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2　自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)　　包裝機(jī)的控制系統(tǒng)如圖2所示，由可編程控制器、觸摸屏、輸出驅(qū)動(dòng)控制和糾偏控制等幾部分組成?？紤]到本機(jī)控制精度尤其是延時(shí)時(shí)間要求達(dá)到0.01s精度，在3s的時(shí)間周期內(nèi)控制器要完成幾十個(gè)配合動(dòng)作的控制，系統(tǒng)對(duì)控制器的數(shù)據(jù)計(jì)算及運(yùn)行速度的要求比較高，因此包裝機(jī)控制系統(tǒng)采用三菱可編程控制器中基本指令運(yùn)行速度為0.08μs，運(yùn)行速度最高，性能最好，檔次最高的FX-2N系列48MR作為核心控制部件。2．1　生產(chǎn)時(shí)序的調(diào)整和觸摸屏人機(jī)界面的應(yīng)用　　整個(gè)生產(chǎn)程序控制的時(shí)序圖如圖2所示。從圖中可以看出，為了精細(xì)地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的配合進(jìn)行調(diào)整，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程工作的10個(gè)汽缸有11個(gè)延時(shí)時(shí)間需要根據(jù)要求進(jìn)行精細(xì)地整定。在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)生產(chǎn)藥片的不同這些參數(shù)還需要操作人員隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。另外生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)的變化的監(jiān)測(cè)，設(shè)備的維護(hù)和檢修，都需要一個(gè)友好的人機(jī)界面來(lái)完成。因此在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)人機(jī)對(duì)話界面采用了MT510 T 10．4寸觸摸屏。MT510T觸摸屏是一個(gè)功能強(qiáng)大，與PLC接口十分方便的PLC人機(jī)對(duì)話設(shè)備?！　T510T觸摸屏作為與PLC配套的人機(jī)對(duì)話界面，有許多特有的功能：　　a．與PLC內(nèi)部I／O狀態(tài)對(duì)應(yīng)的各種指示燈顯示；b．與PLC內(nèi)部輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的各種開(kāi)關(guān)面板（位狀態(tài)型開(kāi)關(guān)、多段開(kāi)關(guān)、切換窗口開(kāi)關(guān)等）；c．與PLC輸入和輸出動(dòng)態(tài)過(guò)程對(duì)應(yīng)的各種動(dòng)態(tài)過(guò)程顯示；d．與PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)單元對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示（數(shù)值顯示、SCII顯示、文字顯示等）；e．在屏上用模擬鍵盤完成的各種數(shù)據(jù)輸入（數(shù)值輸入、ASCII輸入、文字輸入等）；f．根據(jù)設(shè)定輕松完成的各種異常報(bào)警功能（報(bào)警顯示、跑馬燈顯示、事件顯示等）　　MT510T以強(qiáng)大的32位RISC處理器為核心控制部件，256種顏色，640x480顯示格式。它具有許多與WIN-DOWS類似的強(qiáng)大功能，如可以同時(shí)開(kāi)啟6個(gè)彈出窗口；可以擁有和WINDOWS98系列一樣的任務(wù)欄和快選窗口——工作按鈕，利用工作按鈕可以呼叫快選窗口；可在快選窗口放置要經(jīng)常顯示的元件或直接切換窗口的開(kāi)關(guān)；可在彈出窗口中放置窗口控制功能鍵，使彈出窗口可以最小（大）化，及任意移動(dòng)窗口等?！　「鶕?jù)需要，本系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話設(shè)置了元件調(diào)試窗口、部分統(tǒng)調(diào)窗口、數(shù)據(jù)輸入窗口和運(yùn)行窗口等4個(gè)窗口，以一個(gè)總界面菜單進(jìn)行管理。　　元件調(diào)試窗口是針對(duì)系統(tǒng)的10個(gè)汽缸電磁閥，一臺(tái)糾偏步進(jìn)電機(jī)，3個(gè)光電開(kāi)關(guān)和4個(gè)接近開(kāi)關(guān)設(shè)置的。它主要應(yīng)用在對(duì)設(shè)備安裝調(diào)試和維護(hù)時(shí)，利用這個(gè)窗口可以對(duì)每一個(gè)控制和檢測(cè)元件進(jìn)行獨(dú)立調(diào)試，包括位置的調(diào)整，工況好壞的確認(rèn)等。實(shí)踐證明這個(gè)人機(jī)界面的使用頻率很高，給設(shè)計(jì)和操作人員帶來(lái)很大方便。部分統(tǒng)調(diào)窗口主要是在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試時(shí)完成除加藥以外的其他控制動(dòng)作的連續(xù)運(yùn)行，方便對(duì)系統(tǒng)各個(gè)控制和檢測(cè)部件的動(dòng)作協(xié)調(diào)情況進(jìn)行綜合調(diào)整和修改。數(shù)據(jù)輸入窗口主要是在觸摸屏上利用模擬數(shù)字鍵盤輸入一些相關(guān)的數(shù)據(jù)。運(yùn)行窗口是生產(chǎn)線在進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的主窗口，對(duì)生產(chǎn)線的所有控制，如開(kāi)車停車、電機(jī)啟停、故障報(bào)警、事故急停等皆在此觸摸屏上進(jìn)行操作。生產(chǎn)線的所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的運(yùn)行狀態(tài)皆在屏上以動(dòng)畫(huà)的方式進(jìn)行顯示，人機(jī)界面上的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等能夠明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況和各種變化信息，它的使用在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間構(gòu)建了一個(gè)雙向溝通的橋梁。操作簡(jiǎn)便的人機(jī)界面與PLC控制器強(qiáng)大的功能及復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理相匹配，提升了整套設(shè)備的使用價(jià)值，方便了操作工人的操作?！　T510T采取串行通信的方式與PLC連接，在編程過(guò)程中它可以利用PC機(jī)進(jìn)行離線編程和離線模擬，然后通過(guò)串口將應(yīng)用程序下載到屏內(nèi)保存，進(jìn)行在線模擬和運(yùn)行。這些功能使繁雜的程序設(shè)計(jì)變得輕松有效，節(jié)約了大量的工程調(diào)試時(shí)間?！　T510T提供一個(gè)在WINDOWS下功能強(qiáng)大的編程平臺(tái)Easy Builder500組態(tài)軟件供用產(chǎn)對(duì)其編程使用。它在程序低層提供一個(gè)PLC的驅(qū)動(dòng)程序ECDK。，用戶只要在觸摸屏應(yīng)用程序的上層完成一些窗口、圖形顯示界面的設(shè)計(jì)，根據(jù)所選用PLC的不同，對(duì)各種圖形的屬性利用圖表進(jìn)行設(shè)定和組態(tài)，以及MT510與PLC通信規(guī)約的設(shè)定，然后將應(yīng)用組態(tài)程序下載到觸摸屏的內(nèi)存上即可。2．2　糾偏定位控制設(shè)計(jì)　　糾偏及定位控制是自動(dòng)包裝機(jī)械最重要的功能之一，灸藥包裝生產(chǎn)線必須隨時(shí)糾正包裝基帶在生產(chǎn)線上橫向位置的偏差，并準(zhǔn)確確定每一個(gè)藥包在包裝基帶上的縱向位置，才能保證從包裝基帶上切下藥包的準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)從機(jī)械和電子控制的結(jié)合上采取了一些創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，較好地解決了本系統(tǒng)的一些難點(diǎn)。　　傳統(tǒng)的包裝基帶多數(shù)采用電機(jī)牽引的方式，在高速運(yùn)行條件下完成精確藥包定長(zhǎng)模切控制存在一些困難。本系統(tǒng)采用汽缸夾持基帶牽引前進(jìn)，利用汽缸的固定行程進(jìn)行定長(zhǎng)控制，再由縱向定位光電開(kāi)關(guān)配合，較好地克服軟基帶拉伸變形對(duì)縱向定位的影響，取得很好的效果?！　【乃幇b基帶為軟無(wú)紡布，在前面工序往基帶上加放藥片后，基帶邊緣產(chǎn)生嚴(yán)重的荷葉邊，使包裝帶邊緣檢測(cè)和灸藥橫向糾偏無(wú)法進(jìn)行。為了克服這一難題，在包裝帶的兩邊設(shè)置了2個(gè)導(dǎo)向槽，包裝帶的邊緣在導(dǎo)向槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其上下波動(dòng)幅度受到限制，為基帶邊緣檢測(cè)創(chuàng)造了一定條件；在導(dǎo)向槽內(nèi)包裝帶的兩個(gè)邊緣，采用光纖光電開(kāi)關(guān)進(jìn)行位置檢測(cè)，光纖光電開(kāi)關(guān)采用光纖作為光發(fā)射和接收頭，其接收頭直徑僅lmm，因此進(jìn)行邊緣定位檢測(cè)具有很高的精度。從安全的角度出發(fā)本系統(tǒng)還采用接近開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)了幾個(gè)極限位置保護(hù)傳感器。橫向糾偏系統(tǒng)由FX-10GM，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，步進(jìn)電機(jī)以及相關(guān)的機(jī)械部件組成。X-10GM是FX-2N系列中單軸定位控制專用模塊，它采用獨(dú)特的定位專用語(yǔ)句（cod命令）和序列語(yǔ)句，具有與步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)控制接口配套的強(qiáng)大的位置控制功能，如手動(dòng)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，機(jī)械原點(diǎn)返回，正反限界檢測(cè)控制，中斷，自動(dòng)運(yùn)行正轉(zhuǎn)脈沖（PP）發(fā)生，反轉(zhuǎn)脈沖（RP）發(fā)生等。它可僅用兩根控制線（正轉(zhuǎn)脈沖PP，反轉(zhuǎn)脈沖RP）直接與混合步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接口，其最大脈沖輸出為200KPPS，可以滿足高速糾偏動(dòng)作的需要。在本系統(tǒng)中，牽引汽缸搭載在由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的橫向糾偏平臺(tái)上。橫向糾偏平臺(tái)在牽引汽缸動(dòng)作前開(kāi)始橫向位置檢測(cè)并帶動(dòng)牽引汽缸進(jìn)行糾偏橫向運(yùn)動(dòng)，在牽引汽缸牽引結(jié)束回程時(shí)糾偏平臺(tái)復(fù)位。橫向糾偏平臺(tái)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲桿推動(dòng)進(jìn)行左右糾偏運(yùn)動(dòng)，絲桿設(shè)計(jì)指標(biāo)為每轉(zhuǎn)動(dòng)500圈直線行程1mm，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)速度為4000n／min時(shí)，每糾偏1mm僅需7.5s，大大加快了包裝機(jī)的運(yùn)行效率。3　結(jié)　語(yǔ)　　包裝機(jī)械的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)是提升包裝機(jī)械性能的重要內(nèi)容，文中介紹的一些機(jī)械與電子結(jié)合的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法如縱、橫向糾偏的方法，人機(jī)對(duì)話觸摸屏，以及利用與PLC配套的位置控制模塊FX-10GM對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制等，對(duì)包裝自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)都有重要的參考價(jià)值。［　參　考　文　獻(xiàn)?。荩?］三菱公司．FX-2N HARDWARE MANUAL[Z]，1999．［2］三菱公司．PX-2N-10GM HARDWARE／PROGRAMMING MANUAL[Z]，2002．［3］深圳人機(jī)電子有限公司．EasyBuilderS00軟件使用手冊(cè)[Z]，2002．　?。ㄍ辏?