【摘要】本文介紹了臺(tái)達(dá)DVP系列PLC、DeviceNet總線、總線型運(yùn)動(dòng)控制器在藥品包裝聯(lián)線設(shè)備上的整合應(yīng)用。DeviceNet總線實(shí)現(xiàn)了聯(lián)線設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換、連鎖信號(hào)傳送，利用DVP10MC11T的運(yùn)動(dòng)控制功能塊完成制袋、補(bǔ)袋、裝盒之間的聯(lián)線控制。 

【Abstract】This article introduces mainly about the application of Delta's product DVP28SV11T in pharmaceutical packaging attachment equipment.

【關(guān)鍵詞】總線型運(yùn)動(dòng)控制器；DeviceNet模塊；MES系統(tǒng)；虛主軸；齒輪比；追加位移

【Keywords】Bus type motion controller;DeviceNet Modular;MES;Virtual spindle 

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

1．制袋機(jī)功能簡(jiǎn)介

圖1 制袋機(jī)功能

該機(jī)的包裝材料由位于機(jī)體后部的放卷機(jī)構(gòu)導(dǎo)出，經(jīng)放卷輥后進(jìn)入分類機(jī)構(gòu)，在此處包材由分切刀從中間分為兩部分，在通過(guò)分卷板進(jìn)入兩側(cè)的導(dǎo)膜輥，使薄膜變向，進(jìn)入封合區(qū)，通過(guò)縱封、橫封、填充上料、打印批號(hào)、切凹口、縱切、打斷裂線，橫切最后形成成品由輸送機(jī)輸出，適用于醫(yī)藥、食品和化妝品等行業(yè)。設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖如圖2所示。

圖2 設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖

此外，制袋機(jī)控制系統(tǒng)配置如表1所示。

表1 制袋機(jī)控制系統(tǒng)配置

1.2 裝盒機(jī)功能簡(jiǎn)介

裝盒機(jī)具有自動(dòng)取盒，自動(dòng)整理板塊，自動(dòng)推板，自動(dòng)打印批號(hào)，自動(dòng)封口，自動(dòng)輸送等功能，最后將成品輸出。適用于與制袋機(jī)聯(lián)線作業(yè)使用，對(duì)制袋機(jī)制成的藥品包裝袋自動(dòng)整理排序進(jìn)行裝盒包裝。自動(dòng)裝盒機(jī)進(jìn)料一般分為三個(gè)入口：說(shuō)明書入口、藥袋（瓶）入口和機(jī)包盒入口。從機(jī)包盒進(jìn)料到最后包裝成型的整個(gè)過(guò)程大致可以分成四個(gè)階段：下盒、打開(kāi)、裝填、合蓋。下盒動(dòng)作通常是由一個(gè)吸盤從紙盒進(jìn)料口吸取一個(gè)紙盒，下行到裝盒的主線上，由一個(gè)導(dǎo)軌卡位將紙盒固定并用一個(gè)推板打開(kāi)紙盒，同時(shí)會(huì)有兩個(gè)可向前移動(dòng)的卡位從下面升起，從前后方向卡住紙盒的側(cè)面，使盒子打開(kāi)成直角并前移到裝填區(qū)域。在裝填區(qū)域填裝后，機(jī)器的機(jī)構(gòu)會(huì)將耳朵折進(jìn)左右的導(dǎo)軌中，然后再進(jìn)行合蓋動(dòng)作。合蓋前機(jī)構(gòu)會(huì)先彎折紙盒的插舌，然后有一推板推動(dòng)盒蓋彎折，使插舌插進(jìn)盒子中并使鎖扣扣緊。合蓋動(dòng)作是個(gè)關(guān)鍵性的動(dòng)作，完成的好壞與紙盒的結(jié)構(gòu)和機(jī)器調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確程度有很大關(guān)系。另外，不同裝盒機(jī)供應(yīng)商提供的設(shè)備，其工作原理和機(jī)構(gòu)動(dòng)作會(huì)有所不同，所以機(jī)包盒的結(jié)構(gòu)應(yīng)該與之相匹配。

設(shè)備調(diào)試圖如圖3所示。

圖3 推板調(diào)試圖

裝盒完成后，設(shè)備調(diào)試圖片如圖4。

圖4  裝盒完成后設(shè)備調(diào)試

 制袋機(jī)控制系統(tǒng)配置如表2。

表2 制袋機(jī)控制系統(tǒng)配置

1.3 聯(lián)線及補(bǔ)袋系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

這部分控制由總線型運(yùn)動(dòng)控制器+兩顆伺服組成。兩顆伺服分別為裝盒機(jī)主伺服和補(bǔ)袋伺服。工作過(guò)程為制袋機(jī)制袋、填料，由傳送機(jī)構(gòu)把制成的藥袋放到裝盒機(jī)傳送帶格子內(nèi)，每個(gè)格子可放6-10袋，即每個(gè)藥盒裝6-10袋。按照6袋舉例，如果單個(gè)格子內(nèi)是1、2、3袋，那么這個(gè)格子是不能被裝盒的，運(yùn)行到傳送帶末端剔除，不允許裝盒；如果單個(gè)格子里是4、5袋子，那么在經(jīng)過(guò)補(bǔ)袋機(jī)時(shí)，補(bǔ)袋伺服動(dòng)作、吸盤吸+放動(dòng)作，完成補(bǔ)袋，補(bǔ)袋成功后該格子可以被裝盒；如果單個(gè)格子里是6袋子，不用補(bǔ)袋，直接裝盒。聯(lián)線部分控制系統(tǒng)配置如表3。

表3 聯(lián)線部分控制系統(tǒng)配置

2  臺(tái)達(dá)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖

圖5 臺(tái)達(dá)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖

2.1 網(wǎng)絡(luò)組成說(shuō)明

DeviceNet網(wǎng)絡(luò)有3個(gè)站，由臺(tái)達(dá)DVP系列PLC、總線型運(yùn)動(dòng)控制器左側(cè)擴(kuò)展DeviceNet模塊完成，實(shí)現(xiàn)3個(gè)PLC之間的數(shù)據(jù)交換，完成連鎖控制；總線型運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)CANopen總線控制2顆伺服，完成裝盒、補(bǔ)袋功能；總線型運(yùn)動(dòng)控制器本機(jī)自帶以太網(wǎng)口與藥廠MES系統(tǒng)連接，上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

2.2 DeviceNet的網(wǎng)絡(luò)配置

圖6 DeviceNet的網(wǎng)絡(luò)配置

2.3 臺(tái)達(dá)10MC通過(guò)以太網(wǎng)與藥廠MES系統(tǒng)通訊（Modbus TCP）

MES系統(tǒng)即制造執(zhí)行系統(tǒng) (manufacturing execution system，簡(jiǎn)稱MES），可以為用戶提供一個(gè)快速反應(yīng)、有彈性、精細(xì)化的制造業(yè)環(huán)境，幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和提高服務(wù)質(zhì)量。適用于不同行業(yè)（家電、汽車、半導(dǎo)體、通訊、IT、醫(yī)藥），能夠?qū)我坏拇笈可a(chǎn)和既有多品種小批量生產(chǎn)又有大批量生產(chǎn)的混合型制造企業(yè)提供良好的企業(yè)信息管理。

設(shè)備最終用戶北京某藥廠的MES系統(tǒng)和臺(tái)達(dá)10MC以太網(wǎng)通訊時(shí)，需要提供的通訊地址是6位數(shù)的十進(jìn)制地址，比如D0的通訊地址需提供404097。即40001+4096（H1000）,以此類推。部分地址表如表4。

表4 部分地址表

3  應(yīng)用DVP10MC解決聯(lián)線控制方案

  根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，應(yīng)用總線型運(yùn)動(dòng)控制器解決連線控制方案有以下幾點(diǎn)值得注意：

圖7總線型運(yùn)動(dòng)控制器解決聯(lián)線控制方案

（1）制袋機(jī)主軸變頻器編碼器信號(hào)接入到10MC主機(jī)15針編碼器接口，通過(guò)DMC_ExternalMaster外部虛主軸指令構(gòu)建成一個(gè)虛擬的伺服軸，軸號(hào)3。裝盒機(jī)伺服通過(guò)MC_GearIn指令與3號(hào)軸建立主從齒輪關(guān)系。聯(lián)線時(shí)Gear In齒輪嚙合，取消聯(lián)線時(shí)Gear out齒輪脫離。聯(lián)線運(yùn)行中通過(guò)追加位移MC_MoveSuperImposed指令修正伺服偏差，保證藥袋準(zhǔn)確裝盒。取消聯(lián)線狀態(tài)，裝盒機(jī)手動(dòng)或點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí)，即使用MC_MoveVelocity指令控制。

（2）補(bǔ)袋伺服控制方案與裝盒伺服相同。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，補(bǔ)袋伺服以裝盒機(jī)伺服為主軸，GearIn齒輪嚙合，取消補(bǔ)袋時(shí)Gear out齒輪脫離。補(bǔ)袋信號(hào)由制袋機(jī)的DVP28SV發(fā)出，通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入總線型運(yùn)動(dòng)控制器運(yùn)動(dòng)控制程序，執(zhí)行連鎖控制。

（3）主要程序截圖。其中，主軸編碼器構(gòu)建為虛主軸，軸號(hào)3，如圖8所示。

圖8 主要程序截圖

齒輪嚙合、追加位移指令如圖9所示。

圖9齒輪嚙合、追加位移指令

（4）聯(lián)線生產(chǎn)有6袋/盒，10袋/盒兩種生產(chǎn)模式，可通過(guò)修改4號(hào)軸MC_Gearin指令電子齒輪比的分母實(shí)現(xiàn)。操作可以通過(guò)制袋機(jī)的HMI執(zhí)行，通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸至上圖程序中的D6280。

4 伺服參數(shù)設(shè)定

4.1 裝盒伺服中主要參數(shù)設(shè)置

P1-01=0B (A2伺服選擇為CANopen控制模式)

P3-00=4 (A2伺服CANopen站號(hào)，即伺服軸號(hào))

P3-01=403 (CANopen網(wǎng)絡(luò)通訊波特率為1M)

P3-09=5055(CANopen同步設(shè)定，380V伺服)

5 控制畫面

制袋機(jī)如圖10。

圖10 制袋機(jī)

裝盒機(jī)如圖11。

圖11 裝盒機(jī)

6  調(diào)試成果

   根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)試成果有以下幾點(diǎn)：第一，制袋機(jī)制作藥品包裝袋精度達(dá)到要求；第二，裝盒機(jī)可6袋、10袋工作模式裝盒；第三，設(shè)備單機(jī)、聯(lián)線運(yùn)行模式均可正常運(yùn)行；最后，設(shè)備最高可生產(chǎn)60盒/分鐘，達(dá)到要求。圖11為成品示意圖。

圖11 成品示意圖

7 結(jié)束語(yǔ)

本套藥品生產(chǎn)聯(lián)線設(shè)備的案例，成功應(yīng)用了臺(tái)達(dá)DeviceNet總線產(chǎn)品、總線型運(yùn)動(dòng)控制器，并通過(guò)以太網(wǎng)與制藥廠MES系統(tǒng)通訊，體現(xiàn)了臺(tái)達(dá)PLC產(chǎn)品可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供給客戶穩(wěn)定、快速且精確的解決方案。

作者簡(jiǎn)介：

周維，出生于1982年7月，畢業(yè)于沈陽(yáng)大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)?，F(xiàn)任中達(dá)電通股份有限公司工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)產(chǎn)品處應(yīng)用工程師，從事臺(tái)達(dá)工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)用推廣、技術(shù)支持。