1、 前言

此系統屬于食品機械的投入機的控制系統，系統包括觸摸屏、可編程控制器、伺服、編碼器、步進電機等，主要功能是把呈帶狀脫氧劑或者是干燥劑，進行切斷，然后按要求投入到目的地。在整個設備中，控制的主要要求是要切斷準確，切斷的位置偏差要在±5mm以內，而且要求速度可以很快，高速每分鐘要達到170個；因為送料驅動使用的是步進電機，這樣就會要求送料要有反饋，所以從動輪上安裝了編碼器做為反饋信號的來源，由于這幾個控制部件的組合，另外又由于機械機構的配合問題，在調試時做了好多次軟件和硬件的改進最后達到了要求，交給了客戶使用。

2、 硬軟件系統構架
A、 硬件構架：

①、 控制系統硬件組成
觸摸屏DOP-A57GSTD
可編程控制器 DVP-12SC11T
伺服ASD-A021LA
編碼器ES3-06CN6941
步進驅動器和電機
料檢測接近開關
刀位檢測接近開關
外部連動接近開關


②、 設備工作示意圖：


③、 系統組成說明：

系統規模：6個數字量輸入；3個數字量輸出；1個伺服控制；1個步進控制；1個由AB相的編碼器發出的高速脈沖計數；
控制系統配置如下：
觸摸屏：DOPA57GSTD
PLC：DVP12SC11T
一套伺服ASD-A021LA
一個編碼器ES3-06CN6941
一套步進驅動器和電機
一個料檢測接近開關
一個刀位檢測接近開關
一個外部連動接近開關
觸摸屏主要是用來顯示和控制、報警、報警上下限設定、采集數據顯示微調、報警數據顯示、記錄產量等；
PLC主要是采集數據并計算，控制伺服電機和步進電機的動作，報警的判斷和輸出；
伺服電機的作用是用來使切刀可以快速的切斷干燥劑，并且準確的歸位；
步進電機的作用是快速的進料，并且進料要十分的準確；
編碼的作用是把從動輪的轉動的實際角度采集出來，送給PLC；



B、 軟件構架：
系統的功能要求：
可以設定干燥劑的長度和間距，以便可以切不同規格的干燥劑；
刀速和步進的速度是可設定的要能夠分成幾個檔位，適應不同的要求；
可以設定上下限報警，來控制誤差的范圍；
顯示報警畫面、報警信息；
報警上下限設定；
具有偏差微調功能，并且顯示微調值；
要求有兩個外部聯動功能，啟動不同的聯動信號可以達到聯動的功能；
要求具有生產計數的功能，可實現計數有效無效的切換；
要求具有復位功能，實現故障狀態的復位；
除聯動外還能實現連續運行和點動的功能；
在以上的功能中最重要的功能實現就是步進電機的控制，這也是最難的部分，因為干燥劑長度的準確完全依賴于步進電機所走的行程，如果單純靠固定脈沖數來控制步進電機，那么運行一段時間后一定會出現累計誤差，會使所切的干燥劑長度相同但是會切到料上，所以必須使用編碼器采集回來的脈沖數作為反饋來給步進發脈沖；

系統的軟件共分兩部分：HMI部分，PLC部分
HMI部分主要構架：
a． 主頁
b． 控制畫面
c． 參數設置畫面
d． 步進速度設置畫面
e． 切刀速度設置畫面
f． 報警畫面

PLC部分主要構架：
a. 刀和步進速度設定
b. 運行方式控制
c. 復位狀態控制
d. 計數功能
e. 伺服和步進控制
f. 報警控制

3、 工藝
因為屬于機械設備的系統，另外，要求精度也高一些，所以工藝過程相對復雜一些，主要要求如下：
通過設定不同的料袋長度尺寸和間距，可以加工4種規格的產品；
要求實際偏差不得超過±5mm；
要求在連續運行時的加工速度要能達到每分鐘170個；
要求刀速和步進的速度都能有四個檔的調整；
報警上下限設定；
偏差微調功能，并且顯示微調值；
要求有兩個外部聯動功能，啟動不同的聯動信號可以達到聯動的功能；
要求具有生產計數的功能，可實現計數有效無效的切換；
4、 調試步驟、注意事項
調試步驟及注意事項如下：
A、 通過反復的試驗得到一個試驗值：就是料每移動1mm編碼器的脈沖數是多少個，在這臺設備上得到的數據是，每移動1mm編碼器的脈沖數是5個，而且相對準確；
B、 通過反復試驗得到兩個數值：就是為達到每分鐘加工速度為170個，那么對步進和伺服發出的脈沖頻率是多少，經過試驗得到的數據是步進額為4KHz，而伺服應該是80 KHz；其實，本來可以通過計算可以得到這個數據，但是，由于機械方面的配合和程序有掃描周期的問題，所以不能完全套用計算所得到的數值；
C、 調整料檢測的高度也是一個比較關鍵的環節，如果不能調整好高度會對切斷的準確性起到決定性作用；
D、 投入的準確性是靠調整前機時間來保證的，在食品盒到達投入口正下方之前要進行切斷動作，而食品盒到達投入口正下方時干燥劑要正好投入到食品盒當中，送料停止到切刀切斷之間的時間就是前機時間；

5、 結論
系統安裝調試時出現了很多的麻煩，比如開始所選的步進電機的功率過小，造成不能快速進料的現象，后來更換更大功率的步進電機后，問題才解決，系統最后得到了用戶的好評。
在這個系統中使用了臺達的SC系列PLC來控制臺達伺服系統，達到了使用要求，
此設備的使用我們臺達的機電產品比較多，整合性能比較好，為客戶降低了大量的成本，是一個為客戶降低成本的很好的實例。
現在國內食品機械的自動化程度并不高，還有很多我們可以進入的空間。