【摘要】 本文主要介紹了臺(tái)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(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品具有較高的性價(jià)比，臺(tái)達(dá)是機(jī)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(jì)數(shù)

【Keywords】PLC;RS485; high-speed encoder count

       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(chǎng)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(chǎng)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(tái)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?？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

      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(shí)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(tái)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(tái)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(hào)，通過PLC程序處理換算為主軸旋轉(zhuǎn)速度值，脈沖信號(hào)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(cè)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?cè)O(shè)備主凸輪軸的轉(zhuǎn)速，從而改變?cè)O(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(cè)到零位開關(guān)信號(hào)后，計(jì)數(shù)值清零，重新測(cè)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(cè)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(duì)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(cè)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(jiǎn)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(tái)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(chǎng)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(tái)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(tái)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。

作者簡(jiǎn)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(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)任中達(dá)電通股份有限公司高級(jí)應(yīng)用工程師，主要從事臺(tái)達(dá)全系列自動(dòng)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(diǎn)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(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。