關(guān)向東

（黑龍江迪爾制藥機(jī)械有限責(zé)任公司，黑龍江佳木斯 154007）

1 前言

阿膠作為一種中藥成品材料，廣泛應(yīng)用于多種中藥制劑，不斷擴(kuò)大的用量需求和對(duì)材料多種計(jì)量形式的要求，推動(dòng)著阿膠生產(chǎn)各工藝過(guò)程所應(yīng)用設(shè)備的發(fā)展，切膠機(jī)的作用是將蒸煮熬制，冷凝后形成的大的膠塊切割成各種尺寸或重量的小片，供下道工序使用。

2 控制系統(tǒng)的引出

傳統(tǒng)的切膠機(jī)大多采用半自動(dòng)設(shè)備，主要工作原理是由機(jī)械上的凸輪間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)完成膠塊的水平進(jìn)給輸送，配合兩次進(jìn)給的間歇由切刀的上下運(yùn)動(dòng)完成切片，雖然可采用變頻器調(diào)速控制產(chǎn)量，但膠片的厚度由凸輪間歇機(jī)構(gòu)決定，成品的多樣性不易實(shí)現(xiàn)。對(duì)此下面給出了一種以伺服電機(jī)取代機(jī)械機(jī)構(gòu)的控制方案。

3 控制系統(tǒng)的組成

如圖1所示為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成。

系統(tǒng)配置采用了臺(tái)達(dá)品牌自動(dòng)化產(chǎn)品，人機(jī)界面型號(hào)：DOP-A10THTD1，PLC主單元型號(hào)：DVP32EH00R2，伺服驅(qū)動(dòng)器型號(hào)：ASD-A1021AB，變頻器型號(hào)：VFD007E43A

利用上述元器件的本體上配置的符合MOD—BUS通訊協(xié)議的RS—485總線功能，實(shí)現(xiàn)將膠塊要求的尺寸或重量及產(chǎn)量以PLC為核心轉(zhuǎn)換成伺服電機(jī)運(yùn)行的長(zhǎng)度及速度。

圖1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

在這種控制方案中，人機(jī)界面完成工藝數(shù)據(jù)的輸入及工作過(guò)程的啟動(dòng)，監(jiān)控等，PLC作為核心主要完成工藝數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，設(shè)備輔助系統(tǒng)的控制[1]，如：膠塊運(yùn)行位置傳感器，扶住電磁閥，變頻輸送帶等，與進(jìn)給伺服系統(tǒng)，切刀伺服系統(tǒng)以通訊方式將轉(zhuǎn)換成的運(yùn)行角度及速度送達(dá)到驅(qū)動(dòng)器，按編制好的程序協(xié)調(diào)各部動(dòng)作。進(jìn)給伺服帶動(dòng)螺距6 mm長(zhǎng)度1 000 mm的螺桿，每運(yùn)行一個(gè)角度即膠塊的厚度，角度由上位人機(jī)界面輸入的工藝數(shù)據(jù)隨時(shí)改變，方便了不同尺寸或重量的調(diào)整，切刀伺服在切削各段的速度根據(jù)膠塊硬度實(shí)時(shí)調(diào)整，使得切下的膠塊平整。

4 具體的控制方案

4.1 人機(jī)界面程序的編制

開啟臺(tái)達(dá)觸摸屏編輯軟件Screen Editor 1.05.81,制作操作畫面，主要包括與PLC通訊用到的各種數(shù)據(jù)寄存器，位元件等。制作完成，經(jīng)編譯無(wú)誤，下載到觸摸屏。

圖2 相關(guān)的觸摸屏畫面

4.2 PLC程序的編制

（1）PLC作為控制系統(tǒng)核心，要啟動(dòng)其與伺服驅(qū)動(dòng)器，變頻器之間的RS—485通訊，利用編程軟件WPLsoft，編制梯形圖，將控制字HA6寫入寄存器D1120，即通訊傳輸速率設(shè)定為38 400，通訊格式：7，E，1，另作必要的通訊所需程序，如下位伺服驅(qū)動(dòng)器，變頻器所需站號(hào)，每站所需通訊時(shí)長(zhǎng)等。

（2）設(shè)備各輔助機(jī)構(gòu)的動(dòng)作邏輯。

（3）根據(jù)伺服電機(jī)帶動(dòng)的減速器速比1：3，以及螺桿的螺距6 mm,制作膠塊厚度對(duì)應(yīng)電機(jī)選擇角度的轉(zhuǎn)換程序等。

（4）編制必要的系統(tǒng)失控保護(hù)邏輯。

圖3 PLC程序中通訊控制字的寫入

圖4 PLC程序中的部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

4.3 變頻器，伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置

對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器可將通訊組參數(shù)按PLC的控制字HA6設(shè)定。

具體如下：

P3-00：通訊站號(hào)分別為1—2，P3-01：通訊傳輸速率設(shè)定為38 400，P3-02:通訊格式：7，E，1。

對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器其他參數(shù)設(shè)定如下：

P1——01 1 控制模式

P1——33 1 增量型位置指令

P2——10 1 伺服ON指令來(lái)源

P2——11 108 觸發(fā)信號(hào)輸入端

變頻器的主要參數(shù)設(shè)定如下：

02.00 3 頻率來(lái)源

02.01 1 運(yùn)行指令來(lái)源

09.00 3 通訊站號(hào)設(shè)定

09.01 3 通訊傳輸速度設(shè)定

09.04 1 通訊格式設(shè)定

5 控制系統(tǒng)的調(diào)試

在DELTA 編程軟件WPLsoft 2.10中，根據(jù)設(shè)備工藝要求的動(dòng)作邏輯，完成程序的編制，選擇正確的設(shè)置選項(xiàng)后，對(duì)文件進(jìn)行編譯。編譯無(wú)誤后，對(duì)程序進(jìn)行下載操作，把程序和設(shè)置下載到PLC中，在 DELTA編輯軟件Screen Editor 1.05.81下將觸摸屏程序下載到人機(jī)界面里。下載完成后，將PLC的“操作模式”選在“調(diào)試”上，這樣就可以對(duì)程序進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)試了[2]。通過(guò)參數(shù)和程序的調(diào)整，從而完成設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行。

6 控制系統(tǒng)的性能總結(jié)

通過(guò)調(diào)試運(yùn)行，系統(tǒng)的切片精度完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。并在以下幾方面提高了優(yōu)越性：

（1）容易實(shí)現(xiàn)膠片品種的多樣化。以前采用的依靠機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的進(jìn)給方式，只針對(duì)膠片單一厚度有優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在的控制系統(tǒng)可隨時(shí)根據(jù)上道工序形成的大膠塊密度，調(diào)整切片厚度或重量，實(shí)際應(yīng)用中調(diào)整范圍在5.0～9.9 mm。

（2）產(chǎn)品的重差范圍大大縮小。由于采用伺服電機(jī)帶動(dòng)螺桿的進(jìn)給方式，使伺服的精確定位功能在設(shè)備上得以體現(xiàn)，產(chǎn)品重差得到有效控制,精度已達(dá)上下限不超0.01 kg。

（3）布線簡(jiǎn)單?？刂葡到y(tǒng)的主要元器件采用的通訊控制方式，分別聯(lián)在RS—485總線上，對(duì)PLC系統(tǒng)沒(méi)有影響，通過(guò)信號(hào)增強(qiáng)，最多可擴(kuò)展到256個(gè)站，有別于以往的模擬量信號(hào)控制，簡(jiǎn)化了布線，同時(shí)，在信號(hào)傳遞過(guò)程中的抗擾能力大大增強(qiáng)。

[1] 鐘肇新.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002，186-195.

[2] 中達(dá)電通股份有限公司.臺(tái)達(dá)PLC編程技巧[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010，39-42.