臺達(dá)自動化產(chǎn)品在化妝品灌裝設(shè)備上整合應(yīng)用
Delta Automation Products Integration Application in Cosmetic Filling Equipment
文：中達(dá)電通股份有限公司 孫承志
【摘要】 本文主要介紹了臺達(dá)自動化產(chǎn)品在化妝品灌裝設(shè)備——高速灌裝機電氣控制系統(tǒng)上的整合應(yīng)用，該設(shè)備能夠根據(jù)用戶實際生產(chǎn)需要，自由調(diào)整主軸料杯輪盤旋轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)進(jìn)管、灌裝、封管、切尾等化妝品生產(chǎn)加工工藝動作，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)自動化產(chǎn)品具有較高的性價比，臺達(dá)是機械設(shè)備制造類OEM客戶首選工控品牌。
【Abstract】 This paper mainly introduces the stage of automation products in cosmetic filling equipment, high speed filling mechanical and electrical control system of the integration of the gas application, this equipment can according to customer demand for practical production, free adjustment spindle material cup roulette spin, realize into tube, filling, sealing, cutting the end, the cosmetics production processing technology action, equipment operation is easy and flexible, high production efficiency. Integrated application of Delta embodies the automation products with high cost performance, Delta mechanical equipment is manufacturing OEM customers preferred controls the brand.
【關(guān)鍵字】 PLC；RS485通訊；編碼器高速計數(shù)
【 Keywords 】 PLC;RS485; high-speed encoder count
雖然全球經(jīng)濟仍舊沒有徹底擺脫危機的影響，但是隨著中央鼓勵刺激經(jīng)濟發(fā)展的四萬億政府投資以及中央擴大內(nèi)需等經(jīng)濟政策的有效實行，中國經(jīng)濟實現(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機，加緊引進(jìn)設(shè)備，逐步恢復(fù)或者擴大生產(chǎn)，以滿足市場需求。目前，化妝品灌裝生產(chǎn)設(shè)備的自動化程度愈來愈高，根據(jù)產(chǎn)品加工工藝不同，會應(yīng)用到不同種類的工業(yè)自動化產(chǎn)品，如人機界面、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就是一個很好的臺達(dá)自動化產(chǎn)品整合應(yīng)用案例。
化妝品灌裝設(shè)備可以實現(xiàn)自動進(jìn)管、灌裝、封管、切尾、吹屑等一系列生產(chǎn)工藝動作，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�？刂葡到y(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
序號
元件名稱
型號規(guī)格
數(shù)量（臺）
備 注
1
人機界面
DOP-A10THTD1
1
10.4”，65536色
2
PLC主機
DVP12SC11T
1
二軸脈沖驅(qū)動
3
PLC擴展單元
DVP08SM
3
8DI
PLC擴展單元
DVP08SN
5
8DO
5
編碼器
ES3-10CG6941
1
1000ppr
6
變頻器
VFD055B43A
1
5.5kW
7
伺服驅(qū)動器
ASD－A0721－AB
2
750W
8
伺服電機
ECMA-C30807ES
2
750W
9
ASD-CNSC0050
2
驅(qū)動器側(cè)
10
伺服接頭CN2
YDM30200100
2
驅(qū)動器側(cè)
11
馬達(dá)側(cè)接頭
ASDBCNEP0000
2
馬達(dá)側(cè)
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寸人機界面作為上位機，可以設(shè)定和顯示設(shè)備運行動作和工藝參數(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)備其他工藝動作關(guān)鍵的時域變化參考量值。二軸高速脈沖輸出同時驅(qū)動二套伺服系統(tǒng)，實現(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)動器立即停止，從而實現(xiàn)了光電定位動作。通過調(diào)整主軸旋轉(zhuǎn)變頻器的運行頻率，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)人機界面畫面程序，介紹設(shè)備各種工藝動作。
調(diào)試設(shè)備，首先要設(shè)定好主機時域參數(shù)，這些參數(shù)決定了相關(guān)工藝動作的時序以及起止，所謂主機時域參數(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)，劃分了若干個小的區(qū)段，定義為主機時域參數(shù)，PLC程序根據(jù)不同時域范圍，以便執(zhí)行不同的工藝動作。時域參數(shù)設(shè)定畫面如圖2所示。
圖2 時域參數(shù)設(shè)定畫面
設(shè)備調(diào)試完成后，用戶進(jìn)入操作畫面，啟動設(shè)備主軸旋轉(zhuǎn)，設(shè)備自動進(jìn)行進(jìn)管、灌裝、封尾、切尾、吹屑等加工動作，實現(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)定變頻器運行頻率，按下啟動按鈕，主軸料杯輪盤開始選裝，根據(jù)設(shè)定的時域參數(shù)，依次進(jìn)行多個工位動作，首先進(jìn)管動作，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，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，彈出報警畫面，提示操作人員檢查相關(guān)部分，如圖4所示。
圖4 報警畫面
生產(chǎn)管理畫面可以顯示一個工作日內(nèi)三個生產(chǎn)班次的產(chǎn)量信息，分別統(tǒng)計顯示班產(chǎn)量、日產(chǎn)量，以及近三天內(nèi)的產(chǎn)量，有效地提供個生產(chǎn)管理者控制生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)量。人機畫面程序如圖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，傳送人機界面設(shè)定的頻率指令和運轉(zhuǎn)指令，實現(xiàn)通訊控制變頻器運行，提高了設(shè)備自動控制水平。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)的工藝動作，事實驗證，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)自動化產(chǎn)品作為首選品牌。實踐再次證明，中達(dá)電通是設(shè)備制造OEM客戶良好的合作伙伴。
作者簡介：
孫承志，男，出生于1979年10月，畢業(yè)于吉林化工學(xué)院，工業(yè)自動化專業(yè)，現(xiàn)任中達(dá)電通股份有限公司高級應(yīng)用工程師，主要從事臺達(dá)全系列自動化產(chǎn)品技術(shù)支持、售前技術(shù)培訓(xùn)、根據(jù)行業(yè)和設(shè)備特點提供整合應(yīng)用技術(shù)方案、幫助客戶編程調(diào)試，有著豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗。
