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      臺達10MC控制器在藥水灌裝機的應用

      放大字體  縮小字體 發布日期:2013-08-05   瀏覽次數:43588
      本文主要介紹了臺達基于CANOpen總線運動控制器10MC在藥水灌裝機上的應用。臺達10MC是基于CANopen現場總線的多軸運動控制器,它遵循CANOpen DS301基本通訊協議和DSP402運動控制協議,同時還支持大部分國際組織所定義的運動控制標準指令庫,極大方便使用者快速入門,迅速進行項目開發。

      1  前言

       

      柱塞式灌裝機,在醫藥領域藥品藥劑的裝量國家有嚴格的控制標準和規范,因為關乎生命安全所以精準度非常重要。對制藥生產企業,一方面要嚴格執行國家關于灌裝藥品的規范,另一方面更注重生產效率,總之既要做到精準達到國家標準,又要盡可能提高生產效率,以最大化獲取企業效益。

      客戶以往的機器是使用機械凸輪實現從軸跟隨主軸速度進行灌裝,一臺設備上需要至少有三個機械凸輪。長時間運行后,機械凸輪會有磨損,造成灌裝位置偏移。機械凸輪的速度不能快,否則會產生嚴重的抖動,因此使生產效率大打折扣。臺達10MC可以支持16軸,并可以建立多組電子凸輪曲線。利用電子凸輪曲線實現灌裝針與瓶位置對應。并可利用電子凸輪曲線實現藥泵控制,通過修改電子凸輪關鍵點來達到調整灌裝量。

       

      2  系統控制框圖及說明

      2.1設備框圖

      圖1 設備框圖

       

      2.2工藝要求

      客戶此次設備是要求一次灌裝十瓶。主機啟動后,當瓶位開關導通時,從軸開始根據電子凸輪曲線追隨主軸位置。當主從同步時,灌裝軸下針,當針到瓶底時,藥泵開始打藥。藥泵包括打藥伺服和換向伺服。藥劑量根據觸摸屏設定的值,改變打藥伺服電子凸輪曲線關鍵點。當打藥伺服到達藥劑凸輪點時,換向伺服旋轉換向,改變藥劑流向。換向伺服的工作亦是根據凸輪曲線動作。藥泵整個動作在同步區里全部完成。當從軸快脫離同步區時,灌裝軸上升到原點,從軸跟據凸輪曲線高速返回起點。等待下一期到來,往復以上動作。

       

      3  配置方案選型及程序

       

      3.1配置方案選型

      該設備一共有六顆伺服,且各個伺服間都有對應的位置關系,因此控制器選用臺達10MC總線運動控制器。(如圖2所示)


      圖2 臺達10MC總線運動控制器

      DVP10MC11T是臺達自主研發的基于CANopen現場總線的多軸運動控制器,它遵循CANopen DS301基本通訊協議和DSP402運動控制協議,同時還支持大部分國際組織所定義的運動控制標準指令庫,極大方便使用者快速入門,迅速的進行項目開發。

      DVP10MC11T是一個多功能控制器,其內部包含標準PLC模塊和MC運動控制模塊兩大功能模塊(如圖3)。PLC模塊與臺達其它DVP系列PLC功能相似,使用方法也相同,通過WPLSoft或ISPSoft編程軟件,可以編寫梯形圖,順序功能圖,指令表等臺達標準的PLC邏輯程序。PLC 模塊同時還支持左側和右側兩個擴展接口,左側為高速并行擴展口,可以連接最多7 臺現場總線主站模塊(DeviceNet,CANopen主站等)、以太網模塊及高速模擬量模塊等,右側用來連接原DVP-S系列PLC的擴展模塊(如低速模擬量及數字量模塊)。MC運動控制模塊主要通過CANopen總線,對伺服驅動器進行精密的控制,以完成用戶所期望的速度控制、位置控制等功能。MC運動控制模塊采用CANopenBuilder軟件進行運動控制編程,來實現各種復雜的運動控制任務,運動控制語言以圖形化的方式提供用戶編寫運動控制功能,使用簡潔,易于學習理解。同時,CANopeBuilder軟件也提供用戶方便的G 代碼編輯、預覽、電子凸輪編輯等界面,方便用戶規劃更有特色的運動控制需求。由于采用高可靠性的CAN總線為主線的通訊系統,DVP10MC11T只需為客戶提供簡單配線,因具有高速可靠的運動控制系統,可廣泛應用在包裝、印刷、封裝、切割、數控機床、自動化倉儲等各種自動化控制領域中。


      圖3 DVP10MC11T內部結構

      MC運動控制模塊主要功能有:單軸系統最大支持16個實軸;兩軸直線/圓弧插補;簡易NC功能,2.5軸G代碼支持;電子凸輪,5階多項式擬合,支持虛軸;電子齒輪。

      10MC控制器是CANopen總線控制器,臺達A2-M伺服支持CANopen通訊。與10MC控制器配套選用。配線大大簡化、控制更加精確,能夠滿足高端設備的應用需求。

       

      3.2控制方法

      硬件架構如圖4。

      圖4 硬件架構圖

      程序架構如圖5。


      圖5 程序架構圖

      設置各個軸的軸參數如圖6和圖7。

      圖6 運動控制結構圖

      圖7 參數配置界面

       
       
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