動器和電機(jī);料檢測接近開關(guān);刀位檢測接近開關(guān);外部連動接近開關(guān)。

　　觸摸屏主要是用來顯示和控制、報警、報警上下限設(shè)定、采集數(shù)據(jù)顯示微調(diào)、報警數(shù)據(jù)顯示、記錄產(chǎn)量等;plc主要是采集數(shù)據(jù)并計算，控制伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的動作，報警的判斷和輸出;伺服電機(jī)的作用是用來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輪的轉(zhuǎn)動的實(shí)際角度采集出來，送給plc。

　　3.2 控制軟件功能設(shè)計

　　(1)系統(tǒng)的功能要求。可以設(shè)定干燥劑的長度和間距，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檔位，適應(yīng)不同的要求;可以設(shè)定上下限報警，來控制誤差的范圍;顯示報警畫面、報警信息;報警上下限設(shè)定;具有偏差微調(diào)功能，并且顯示微調(diào)值;要求有兩個外部聯(lián)動功能，啟動不同的聯(lián)動信號可以達(dá)到聯(lián)動的功能;要求具有生產(chǎn)計數(shù)的功能，可實(shí)現(xiàn)計數(shù)有效無效的切換;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)動外還能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行和點(diǎn)動的功能。

　　(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)來控制步進(jìn)電機(jī)，那么運(yùn)行一段時間后一定會出現(xiàn)累計誤差，會使所切的干燥劑長度相同但是會切到料上，所以必須使用編碼器采集回來的脈沖數(shù)作為反饋來給步進(jìn)發(fā)脈沖。

　　(3)hmi(觸摸屏人機(jī)界面)畫面設(shè)計。主頁;控制畫面;參數(shù)設(shè)置畫面;步進(jìn)速度設(shè)置畫面;切刀速度設(shè)置畫面;報警畫面。

　　(4)plc模塊設(shè)計。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;計數(shù)功能;伺服和步進(jìn)控制;報警控制。

　　4 nbsp 機(jī)電系統(tǒng)調(diào)試

　　4.1 機(jī)電位移脈沖當(dāng)量

　　通過反復(fù)的試驗(yàn)得到一個試驗(yàn)值：就是料每移動1mm編碼器的脈沖數(shù)是多少個，在這臺設(shè)備上得到的數(shù)據(jù)是，每移動1mm編碼器的脈沖數(shù)是5個，而且相對準(zhǔn)確。

　　4.2 伺服頻率當(dāng)量

　　通過反復(fù)試驗(yàn)得到兩個數(shù)值：就是為達(dá)到每分鐘加工速度為170個，那么對步進(jìn)和伺服發(fā)出的脈沖頻率是多少，經(jīng)過試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)是步進(jìn)額為4khz，而伺服應(yīng)該是80khz;其實(shí)，本來可以通過計算可以得到這個數(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題，所以不能完全套用計算所得到的數(shù)值。

　　4.3 料位檢測

　　調(diào)整料檢測的高度也是一個比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，如果不能調(diào)整好高度會對切斷的準(zhǔn)確性起到?jīng)Q定性作用。

　　5 nbsp 結(jié)束語

　　此設(shè)備的使用臺達(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)平臺為客戶降低成本的很好的實(shí)例。針對國內(nèi)食品機(jī)械的自動化程度較低的現(xiàn)狀，還有很多自動化應(yīng)用工程空間。食品脫氧劑投入機(jī)使用了臺達(dá)的sc系列plc來控制臺達(dá)伺服系統(tǒng)，達(dá)到了使用要求。