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一、項目介紹
1、項目工藝介紹
套標機是一種將筒標自動切斷，準確套入容器的包裝機械，配合后道熱收縮工序，將標簽完好地固定于容器適當位置。套標機的使用大大降低了套標環(huán)節(jié)的人力物力，現(xiàn)已廣泛應用于啤酒飲料、化工、醫(yī)藥等行業(yè)，尤其在果汁加工生產(chǎn)線中，占用重要地位，是必不可少的設(shè)備。
目前國內(nèi)生產(chǎn)的套標機能達到的最高速度多數(shù)在300bpm（瓶/分鐘）左右，能滿足普通用戶的需求。但隨著世界食品包裝行業(yè)的高速發(fā)展，越來越多的世界知名果汁飲料生產(chǎn)商希望通過提高整線生產(chǎn)速度來獲得更大的利潤。
2、項目應用的產(chǎn)品
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產(chǎn)品名稱 |
型號 |
數(shù)量 |
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PLC |
XC3-32T-E |
1 |
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伺服 |
DS2-20P7/ DS2-20P4 |
1/1 |
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變頻器 |
VB3-20P4 |
4 |
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觸摸屏 |
TH765-MT |
1 |
二、控制系統(tǒng)的構(gòu)成
1、系統(tǒng)硬件的構(gòu)成
經(jīng)過實踐，信捷電氣以XC3系列PLC為核心的系統(tǒng)配置，可以幫助客戶穩(wěn)定實現(xiàn)400bpm的速度。套標機的工藝流程如下圖所示：
2、工藝難點
套標機的工藝難點主要有4點：
1、要使整機速度達到400bpm，每0.15秒就要完成一次套標動作，下標與切標電機必須頻繁起停，定位精準。
2、下標由兩對小的導標滾輪向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)，靠滾輪與薄膜的摩擦力將標下拉，雖然采用特殊材質(zhì)后可使摩擦系數(shù)加大，但在高速下標時還是很難避免打滑情況的發(fā)生，這樣即使下標電機定位精準，也會出現(xiàn)下標長度不齊的現(xiàn)象。
3、切標電機旋轉(zhuǎn)帶動刀盤旋轉(zhuǎn)一周完成切標動作，切標電機的定位不準會使刀盤過沖，最終導致刀盤堵標。
4、與4臺變頻器通訊會增加程序所占內(nèi)存，延長程序的循環(huán)掃描時間，延誤切標與下標的動作時間。
3、控制方案
信捷電氣對工藝難點進行分析后，最終使用2臺伺服系統(tǒng)控制下標和切標電機，使用4臺變頻器分別控制輸送帶、送標、進瓶螺桿、桿簽供應電機，這四臺變頻器與信捷人機界面TH765-MT進行通訊，可通過人機界面設(shè)定參數(shù)調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。
系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示：
在本方案中，控制器采用了信捷的小型XC3系列PLC，它有著高速的指令運算，內(nèi)置了2路200kHZ的高速脈沖輸出，且配有PTO指令(填表式脈沖指令)，無需另加任何模塊，為客戶大大節(jié)省了電氣成本。
XC3本體具有RS232、485兩種串口，方便各種上位機監(jiān)控。而且，XC3還具有強大的外部中斷功能，客戶的下標和切標程序可放在輸入中斷的中斷程序內(nèi)，當PLC接收到切標和下標執(zhí)行信號時立刻轉(zhuǎn)入中斷程序執(zhí)行切標和下標動作，使得這兩個動作不受程序循環(huán)掃描周期的影響，加上使用PTO指令，快速完成套標。
在本方案里選用信捷 DS2系列伺服控制下標，送標具有定位時間短，定位精度高的特點。DS2系列的伺服可以通過數(shù)據(jù)線與信捷的伺服監(jiān)控軟件相連，可實現(xiàn)參數(shù)的快速設(shè)置以及伺服運行時性能的實時監(jiān)控，幫助客戶在故障產(chǎn)生時快速準確地找到問題所在。
因為本方案中用到的變頻器還需要與人機進行通訊，因此選用了信捷的VB3系列變頻器。該變頻器內(nèi)置RS485通信功能，結(jié)合人機里設(shè)備類型里有信捷變頻器選項，通信顯得非常方便，省去PLC的通信編程，減少PLC程序，提高速度。
信捷的6萬色TH系列觸摸屏使用在套標機上，雙口獨立通信，與信捷控制器與器件之間進行了簡易化的連接和畫面制作，大幅度節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)時間。
考慮到下標的打滑問題，信捷還使用了對射式光纖傳感器，對下標伺服電機送出下標完成信號來控制標長，盡可能地減小了打滑對下標產(chǎn)生的影響。
從系統(tǒng)產(chǎn)品到高端視覺傳感器，信捷完善的產(chǎn)品體系幾乎涵蓋了整個包裝機械上需要的工控產(chǎn)品，且每樣產(chǎn)品既具有其自身的獨立優(yōu)勢，又具有本廠產(chǎn)品之間高度的兼容性。客戶采用信捷整套系統(tǒng)解決方案后，套標機每分鐘可達到400bpm的速度并能穩(wěn)定運行。這不僅節(jié)省了工作量與開發(fā)成本，又同時大大提高了機械的整體性能。
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