有福之州-福州聚福興供應(yīng)進口工業(yè)控制系統(tǒng)成套備件：DCS PLC模塊卡件，底板機架機槽，CPU模塊，輸入輸出模塊，模擬量模塊，電源模塊，通訊模塊，工業(yè)交換機，觸摸屏人機界面顯示器，插頭連接器，連接電纜接插電纜，伺服控制器，電機馬達(dá)，伺服驅(qū)動器，驅(qū)動板電源板電路板，采集卡，影像卡，工控機，示教器，工業(yè)機器人配件..........
有福之州-福州聚福興供應(yīng)自動化供應(yīng)進口品牌：羅克韋爾AB， Prosoft，西門子SIEMENS，施耐德SCHNEIDER，通用電氣GE FANUC， 發(fā)那科FANUC，安川Yaskawa，歐姆龍Omron，三菱Mitsubishi，基恩士Keyence，東方步進Vexta，邁創(chuàng)Matrox，美家儀器NI，研華Advantech，莫迪康Modicon，思科Cisco，大隈Okuma，瑞士ABB，力士樂 Bosch Rexroth，臺達(dá)Delta，?？怂共_Foxboro，富士Fuji，霍尼韋爾Honeywell，惠普Hp，瑞恩 Reliance...........
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R88M-WP10030L
歐姆龍
本文介紹了西門子 S7-200 SMART PLC、SMART LINE 觸摸屏以及 SINAMICS V20 變頻器在套標(biāo)機上的應(yīng)用，闡述了設(shè)備工藝流程、控制系統(tǒng)的配置選型、軟件設(shè)計和實現(xiàn)的功能。經(jīng)測試，該方案能完全滿足高速套標(biāo)機的各項技術(shù)要求，運行穩(wěn)定，性能良好。
關(guān)鍵詞：S7-200 SMART SMART LINE SINAMICS V20 套標(biāo)機
1 引言
套標(biāo)機是一種將熱縮塑膠商標(biāo)桶卷自動切斷，準(zhǔn)確套入容器的包裝機械，配合后熱收縮工序，將標(biāo)簽完好地固定于容器適當(dāng)位置。
上世紀(jì) 90 年代以來，我國的快速消費品包裝工業(yè)得到了迅速發(fā)展，快速消費品企業(yè)的生產(chǎn)集中度和自動化程度在不斷提高，包裝設(shè)備在向大型化、快速化、高效化、自動化方向發(fā)展。套標(biāo)機作為后段包裝技術(shù)含量較高的設(shè)備之一，其優(yōu)良的高速穩(wěn)定性能，獨特的靈巧化設(shè)計，人機協(xié)和的安全模式，得到了廣大客戶的充分肯定。套標(biāo)機的使用大大降低了套標(biāo)環(huán)節(jié)的人力物力，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于啤酒飲料、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。
2 套標(biāo)機工藝原理
2.1 套標(biāo)機結(jié)構(gòu)
從工藝功能的角度進行劃分，套標(biāo)機的結(jié)構(gòu)可分成以下 9 單元。并如圖 1 所示。
(1) 供料組：由變頻器帶動供料電機旋轉(zhuǎn)，用以傳送標(biāo)簽?zāi)ち?
(2) 電眼架組：使用光纖電眼傳送信號，提供下標(biāo)伺服做定尺寸輸送，電眼位置可高低調(diào)整;
(3) 驅(qū)動組：采用雙驅(qū)送料機構(gòu)，由下標(biāo)伺服電機驅(qū)動。用于固定中心柱和下標(biāo)動力傳動;
(4) 刀盤組：采用同步輪機構(gòu)，由伺服電機驅(qū)動，當(dāng)進瓶光電 7 給出信號時，切刀電機帶動刀片旋轉(zhuǎn)一周將標(biāo)簽切斷;
(5) 刷下組：采用同步調(diào)整機構(gòu)，將刷下兩組傳送輪調(diào)整至中心柱下方與滾輪輕微接觸，待標(biāo)簽通過時以較高轉(zhuǎn)速將標(biāo)簽套入瓶子;
(6) 分瓶螺桿：將欲套標(biāo)瓶做等距分開，進入帶瓶組，速度由變頻器控制，與輸送帶同步;
(7) 照瓶電眼：檢測是否有瓶子通過，當(dāng)有瓶子經(jīng)過時輸出訊號使切刀開始旋轉(zhuǎn)，左右位置可以調(diào)整;
(8) 輸送帶：使用變頻器調(diào)整輸送帶速度，以適用于各產(chǎn)能的速度匹配;
(9) 帶瓶組：采用兩側(cè)同步傳動，標(biāo)簽高低與夾瓶定位各一只手輪調(diào)整，目的使瓶子輸送時不搖晃和控制套標(biāo)簽高度，速度由變頻器控制，與輸送帶同步。
2.2 套標(biāo)機工藝流程
當(dāng)輸送帶上有瓶子經(jīng)過照瓶電眼時，由伺服控制的切標(biāo)電機會將標(biāo)簽切斷，切標(biāo)完成后下標(biāo)伺服電機開始動作，等到光纖信號到來時停止送標(biāo)，同時刷下料輪會將已經(jīng)切斷的標(biāo)簽刷下套入瓶子上，完成一次動作。具體工藝流程如圖 2 所示。
硬件系統(tǒng)設(shè)計
3.1 硬件系統(tǒng)分析
本系統(tǒng)需要兩路高速脈沖輸出，分別控制切刀和下料伺服;一路高速計數(shù)器，用于控制切刀停止的位置，切刀停止位置應(yīng)不影響下標(biāo)的動作，否則會造成堵標(biāo)。
以往套標(biāo)機的調(diào)速方式普遍采用電位器控制，用三個電位器分別控制輸送帶電機，定位皮帶電機和螺桿電機，供料電機的速度因為不經(jīng)常調(diào)節(jié)，所以用變頻器本身自帶的電位器調(diào)速。每次輸送帶速度變更時，都需要重新調(diào)節(jié)螺桿和定位皮帶的速度。調(diào)節(jié)時主要依靠調(diào)試人員的技術(shù)經(jīng)驗和不斷的放瓶測試，才能使其線速度基本同步。本項目中設(shè)備的 I/O 清單如表 1 所示。
3.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計
在本項目的電控方案中，選用西門子 SMART 解決方案，包括 S7-200 SMART PLC、SMART LINE 觸摸屏和 SINAMICS V20 變頻器。根據(jù)上述 I/O 需求，總共 12DI/12DO，選用 CPU ST40(24DI/16DO) 即可滿足需求。 SINAMICS V20 變頻器通過 USS 協(xié)議與 PLC 進行通訊，不僅控制更加方便，也節(jié)省了 PLC 的 I/O 點。通過計算可將電機角速度轉(zhuǎn)化為輸送帶線速度。PLC 和觸摸屏通過以太網(wǎng)進行通訊，只需要在觸摸屏上輸入生產(chǎn)速度，其他電機將會自動進行線速度同步。該方案大大縮短調(diào)試時間，降低調(diào)試難度。硬件結(jié)構(gòu)如圖 3 所示，主要硬件配置表如表 2 所示。
4 軟件系統(tǒng)設(shè)計
4.1 運動控制配置
S7-200 SMART 集成了三路 100kHz 的高速脈沖輸出，在本系統(tǒng)中切刀伺服占用 Q0.0，下標(biāo)伺服占用 Q0.1。打開 Micro/WIN SMART 集成的運動控制向?qū)?，配置軸 1 和軸 2，選擇單向相對脈沖，最大速度 50K，最小速度 1K，加減速時間 30ms，然后生成子程序。
4.2 高速計數(shù)配置
S7-200 SMART 集成了 4 路高速計數(shù)器，在本系統(tǒng)中只使用了高速計數(shù)器 HSC0，用于接收切刀的脈沖輸出，占用輸入點 I0.0。打開 Micro/WIN SMART 集成的 HSC 向?qū)?，配?HSC0，選擇工作模式 0，預(yù)設(shè)值為 80000，當(dāng)前值為 0，計數(shù)方向向上，勾選 PV=CV 時中斷，步數(shù) 1，然后生成。當(dāng)切刀伺服啟動后檢測到刀盤原點光電時，利用外部中斷快速更新高速計數(shù)器 HSC0 的當(dāng)前值和目標(biāo)值，目標(biāo)值等于當(dāng)前值加上偏置值。PV=CV 中斷時停止脈沖輸出，同時啟動下標(biāo)伺服。
4.3 USS 通訊
S7-200 SMART 自帶庫文件 USS 協(xié)議，只需調(diào)用 USS 功能塊即可實現(xiàn) PLC 與西門子變頻器的通訊。通過 USS_INIT 進行通訊參數(shù)初始化設(shè)置，包括與變頻器通訊的波特率，激活的變頻器個數(shù)，所占用的端口等，通信參數(shù)必須與變頻器設(shè)置的一致，否則無法通訊。每次通信參數(shù)的更改都需要重新執(zhí)行此命令，本項目中的通訊參數(shù)固定，所以只上電執(zhí)行一次。通過調(diào)用 USS_ CTRL 指令可以直接控制變頻器的啟動、停止以及頻率，每條 USS_CTRL 指令只能控制一臺變頻器。
4.4 SINAMICS V20 變頻器的配置
設(shè)置V20變頻器的連接宏為Cn010—USS控制，分別設(shè)置螺桿、皮帶、供料、輸送帶變頻器地址 P2011[0] 為 1、2、3、4。同時，設(shè)置應(yīng)用宏為 AP030—傳送帶控制，SINAMICS V20 可自動配置適合傳送帶應(yīng)用的控制參數(shù)。
1492-SPM3B100 MCB Supplementary Protector 10 A
軟啟動器 3RW44223BC45
CQPICTAE0000 QP 10.5 In TFT, Ethernet, CF, 110 VAC
GC647IFSTDV00300 GCC iFIX Std HMI 300 I/O Dev
IC210TMP001 Durus Memory Pack, Portable FLASH Device
IC646PME050 Proficy Change Management for ME 50 user pack
IC647HSTES100M Historian Enterprise Server 100 Points (M4 Key)
IC647WMI320RR Series 90 PS/2 Serial Interface Card
IC694ALG233LT Low Temperature. RX3i Efficiency 16-Channel Advanced Analog Current Input module provides 16 single-ended or 8 differential b channels. 0 - 20mA and 4 - 20mA with 16 bit resolution. Advanced diagnostics. Requires Proficy? Machine Edition Logic D
IC756SDV000E-914 DV Development - Solaris Op Sys, English, Version 9.14
MicroLogix 1200 System 1762-OF4 4 CH ANALOG OUTPUT MODULE
PLC-5/1771 System 1771-VHSCK CONFORMALLY COATED, VERY HIGH SPEED COUNTER MODULE
Distributed I/O 1794-OV16 FLEX I/O 24V DC 16 POINT SINK OUTPUT MODULE
Communications 9399-PRTLUG RSPORTAL USER'S GUIDE
Support 6201-PLC2AS SUPT RENEWAL CONTRACT FOR 6201PLC2A
Support 9358-BIZUC1PS SUPT RENEWAL CONTRACT FOR 9358BIZUC1PENE
Support F1771-ESCSERA FIRMWARE UPGRADE FOR 1771-ESC I/O MODULE
RSI Software Products 9324-RLC350ENE RSLOGIX 5/500;RSLOGIX EMULATE 5/500, BUNDLE, CD
RSI Software Products 9301-2SE350ITU2R RSVIEW32 RUNTIME 1500-100K UPGRADE OUT-SUPT (IT)
RSI Software Products 9358-HSTS2400U4 UPGRADE: IN-SUPT: HISTORIAN 5K TO 32K TAG
Motion Control 8720SM-015S2EAS2 15 KW/33.4 AMP, 750VDC, AC MOTOR WITH SRM60 ENC.
8117 SLDERLSS Field CONN Adapter, Used W/5003/4/4D, 5009
IC200MDL143 INPUT 120VAC ISOLATED, 8 POINTS
IC697CHS790xSV Rack, 9 SlotS, Rear Mount Severe Vibration Rack
MTR-1235-N-D-E-0 MTR series NEMA 23 stepping motor with series winding connection
Z44A730465-013 Motor half key for B0.4/5000is or B0.5/6000is motor
20BD096A0AYNANC0 PowerFlex 700 AC Drive 96 A 75 Hp 20B
20G11NC085JA0NNNNN PowerFlex 755 AC Packaged Drive
22F-D1P5N113 PowerFlex 4M- 0.4 kW (0.5 HP) AC Drive
ASMBPL001 Quantum MODBUS+ CONNECTOR TOOL
294D-FD4P2P-G2 Variable Frequency Drive
S82J-05024D 120V-240VAC，容量： 50W輸出 24V 2.1A?S82J-6524替代品
1756-OF6CI 模擬量輸出模塊（6路電流輸出，每路單獨隔離）
PXIe-6368
PCI-1753E
Keithley Instruments DAS-1802ST
PWS-702A-1R
ADT-8920A1
ANATEL USC8000-30
1492-PDL3161 175 A Power Distribution Block
模擬量輸入/輸出模塊 6ES7431-7KF10-0AB0 AI/8 16BIT，光隔離，電阻/PT100/NI100
2097-V34PR5-LM Kinetix 350 2.0kW Servo Drive
ET-GT-9ES-3SC 8 RJ45 Ports, 1 Singlemode Fiber Port Ethernet Switch
GFK-2062 VMIC - Digital Output User's Manual - IC697VDD100
IC220MDL754 OUTPUT, 24VDC POSITIVE LOGIC 0.5A, 16PT (REQUIRES 4 IC220TBK123)
IC647DMC999 Unlimited DataMart Reporting Clients
IC647ROC000M ROC:Fisher Remote Operations Controller for 2048 Units
IC693MDL340 120 Vac Output, 0.5 Amp (16 Points)
IC756CDV010E-98 DV Draw Development on Compaq True64, English, Version 9.8
MSI-PROD-43 Product Mang Clients (Additional)-43
PLC-5/1771 System 1785-M100 PLC-5/80 EEPROM MEMORY CARTRIDGE, 100K
Distributed I/O 1790-7CMCBL LDX I/O REPLACEMENT RIBBON CABLE, 7CM (LOTS OF 5)
Communications 1761-NET-ENI ETHERNET INTERFACE FOR MICROLOGIX AND COMPACTLOGIX
Operator Interface 2711-NK1 PANELVIEW 1200 REPLACEMENT KEYPAD FACEPLATE
Support 9305-RSVADDCENR SUPT REINSTATEMENT CONTRACT FOR 9305RSVADDCEN
Support 9324-RLD300ESS SUPT RENEWAL CONTRACT FOR 9324RLD300ES
DeviceNet Products 2711-T10G10 PV1000 GRAYSCALE TOUCH, DNET & RS232 PRINT
RSI Software Products 9301-2SE3400ESU3 RSVIEW32 RUNTIME 150-32K UPGRADE IN-SUPT (ES)
RSI Software Products 9371-ETBP3 RSWIRE DESIGNER TERMINAL BLOCK PLAN OPTION
Motion Control MPF-SST-A45B45 KIT,SHAFT SEAL,FOR MPF-A45XX AND MPF-B45XX MTR
