臺達自動(dòng)化平臺在高速螺桿分裝機上集成應用
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以一臺4頭螺桿分裝機的控制為例，設備要求完成送瓶傳送帶的變頻調速驅動(dòng)和帶動(dòng)螺桿的四臺伺服電機的同步驅動(dòng)。其它控制要求，如送粉控制、送塞控制、藥粉攪拌控制、灌裝口藥瓶檢測、螺桿碰壁報警等，都是常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)量控制邏輯，通常的PLC系統都可以完成，本文為突出重點(diǎn)，略去不作討論。通用設計方案中控制系統結構如圖1所示。
圖1 螺桿分裝機PLC控制系統典型配置
PLC系統為完成1-4軸伺服電機控制，要采用專(zhuān)用的位置控制單元模塊，每一臺伺服電機接收來(lái)自位控單元的脈沖序列完成螺桿推進(jìn)動(dòng)作。 對于只要求做1軸或2軸控制的螺桿分裝機，通常也會(huì )采用PLC主機內置的2軸脈沖輸出，但是PLC主機輸出的脈沖頻率上限都較低，為使伺服電機達到最高轉速，需要調低伺服電機的控制分辨率，設備分裝的精確性會(huì )受到影響。 送瓶傳送帶電機要用變頻器驅動(dòng)，為實(shí)現平滑調速PLC要配置1塊D/A單元。 3臺達自動(dòng)化方案特色 采用臺達自動(dòng)化產(chǎn)品，為完成上述的任務(wù)，設計中采用如圖2所示的控制結構。系統中省去了D/A單元和位控單元，節省了成本，減少了配線(xiàn)，更重要的是系統性能有了實(shí)質(zhì)性的提高。 3．1獨立自動(dòng)化技術(shù)平臺PLC主機通過(guò)RS-485總線(xiàn)與變頻器和四臺伺服驅動(dòng)器聯(lián)在一起。這是臺達自動(dòng)化產(chǎn)品的特色，臺達的任何一種控制器件，小到一只溫控儀表都在本機上配置有符合MOS-BUS通訊協(xié)議的RS-485總線(xiàn)，設計中可以根據系統具體要求靈活地組成不同的控制架構，提高系統的功能和效率。
圖2 螺桿分裝機PLC控制系統臺達配置
本例中，共有四臺伺服電機，每次分裝的動(dòng)作要求，即電機的旋轉角度和旋轉速度通過(guò)PLC的485通訊接口傳送到驅動(dòng)器的寄存器里，每次動(dòng)作執行由PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)來(lái)觸發(fā)。 3.2臺達PT伺服模式 伺服電機工作在臺達特有的PR模式（即寄存器控制定位模式）下，工作時(shí)只需要等待觸發(fā)信號，而不必接收脈沖序列，這也可以看做由內部預置的脈沖發(fā)生器來(lái)指揮運行。與傳統的脈沖序列定位模式（在臺達稱(chēng)PT模式，仍可以選有）相比，本機上應用PR模式的優(yōu)點(diǎn)是： （1）提高信號抗擾能力。如果伺服電機采用脈沖序列來(lái)工作的話(huà)，脈沖的傳遞線(xiàn)路極易受到電氣干擾，但在PR模式下，不再有脈沖信號的傳遞，也就沒(méi)有抗擾工作的麻煩。 （2）簡(jiǎn)化布線(xiàn)。PR模式省去復雜的雙絞屏蔽線(xiàn)的布線(xiàn)的煩瑣，特別在設備被控軸數多的時(shí)候，對比特別明顯。 （3）提高定位運行品質(zhì)。伺服電機在定位執行過(guò)程中，驅動(dòng)器知道總的目標值，進(jìn)而知道確切的脈沖偏差數，不象在PT模式下，一方面伺服的運行使得脈沖偏差在縮小，同時(shí)后續的脈沖又使得偏差在增大，因此PR模式在位置閉環(huán)運算中可以獲得更好的控制品質(zhì)。 （4）便于系統擴展。當系統要對更多數量的伺服軸進(jìn)行控制時(shí)，只需要把它們分別聯(lián)在RS-485總線(xiàn)上，對PLC的點(diǎn)數和位控輸出的軸數沒(méi)有影響，便于實(shí)現系統擴展。 （5）降低PLC系統成本。通常的系統中，因為對PLC輸出脈沖的上限頻率的軸數的特別要求，總是要功能相對要強的PLC類(lèi)型，自然價(jià)格就相對要高。而在臺達提供的方案中，PLC只要能完成基本的邏輯控制任務(wù)即可，實(shí)際應用中我們也是采用相對功能簡(jiǎn)單的模塊來(lái)實(shí)現的。 送瓶傳送帶的變頻器控制，也是同樣道理，采用RS-485總線(xiàn)來(lái)傳送速度指令。因為是數字通迅，速度傳送沒(méi)有偏差，同時(shí)也具有簡(jiǎn)化布線(xiàn)、便于擴展的優(yōu)點(diǎn)。 4結束語(yǔ) 以上是臺達自動(dòng)化產(chǎn)品在螺桿分裝機上的一個(gè)應用實(shí)例，臺達可以提供用以解決生產(chǎn)設備自動(dòng)化控制的整套解決方案，基于各種完成控制、驅動(dòng)、操作、測量任務(wù)的單元器件，可以搭建出不同架構的控制系統，特別適合于利用分布式控制原則解決綜合性的控制任務(wù)，目前臺達自動(dòng)化產(chǎn)品已成功應用于國內制造的幾乎全部種類(lèi)的制藥機械上。
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