西门子6ES7277-0AA22-0XA0产品齐全

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SC 系列PLC是台达新推出的一款S系列PLC，主要是增加了总频宽为130K的高速脉冲输出和高速计数的功能适合控制伺服系统。本文介绍基于SC系列PLC 的食品机械机电自动化化系统，系统应用台达触摸屏DOP-A57GSTD+SC系列可编程控制器 DVP-12SC11T+伺服控制器ASD- A021LA+编码器ES3-06CN6941+步进电机，设备不大，但是使用的台达机电产品较全，整个系统由于控制精度高，所以调试较困难。

1 引言

此系统属于食品机械的投入机的控制系统，系统包括触摸屏、可编程控制器、伺服、编码器、步进电机等，投入机主要功能是把呈带状脱氧剂或者是干燥剂，进行切断，然后按要求投入到包装线。在整个设备中，控制的主要要求是要切断准确，切断的位置偏差要在±5mm以内，而且要求速度可以很快，高速每分钟要达到170个;因为送料驱动使用的是步进电机，这样就会要求送料要有反馈，所以从动轮上安装了编码器做为反馈信号的来源，由于控制部件的组合以及于机械机构的联动配合问题，在调试时做了好多次软件和硬件的进*后达到了使用要求。

2 食品脱氧剂投入机工艺

因为属于机械设备的系统，另外，要求精度也高一些，所以工艺过程相对复杂一些，主要要求如下：通过设定不同的料袋长度尺寸和间距，可以加工4种规格的产品;要求实际偏差不得超过±5mm;要求在连续运行时的加工速度要能达到每分钟170个;要求速和步进的速度都能有四个档的调整;报警上下限设定;偏差微调功能，并且显示微调值;要求有两个外部联动功能，启动不同的联动信号可以达到包装线联动的功能;要求具有生产计数的功能，可实现计数有效无效的切换。工艺过程如图1所示。

图1工艺过程

3 系统设计

3.1电控系统设计

(1)PLC系统需求分析。6个数字量输入;3个数字量输出;1个伺服控制;1个步进控制;1个由AB相的编码器发出的高速脉冲计数。

(2)控制系统配置设计。触摸屏：台达DOPA57GSTD;PLC：台达DVP12SC11T ;伺服控制器：台达ASD-A021LA;台达编码器ES3-06CN6941;步进驱动器和电机;料检测接近开关;位检测接近开关;外部连动接近开关。

触摸屏主要是用来显示和控制、报警、报警上下限设定、采集数据显示微调、报警数据显示、记录产量等;PLC主要是采集数据并计算，控制伺服电机和步进电机的动作，报警的判断和输出;伺服电机的作用是用来使切可以快速的切断干燥剂，并且准确的归位;步进电机的作用是快速的进料，并且进料要十分的准确;编码的作用是把从动轮的转动的实际角度采集出来，送给PLC。

3.2控制软件功能设计

(1)系统的功能要求。可以设定干燥剂的长度和间距，以便可以切不同规格的干燥剂;速和步进的速度是可设定的要能够分成几个档位，适应不同的要求;可以设定上下限报警，来控制误差的范围;显示报警画面、报警信息;报警上下限设定;具有偏差微调功能，并且显示微调值;要求有两个外部联动功能，启动不同的联动信号可以达到联动的功能;要求具有生产计数的功能，可实现计数有效无效的切换;要求具有复位功能，实现故障状态的复位;除联动外还能实现连续运行和点动的功能;

(2)技术难点分析。在以上的功能中*重要的功能实现就是步进电机的控制，这也是*难的部分，因为干燥剂长度的准确完全依赖于步进电机所走的行程，如果单纯靠固定脉冲数来控制步进电机，那么运行一段时间后一定会出现累计误差，会使所切的干燥剂长度相同但是会切到料上，所以必须使用编码器采集回来的脉冲数作为反馈来给步进发脉冲。

(3)HMI(触摸屏人机界面)画面设计。主页;控制画面;参数设置画面;步进速度设置画面;切速度设置画面;报警画面。

(4)PLC模块设计。和步进速度设定;运行方式控制;复位状态控制;计数功能;伺服和步进控制;报警控制。

4 机电系统调试

4.1 机电位移脉冲当量

通过反复的试验得到一个试验值：就是料每移动1mm编码器的脉冲数是多少个，在这台设备上得到的数据是，每移动1mm编码器的脉冲数是5个，而且相对准确。

4.2 伺服频率当量

通过反复试验得到两个数值：就是为达到每分钟加工速度为170个，那么对步进和伺服发出的脉冲频率是多少，经过试验得到的数据是步进额为 4KHz，而伺服应该是80 KHz;其实，本来可以通过计算可以得到这个数据，但是，由于机械方面的配合和程序有扫描周期的问题，所以不能完全套用计算所得到的数值。

4.3 料位检测

调整料检测的高度也是一个比较关键的环节，如果不能调整好高度会对切断的准确性起到决定性作用。

4.4 前机时间

投入的准确性是靠调整前机时间来保证的，在食品盒到达投入口正下方之前要进行切断动作，而食品盒到达投入口正下方时干燥剂要正好投入到食品盒当中，送料停止到切切断之间的时间就是前机时间。

5 结束语

此设备的使用台达的机电产品比较多，整合性能比较好，为客户降低了大量的成本，是单一电控技术平台为客户降的很好的实例。针对国内食品机械的自动化程度较低的现状，还有很多自动化应用工程空间。食品脱氧剂投入机使用了台达的SC系列PLC来控制台达伺服系统，达到了使用要求。

由面板指示灯来判定异常原因，当DVP-EH2台达PLC 发生异常时，请检查：

电源POWER 指示灯

主机的正面均有一个POWER 的LED 指示灯，当主机通上电源时，POWER 的绿色指示灯亮。如果主机通上电源时此指示灯不亮，请将 +24V 端子配线移出，若指示灯正常亮起，代表着+24V 直流输出供应负载过大，此种状况下请不要使用 +24V 端子之直流电源，请另行准备DC24V 电源供应器。当排除以上的原因，并确认电源输入正常，该指示灯仍不亮，则表示此PLC 已故障请更换，并送回原代理商维修。

PLC 运转RUN 指示灯

确认PLC 的状态。当PLC 运转时，此灯号亮起，使用者可利用HPP 或阶梯图编辑程序面板开关下达命令使PLC STOP，或使用RUN/STOP 开关将PLC 设为停止运行 (STOP)。

错误ERROR 指示灯

1. 当使用者将不合法的程序输入至主机，或指令、组件超过允许范围，该指示灯均会「闪烁」，此时使用者应由主机D1004 查询错误代码对照应用技术手册的错误码原因对照表，而发生错误的地址存于数据缓存器 D1137 内（若为一般回路错误则D1137 的值无效）找出原因修改程序，再重新传送给主机。若发现无法与PLC 联机，且指示灯快速的「闪烁」，则表示24VDC 供应电源不足，请检查24VDC 负载是否过大。

侦错码（D1004, 16 进制编码）查询表，请参考应用技术手册【程序篇】。

2. 当ERROR 指示灯持续亮，此时使用者应由主机特殊继电器M1008 判断，若为On 表示程序回路执行时间超过逾时设定时间（D1000 设定值），此时先请PLC RUN/STOP 开关置于STOP，再由特殊数据缓存器D1008 查询出发生逾时的程序位置，可利用指令WDT 来改善。

电池BAT.LOW 指示灯

当电池电压过低时，BAT.LOW 指示灯将亮起，此时请尽快更换电池以免使用者程序及停电保持数据消失。

在DVP-EH2台达PLC 未上电时，?换电池必须在1 分钟内完成，以保持PLC 内部原有的用户程序及数据

电源下电后的停电保持区域的数据，皆是存放于SRAM 内存中，此时维持SRAM 内资料的保持电源由电池提供，因此当电池电力不足且下电后达1 分钟以上时，其程序区与停电保持区的数据将会消失，故程序设计者若是需将程序区与D 装置停电保持区做永久保存时，请参照下面Flash ROM 永久保持与回复机制。

Flash ROM 永久保持与回复机制：

永久保持机制：

程序设计者可使用WPLSoft 软件提供的设定选项（”设定”--> “PLC<=>Flash”）来*程序区及D 装置停电保持区的数据是否永久保持至Flash ROM 内存中。每次*后的数据将会覆盖掉前次存于Flash ROM 内的所有数据。

回复机制：

当电池电力不足（即电源下电前电池低电压灯亮），且电源下电达1 分钟以上时，则PLC 内部会在下次电源上电时，自动将Flash ROM 内的程序区与D 装置停电保持区的数据，全部回存至SRAM 内存中。