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2　自動生產線控制系統(tǒng)　　包裝機的控制系統(tǒng)如圖2所示，由可編程控制器、觸摸屏、輸出驅動控制和糾偏控制等幾部分組成。考慮到本機控制精度尤其是延時時間要求達到0.01s精度，在3s的時間周期內控制器要完成幾十個配合動作的控制，系統(tǒng)對控制器的數據計算及運行速度的要求比較高，因此包裝機控制系統(tǒng)采用三菱可編程控制器中基本指令運行速度為0.08μs，運行速度最高，性能最好，檔次最高的FX-2N系列48MR作為核心控制部件。2．1　生產時序的調整和觸摸屏人機界面的應用　　整個生產程序控制的時序圖如圖2所示。從圖中可以看出，為了精細地對生產過程的配合進行調整，整個生產過程工作的10個汽缸有11個延時時間需要根據要求進行精細地整定。在生產過程中，根據生產藥片的不同這些參數還需要操作人員隨時進行調整。另外生產過程的各種參數的變化的監(jiān)測，設備的維護和檢修，都需要一個友好的人機界面來完成。因此在系統(tǒng)總體設計時人機對話界面采用了MT510 T 10．4寸觸摸屏。MT510T觸摸屏是一個功能強大，與PLC接口十分方便的PLC人機對話設備。　　MT510T觸摸屏作為與PLC配套的人機對話界面，有許多特有的功能：　　a．與PLC內部I／O狀態(tài)對應的各種指示燈顯示；b．與PLC內部輸入信號對應的各種開關面板（位狀態(tài)型開關、多段開關、切換窗口開關等）；c．與PLC輸入和輸出動態(tài)過程對應的各種動態(tài)過程顯示；d．與PLC內部數據單元對應的數據顯示（數值顯示、SCII顯示、文字顯示等）；e．在屏上用模擬鍵盤完成的各種數據輸入（數值輸入、ASCII輸入、文字輸入等）；f．根據設定輕松完成的各種異常報警功能（報警顯示、跑馬燈顯示、事件顯示等）　　MT510T以強大的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類似的強大功能，如可以同時開啟6個彈出窗口；可以擁有和WINDOWS98系列一樣的任務欄和快選窗口——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常顯示的元件或直接切換窗口的開關；可在彈出窗口中放置窗口控制功能鍵，使彈出窗口可以最?。ù螅┗?，及任意移動窗口等。　　根據需要，本系統(tǒng)的人機對話設置了元件調試窗口、部分統(tǒng)調窗口、數據輸入窗口和運行窗口等4個窗口，以一個總界面菜單進行管理。　　元件調試窗口是針對系統(tǒng)的10個汽缸電磁閥，一臺糾偏步進電機，3個光電開關和4個接近開關設置的。它主要應用在對設備安裝調試和維護時，利用這個窗口可以對每一個控制和檢測元件進行獨立調試，包括位置的調整，工況好壞的確認等。實踐證明這個人機界面的使用頻率很高，給設計和操作人員帶來很大方便。部分統(tǒng)調窗口主要是在系統(tǒng)聯(lián)調試時完成除加藥以外的其他控制動作的連續(xù)運行，方便對系統(tǒng)各個控制和檢測部件的動作協(xié)調情況進行綜合調整和修改。數據輸入窗口主要是在觸摸屏上利用模擬數字鍵盤輸入一些相關的數據。運行窗口是生產線在進行自動運行時的主窗口，對生產線的所有控制，如開車停車、電機啟停、故障報警、事故急停等皆在此觸摸屏上進行操作。生產線的所有執(zhí)行機構和傳感器的運行狀態(tài)皆在屏上以動畫的方式進行顯示，人機界面上的組合文字、按鈕、圖形、數字等能夠明確指示并告知操作員機器設備目前的狀況和各種變化信息，它的使用在操作人員和機器設備之間構建了一個雙向溝通的橋梁。操作簡便的人機界面與PLC控制器強大的功能及復雜的數據處理相匹配，提升了整套設備的使用價值，方便了操作工人的操作?！　T510T采取串行通信的方式與PLC連接，在編程過程中它可以利用PC機進行離線編程和離線模擬，然后通過串口將應用程序下載到屏內保存，進行在線模擬和運行。這些功能使繁雜的程序設計變得輕松有效，節(jié)約了大量的工程調試時間?！　T510T提供一個在WINDOWS下功能強大的編程平臺Easy Builder500組態(tài)軟件供用產對其編程使用。它在程序低層提供一個PLC的驅動程序ECDK。，用戶只要在觸摸屏應用程序的上層完成一些窗口、圖形顯示界面的設計，根據所選用PLC的不同，對各種圖形的屬性利用圖表進行設定和組態(tài)，以及MT510與PLC通信規(guī)約的設定，然后將應用組態(tài)程序下載到觸摸屏的內存上即可。2．2　糾偏定位控制設計　　糾偏及定位控制是自動包裝機械最重要的功能之一，灸藥包裝生產線必須隨時糾正包裝基帶在生產線上橫向位置的偏差，并準確確定每一個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確性。本系統(tǒng)從機械和電子控制的結合上采取了一些創(chuàng)新性的設計，較好地解決了本系統(tǒng)的一些難點?！　鹘y(tǒng)的包裝基帶多數采用電機牽引的方式，在高速運行條件下完成精確藥包定長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，利用汽缸的固定行程進行定長控制，再由縱向定位光電開關配合，較好地克服軟基帶拉伸變形對縱向定位的影響，取得很好的效果?！　【乃幇b基帶為軟無紡布，在前面工序往基帶上加放藥片后，基帶邊緣產生嚴重的荷葉邊，使包裝帶邊緣檢測和灸藥橫向糾偏無法進行。為了克服這一難題，在包裝帶的兩邊設置了2個導向槽，包裝帶的邊緣在導向槽內運動，其上下波動幅度受到限制，為基帶邊緣檢測創(chuàng)造了一定條件；在導向槽內包裝帶的兩個邊緣，采用光纖光電開關進行位置檢測，光纖光電開關采用光纖作為光發(fā)射和接收頭，其接收頭直徑僅lmm，因此進行邊緣定位檢測具有很高的精度。從安全的角度出發(fā)本系統(tǒng)還采用接近開關設計了幾個極限位置保護傳感器。橫向糾偏系統(tǒng)由FX-10GM，步進電機驅動模塊，步進電機以及相關的機械部件組成。X-10GM是FX-2N系列中單軸定位控制專用模塊，它采用獨特的定位專用語句（cod命令）和序列語句，具有與步進電機或伺服電機控制接口配套的強大的位置控制功能，如手動正轉、反轉，機械原點返回，正反限界檢測控制，中斷，自動運行正轉脈沖（PP）發(fā)生，反轉脈沖（RP）發(fā)生等。它可僅用兩根控制線（正轉脈沖PP，反轉脈沖RP）直接與混合步進電機驅動器接口，其最大脈沖輸出為200KPPS，可以滿足高速糾偏動作的需要。在本系統(tǒng)中，牽引汽缸搭載在由步進電機驅動的橫向糾偏平臺上。橫向糾偏平臺在牽引汽缸動作前開始橫向位置檢測并帶動牽引汽缸進行糾偏橫向運動，在牽引汽缸牽引結束回程時糾偏平臺復位。橫向糾偏平臺由步進電機驅動的絲桿推動進行左右糾偏運動，絲桿設計指標為每轉動500圈直線行程1mm，當步進電機驅動速度為4000n／min時，每糾偏1mm僅需7.5s，大大加快了包裝機的運行效率。3　結　語　　包裝機械的機電一體化設計是提升包裝機械性能的重要內容，文中介紹的一些機械與電子結合的創(chuàng)新設計方法如縱、橫向糾偏的方法，人機對話觸摸屏，以及利用與PLC配套的位置控制模塊FX-10GM對步進電機的控制等，對包裝自動生產線的設計都有重要的參考價值。［　參　考　文　獻　］［1］三菱公司．FX-2N HARDWARE MANUAL[Z]，1999．［2］三菱公司．PX-2N-10GM HARDWARE／PROGRAMMING MANUAL[Z]，2002．［3］深圳人機電子有限公司．EasyBuilderS00軟件使用手冊[Z]，2002．　?。ㄍ辏?