台达PLC和伺服的排盘机上的应用

2013/7/9 10:35:34

台达PLC和伺服的排盘机上的应用

The development of tray arranging machinebased on Delta PLC、HMI and servo system

摘要：台达具有完备的工控产品线，本文就基于台达PLC、HMI和伺服驱动器的排盘机的开发过程加以详细论述。

关键词：排盘机台达

Abstract:Delta has a very completed product line. This article describes the development of tray arranging machine whit Delta PLC、HMI and servo system

Keywords:Tray arranging machineDelta

引言：排盘机是食品自动化生产线中的重要组成设备，它将已经成形的月饼、包子等食品按照设置好的行数和列数，均匀的排布到标准规格的金属托盘中，以便进行烘焙或加热等后续生产工序。

一、 工作过程

排盘机的主要机械动作如下图所示：

其中：

1.推盘动作：由步进电机驱动链条，链条上有金属板，可将托盘推动一定长度的纵向距离。

2.落饼动作：由B2伺服驱动，经过减速机和链条传动，带动整个输送带横向移动，系统中的输送带电机是匀速运行的，因此可以根据落饼电眼(反射式光电传感器)的信号加上适当的延时，精确控制落饼的时机。

3.由于输送带和托盘之间有一定的高度差，为了减小月饼等下坠导致的变形或弹跳，输送带的末端设置有斜坡，由气缸控制其抬起与放下。

二、 主要电气部件配置

台达 DVP-32ES00T2 PLC *1

台达 DOP-B07S411 人机屏 *1

台达 B2伺服驱动器 *1

RisenScr RC2273步进电机驱动器 *1

PLC和HMI通过RS485接口进行通信，PLC通过发出脉冲和方向信号控制伺服驱动器和步进电机驱动器，并接收伺服的报警反馈信号。

三、 开发过程：

1. 伺服驱动器的参数确定：

ES2的向伺服发送脉冲信号的CH0（Y0，Y1）可输出的最大脉冲频率为100KHz，综合考虑实际控制精度要求和PLC的脉冲输出能力，需要对伺服驱动器设置电子齿轮。将P1-44（电子齿轮分子）设置为128，P1-45（电子齿轮分母）设置为1。这样伺服马达每转所对应的脉冲数=160000/128=1250。伺服马达的传动包括减速机、齿轮和链条。减速机的减速比为7.5，齿轮的齿数为26，每节链条长度为12.7mm，则

每毫米位移所对应的脉冲数 = = 28.392

精度能够满足要求。

2. 步进驱动器参数的确定：

步进电机通过齿轮、链条传动进行推盘动作。齿轮的齿数为13，每节链条长度为12.7mm，步进电机驱动器的分度若选择200（200 Pulse/round），则

每毫米位移所对应的脉冲数 = = 1.211

很明显这样无法保证足够的精度，尝试提高步进驱动器分度为3000（3000 Pulse/round），则

每毫米位移所对应的脉冲数 = = 18.181

这样的控制精度可以满足要求。

3. 设计中遇到的其它问题：
①在试运行的过程中，发现在推盘速度设置较快的情况下，推盘的精度仍然无法保证，经过观察发现，由于托盘只有链条上的金属板推动，再并无其它固定措施，当推盘就位时，PLC立刻停止输出脉冲，步进电机立刻停止动作，但托盘由于惯性还会继续向前滑动一小段距离。为了消除这种现象，采用附带加减速脉冲的PLSR命令发送脉冲，其中的S3参数（加减速时间）设置为K500（500Ms），使得此问题得到了很好的改善。

②由于没有设置实体急停按钮，在程序中加入了暂停功能，按下“暂停”后，机器的所有动作都将停止，由用户通过点击“复位”或“启动”来选择回到初始状态还是继续运行。同样是利用上面所述的三个线圈，“暂停”和“启动”分别对应置位这三个线圈和复位这三个线圈的功能。但其中另外加入了一个辅助线圈，防止在试用期过期的情况下，仍可通过“启动”按钮使三个线圈复位而运转机器。

程序结构如下图所示：