【文章內容簡介】 關輸入量有：（1）啟動/停止信號（2）色標信號（3）糖果生產線上行程開關（4）包裝后的糖果輸送線上的行程開關（5）自動/手動開關（6）變頻器復位開關（7）噴膠開關（8）急停按鈕（9）色標開關（10）光電碼盤（11）速度調節(jié)（12）壓縮空氣開關輸出量有：（1）急停指示燈（2）無紙斷紙指示燈（3）色標補差信號燈（4）產品過大信號燈（5）強行送紙指示燈（6）色標狀態(tài)指示樓上（7）噴膠開啟狀態(tài)指示燈（8）步進電機控制器（9）急?？刂菩盘枺?0）電磁閥2 輸出信號都是一些開關輸出信號，如主電機驅動、步進電機驅動等，這些信號經(jīng)功率放大驅動對應的包裝執(zhí)行機構。人機界面使用RS232口進行通訊，變頻器使用RS485口進行通訊。 控制系統(tǒng)方式選擇現(xiàn)在比較成熟的控制技術有兩種：一種是分散控制系統(tǒng)，它的簡稱是DCS，另一種是PLC控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng)相比，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有特定的操作站，比較靈活，軟件和硬件是可以相互通用的，所以生產成本比較低，符合現(xiàn)在的生產要求。PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點（最多可達8000多個I/O）。如果系統(tǒng)被控對象主要是設備連鎖、回路很少，采用PLC控制系統(tǒng)較為合適。因此在糖果包裝機的控制系統(tǒng)方式的選擇上，采用PLC控制系統(tǒng)。糖果包裝機的控制對象相對集中，主要有變頻器控利用PLC可以構成多種控制系統(tǒng)：集中控制系統(tǒng)，單機控制系統(tǒng)，分散型控制、包裝紙位置調整、步進電機驅動控制等，因此我們選擇集中控制系統(tǒng)。集中控制系統(tǒng)模型如圖所示。各被控對象直接與PLC的I/O口相連接，進行通信、控制。為提高系統(tǒng)抗干擾能力，在硬件方面，交流電源增加濾波裝置，輸入信號進行光電隔離，并遠離強電布線。信號采用屏蔽線傳輸，為了消除、減弱共模和瞬變干擾，我們采用放射性一點接地等措施。控制對象B控制器控制對象A 控制對象C 圖232 集中控制系統(tǒng)模型圖糖果包裝機的運行我們有自動運行和手動運行兩種方式。與運行方式對應的是停止運行方式。糖果包裝機的停止運行方式包括正常停運、暫時停運、緊急停運三種。包裝機控制要求：手動運行：可以用按鈕對包裝機的各個部分進行單獨控制，便于工作人員調機，主要用于故障的檢修與恢復。自動運行:按下啟動按鈕，系統(tǒng)就會開始連續(xù)、協(xié)調、周期性地完成各包裝動作，直到系統(tǒng)出現(xiàn)問題或者接收到停止運行信號才會停止。3 糖果包裝機控制系統(tǒng)硬件設計與選型 主要器件的選型系統(tǒng)采用PLC進行集中控制。該異步電動機具有功能強大、效率高、起動轉矩大等優(yōu)點。電機的參數(shù)如表所示型號額定功率滿載時堵轉電流堵轉轉矩最大轉矩KW轉速(r/min)電流(A)效率(%)功率因數(shù)(cos)額定電流Ist/IN額定轉矩Tst/TN額定轉矩TM/TNY2 IP54143080 圖311 Y2IP54三相異步電機主要參數(shù) 整個控制系統(tǒng)需要控制器件有：臺達PLC、變壓器、VFDM變頻器、步進電機及其控制器等。 PLC的選型系統(tǒng)主要為開關量控制，經(jīng)我們的分析，共有16個開關輸入量，16個開關輸出量。要選擇PLC型號，我們要根據(jù)輸入輸出信號的數(shù)量、類型、控制要求，同時按I/O點數(shù)20％～30％的備用量原則，系統(tǒng)才選用了臺達DVP64EH型整體式PLC作為核心控制。DVP64EH跟其他控制器不一樣，它是一款可擴充的高性能型主機，具有高速度、高性能的小型PLC，在現(xiàn)代工業(yè)應用領域相當廣泛，有32個輸入點、32個輸出點，同時擁有我們常用的兩種通訊接口RS23RS485，完全能滿足這個裝置控制要求。 I/O地址分配 臺達DVP系列PLC地址順序以8進制編號。輸入繼電器、輸出繼電器的分配情況如下。 圖313 PLC的I／O分配表輸入項目名稱 對應輸入地址 輸出項目名稱 對應輸出地址編碼器A相輸入 X0 步進電機PLS Y0編碼器B相輸入 X1 步進電機DIR Y1編碼器Z相輸入 X2 步進電機FREE Y2啟動 X4噴膠電磁閥 Y3停止 X5 運行指示 Y4手動/自動 X6色標補償 Y5色標開關 X7缺紙斷紙 Y6強行送紙 X10產品過大指示 Y7壓縮空氣 X11 送紙電磁閥 Y10變頻器故障 X12推糖電磁閥1 Y11色標傳感器 X13變頻器繼電器 Y12來料檢測 X14壓縮空氣繼電器 Y13皺紙檢測 X15 送紙電磁閥 Y14斷紙開關 X16 推糖電磁閥2 Y15產品過大輸入 X17 壓縮空氣電磁閥 Y16故障復位 X20變頻器故障 Y17 變頻器的選擇 由于糖果控制系統(tǒng)對速度控制精度要求較高，屬于輕載。我們知道主電機的運行速度快慢直接影響包裝機的速度，所以，控制了主電機的速度也就控制了包裝機的運行速度。變頻調速是最經(jīng)濟、可靠的調速方式。分析主電機的功率。再加上光電編碼器與PLC、變頻器組成的閉環(huán)調速系統(tǒng)，進一步提高了包裝速度的精度。PLC通過RS485與變頻器進行通訊。 圖314 變頻器操作面板顯示部位顯示輸出的頻率、電流、線速度、異常內容、設定功能時的數(shù)據(jù)及其參數(shù)No RUN（運行）是變頻器運行的鍵 STOP（停止）使變頻器運行停止的鍵 MODE（模式）切換“輸出頻率電流顯示”，“頻率設定監(jiān)控”等各種模式以及將數(shù)據(jù)顯示切換為模式顯示所用的鍵 SET（設定）切換模式和數(shù)據(jù)顯示以及存儲數(shù)據(jù)所用的鍵。在“輸出頻率電流顯示模式”下，進行頻率顯示和電流顯示的切換 UP（上升）改變數(shù)據(jù)或輸出頻率以及利用操作板使其正轉運行時，用于設定正轉方向 DOWN（下降）改變數(shù)據(jù)或輸出頻率以及利用操作板使其反轉運行時，用于設定反轉方向 頻率設定鈕用操作板設定運行頻率而使用的旋鈕 圖314 操作面板功能 步進電機及其驅動器選擇步進電機的功能是一種專門用于位置和速度精確控制的特種電機，步進電機的最大特點是其“數(shù)字性”，步進電機在對于控制器發(fā)過來的每一個脈沖信號，其驅動器的推動下運轉一個固定角度，具有慣量低、精度定位高、無累積誤差、控制簡單，成本低(相對于伺服)、電機和驅動器不易損壞等特點，非常適合于微電腦和PLC控制。步進電機在糖果包裝機系統(tǒng)中用于糖果包裝紙的精確定位，當糖果包裝紙位置不合適時，色標傳感器發(fā)出信號，PLC根據(jù)信號發(fā)出脈沖給步進電機驅動器對包裝紙進行色標補償，驅動步進電機前后拖動，不斷調整包裝紙的位置，保證糖果包裝的質量。糖果包裝機步進電機保持轉矩為12，系統(tǒng)中選用深圳步進電機公司兩相步進電機110系列中的2S110Q03999型步進電機，使用2H1080型步進電機驅動器對其進行驅動。該型電動機的基本技術數(shù)據(jù)如表所示?！? 圖315 2S110Q03999型步進電機基本技術參數(shù)整步步距角（度）靜態(tài)相電流（A）相電阻（）相電感（mH）保持轉矩（）阻尼扭矩（）最大軸向負載（N）最大徑向負載（N）60220 2H1080型步進電機驅動器是兩相雙極整半步型步進電機驅動器。它的特點是高性價比，高速力矩大，相應快，光隔離拆分信號輸入，靜