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| 液體灌裝機(jī)伺服電機(jī)位置控制的應(yīng)用 | 2022-08-10 |
| 液體灌裝機(jī)由S7-200PLC及稱重儀表ICS241和灌裝電磁閥組成，PLC使用RS232C通信口與稱重儀表連接，通過通信采集、處理重量數(shù)據(jù)，以及發(fā)送去皮信號使儀表去皮。在定量灌裝模式下，PLC作為主控器接收來自稱重儀表的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)出一系列的控制灌裝機(jī)動作的信號，使灌裝機(jī)完成定量灌裝。PLC通過RS232C與稱重儀表通信，兩者之間是無協(xié)議通信。PLC與稱重儀表的串口通信參數(shù)需設(shè)定一致。稱重儀表通過RS232C口連續(xù)向外發(fā)送數(shù)據(jù)，稱重儀表一直不停地連續(xù)向外發(fā)送，保證串口的數(shù)據(jù)與儀表的數(shù)據(jù)同步。液體灌裝機(jī)采用PID濾波算法來清除干擾信號，從而提高灌裝系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度，根據(jù)不同灌裝量程來調(diào)整目標(biāo)設(shè)定值的重量進(jìn)而完成灌裝。灌裝機(jī)主要包括前稱重模塊、復(fù)秤系統(tǒng)、LMC系列運(yùn)動控制器、LXM系列伺服驅(qū)動器及伺服電機(jī)、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等。利用伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子泵行程控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)灌裝量控制。灌裝前，由前稱重模塊獲取空桶重量，灌裝后由后稱量模塊獲取灌裝重量，并將其傳送至稱重儀表，稱重儀表會實(shí)時外理灌裝數(shù)據(jù)得到重量偏差，灌裝算法計算出控制大料量，稱重系統(tǒng)會將控制量發(fā)送給伺服驅(qū)動器，驅(qū)動二次轉(zhuǎn)子泵執(zhí)行小料量提前關(guān)閉再控制小料灌裝閥，上位機(jī)通過以太網(wǎng)與稱重儀表相連實(shí)時讀取灌裝數(shù)據(jù)，可設(shè)定工藝參數(shù)監(jiān)控生產(chǎn)線運(yùn)行情況。在灌裝完成壓蓋后驅(qū)動其抓取機(jī)械手裝置精確定位到單元，在物料臺上抓取灌裝桶輸送到地點(diǎn)然后放下。通討伺服電機(jī)驅(qū)動機(jī)械手，利用PLC的高速脈沖輸出功能，通過PTO編程實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的準(zhǔn)確堆垛控制。 PLC選用SIEMENS公司的S7-200系列PLC，由于需要輸出高速脈沖驅(qū)動伺服電機(jī)，PLC采用晶體管輸出型。選用S7-200-226 DC/DC/DC型PLC。伺服驅(qū)動器采用松下MADDT1207003全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動裝置。抓取機(jī)械手裝置整體安裝在直線運(yùn)動傳動組件的滑動溜板上，在傳動組件帶動下整體作直線往復(fù)運(yùn)動，定立到其他各工作單元的物料臺，然后完成抓取和放下灌裝桶的功能。 伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的線數(shù)。 交流永磁同步伺服驅(qū)動器主要有伺服控制單元、功率驅(qū)動單元、通訊接口單元、伺服電動機(jī)及相應(yīng)的反饋檢測器件組成。灌裝生產(chǎn)線的輸送單元中，伺服電機(jī)用于定位控制，故選用位置控制模式，即通過輸人脈沖串來使電機(jī)定位運(yùn)行脈沖串頻率決定機(jī)械手的運(yùn)動速度。脈沖數(shù)量決定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位移，即機(jī)械手的直線位移。伺服驅(qū)動器的參數(shù)可采用自動增益調(diào)整模式在驅(qū)動器的面板上進(jìn)行設(shè)定。 稱重系統(tǒng)的主要作用是將液體介質(zhì)充填到包裝容器中實(shí)現(xiàn)灌裝、封口、稱量、堆垛等功能。采用順序控制、運(yùn)動控制、通信、數(shù)據(jù)管理微處理機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，對輸入信號進(jìn)行過濾、判斷以及存儲等，將輸出信號的形式傳送給灌裝系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來完成灌裝命令，對在線容器中桶位的實(shí)時控制，用壓力控制對灌裝桶預(yù)壓，對輸送鏈道速度的調(diào)節(jié)，當(dāng)輸送鏈道上容器堆堵時，還需協(xié)調(diào)整個生產(chǎn)線各拖動點(diǎn)的進(jìn)給速度。協(xié)調(diào)信號是到生產(chǎn)線中其它輸送鏈拖動，控制系統(tǒng)還對空/滿桶的到位、堆堵、下蓋、打開/關(guān)閉灌裝閥等進(jìn)行實(shí)時撿測與控制。利用PLC信號驅(qū)動電機(jī)等傳動機(jī)構(gòu)帶動機(jī)械手移動，同時驅(qū)動電機(jī)自帶的編碼器反饋位詈脈沖數(shù)給驅(qū)動器驅(qū)動器對兩種脈沖進(jìn)行比較并確定偏差，按一定控制規(guī)律運(yùn)算后得到的校正信號作為伺服驅(qū)動器中速度控制器的給定再經(jīng)電流調(diào)節(jié)與功率放大，使抓取機(jī)械手朝消除偏差的方向運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的堆垛定位。 | |
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