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【摘要】 本文主要介紹了臺達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品在化妝品灌裝設(shè)備——高速灌裝機(jī)電氣控制系統(tǒng)上的整合應(yīng)用，該設(shè)備能夠根據(jù)用戶實(shí)際生產(chǎn)需要，自由調(diào)整主軸料杯輪盤旋轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)進(jìn)管、灌裝、封管、切尾等化妝品生產(chǎn)加工工藝動(dòng)作，設(shè)備操作直觀、靈活，生產(chǎn)效率高。整合應(yīng)用體現(xiàn)了臺達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品具有較高的性價(jià)比，臺達(dá)是機(jī)械設(shè)備制造類OEM客戶首選工控品牌。

  【關(guān)鍵字】PLC；RS485通訊；編碼器高速計(jì)數(shù)

   雖然全球經(jīng)濟(jì)仍舊沒有徹底擺脫危機(jī)的影響，但是隨著中央鼓勵(lì)刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展的四萬億政府投資以及中央擴(kuò)大內(nèi)需等經(jīng)濟(jì)政策的有效實(shí)行，中國經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了觸底V型反彈，尤其是民生行業(yè)，如牙膏、香皂、化妝品等生產(chǎn)制造企業(yè)，市場需求逐漸旺盛，化妝品廠家也要抓住時(shí)機(jī)，加緊引進(jìn)設(shè)備，逐步恢復(fù)或者擴(kuò)大生產(chǎn)，以滿足市場需求。目前，化妝品灌裝生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化程度愈來愈高，根據(jù)產(chǎn)品加工工藝不同，會(huì)應(yīng)用到不同種類的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，如人機(jī)界面、PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)、編碼器、溫控儀表等各類產(chǎn)品。本文論述的化妝品灌裝機(jī)就是一個(gè)很好的臺達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品整合應(yīng)用案例。

   化妝品灌裝設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)管、灌裝、封管、切尾、吹屑等一系列生產(chǎn)工藝動(dòng)作，生產(chǎn)效率較高，可達(dá)100支/分鐘，產(chǎn)品為潔面乳液。更換料杯和灌裝頭等組件，還可以生產(chǎn)其他類型的產(chǎn)品，如牙膏、洗發(fā)水等日用品。控制系統(tǒng)技術(shù)方案配置見表1。

                                         表1 控制系統(tǒng)技術(shù)方案配置
  
    
   表1僅僅羅列出了控制系統(tǒng)主要電氣元件，此外還包括低壓電器（低壓斷路器、交流接觸器、中間繼電器、主令按鈕、指示燈等）、位置傳感器（光電傳感器、色標(biāo)識別傳感器、行程開關(guān)等），此處不予贅述。
控制系統(tǒng)技術(shù)方案如圖1所示。
  
                    
                                    圖1 控制系統(tǒng)技術(shù)方案

   設(shè)備采用臺達(dá)DOP-A系列10.4寸人機(jī)界面作為上位機(jī)，可以設(shè)定和顯示設(shè)備運(yùn)行動(dòng)作和工藝參數(shù)，主控器采用臺達(dá)Slim系列PLC，12SC11T PLC具有高速脈沖輸入和高速脈沖輸出功能，可以采集主軸旋轉(zhuǎn)編碼器AB相脈沖信號，通過PLC程序處理換算為主軸旋轉(zhuǎn)速度值，脈沖信號值還是設(shè)備其他工藝動(dòng)作關(guān)鍵的時(shí)域變化參考量值。二軸高速脈沖輸出同時(shí)驅(qū)動(dòng)二套伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)待灌裝管體快速旋轉(zhuǎn)，色標(biāo)傳感器檢測到管體尾端標(biāo)志后，伺服驅(qū)動(dòng)器立即停止，從而實(shí)現(xiàn)了光電定位動(dòng)作。通過調(diào)整主軸旋轉(zhuǎn)變頻器的運(yùn)行頻率，可以改變設(shè)備主凸輪軸的轉(zhuǎn)速，從而改變設(shè)備產(chǎn)品加工效率。

   下面根據(jù)人機(jī)界面畫面程序，介紹設(shè)備各種工藝動(dòng)作。

   調(diào)試設(shè)備，首先要設(shè)定好主機(jī)時(shí)域參數(shù)，這些參數(shù)決定了相關(guān)工藝動(dòng)作的時(shí)序以及起止，所謂主機(jī)時(shí)域參數(shù)，是根據(jù)主凸輪軸軸端編碼器旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的脈沖數(shù)，PLC采用二倍頻AB相計(jì)數(shù)，編碼器1000線，那么主凸輪軸旋轉(zhuǎn)一周脈沖數(shù)為2000，當(dāng)系統(tǒng)檢測到零位開關(guān)信號后，計(jì)數(shù)值清零，重新測量下一周的脈沖數(shù)，以此類推。在每周0～2000的數(shù)字范圍內(nèi)，劃分了若干個(gè)小的區(qū)段，定義為主機(jī)時(shí)域參數(shù)，PLC程序根據(jù)不同時(shí)域范圍，以便執(zhí)行不同的工藝動(dòng)作。時(shí)域參數(shù)設(shè)定畫面如圖2所示。
 
                    
                                        圖2 時(shí)域參數(shù)設(shè)定畫面

   設(shè)備調(diào)試完成后，用戶進(jìn)入操作畫面，啟動(dòng)設(shè)備主軸旋轉(zhuǎn)，設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行進(jìn)管、灌裝、封尾、切尾、吹屑等加工動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)化妝品灌裝封裝等工藝。畫面如圖3所示。
 
                         
                                      圖3 操作畫面
 
   首先設(shè)定變頻器運(yùn)行頻率，按下啟動(dòng)按鈕，主軸料杯輪盤開始選裝，根據(jù)設(shè)定的時(shí)域參數(shù)，依次進(jìn)行多個(gè)工位動(dòng)作，首先進(jìn)管動(dòng)作，空管裝入料杯中（模具），下一步進(jìn)行檢管，也就是檢測料杯是否裝入空管，下一步進(jìn)行光電定位，確認(rèn)空管方向，保證封尾時(shí)，管體正反面文字對稱，定位完成后進(jìn)入灌裝工位，灌裝完畢后，進(jìn)入封尾工位，安裝前面的光標(biāo)檢測定位位置，進(jìn)行高位熱塑封管，然后切處管尾，最后吹屑工位，清理干凈后人工裝箱。
設(shè)備出現(xiàn)故障問題后，彈出報(bào)警畫面，提示操作人員檢查相關(guān)部分，如圖4所示。
  
                   
                                        圖4 報(bào)警畫面

   生產(chǎn)管理畫面可以顯示一個(gè)工作日內(nèi)三個(gè)生產(chǎn)班次的產(chǎn)量信息，分別統(tǒng)計(jì)顯示班產(chǎn)量、日產(chǎn)量，以及近三天內(nèi)的產(chǎn)量，有效地提供個(gè)生產(chǎn)管理者控制生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)量。人機(jī)畫面程序如圖5所示。
  
                  
                                           圖5 生產(chǎn)管理畫面

   PLC控制程序通過COM2口通訊程序，RS485通訊方式，傳送人機(jī)界面設(shè)定的頻率指令和運(yùn)轉(zhuǎn)指令，實(shí)現(xiàn)通訊控制變頻器運(yùn)行，提高了設(shè)備自動(dòng)控制水平。值得一提的是，PLC控制程序巧用SFTL指令，將設(shè)備相關(guān)連續(xù)的工位工件狀態(tài)信息依次傳遞給后續(xù)工位，以便執(zhí)行相應(yīng)的工藝動(dòng)作，事實(shí)驗(yàn)證，程序簡便而且滿足設(shè)備技術(shù)要求。比客戶之前應(yīng)用的程序要穩(wěn)定可靠。

   根據(jù)客戶設(shè)備技術(shù)要求，中達(dá)電通可以提供給客戶成熟可靠的系統(tǒng)控制方案，憑借著臺達(dá)成熟可靠的自動(dòng)化產(chǎn)品，再加上提供給客戶完善的現(xiàn)場調(diào)試等技術(shù)服務(wù)，化妝品灌裝設(shè)備獲得了成功開發(fā)，而且為客戶解決了設(shè)備急于出廠的關(guān)鍵問題，調(diào)試成功后，客戶比較認(rèn)可臺達(dá)產(chǎn)品和服務(wù)，后續(xù)其他類型的灌裝設(shè)備都將采用臺達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品作為首選品牌。實(shí)踐再次證明，中達(dá)電通是設(shè)備制造OEM客戶良好的合作伙伴。