一、項目介紹
1、項目工藝介紹
套標機是一種將筒標自動(dòng)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)節的人力物力，現已廣泛應用于啤酒飲料、化工、醫藥等行業(yè)，尤其在果汁加工生產(chǎn)線(xiàn)中，占用重要地位，是必不可少的設備。
目前國內生產(chǎn)的套標機能達到的最高速度多數在300bpm（瓶/分鐘）左右，能滿(mǎn)足普通用戶(hù)的需求。但隨著(zhù)世界食品包裝行業(yè)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的世界知名果汁飲料生產(chǎn)商希望通過(guò)提高整線(xiàn)生產(chǎn)速度來(lái)獲得更大的利潤。
二、控制系統的構成
1、系統硬件的構成
經(jīng)過(guò)實(shí)踐，信捷電氣以XC3系列PLC為核心的系統配置，可以幫助客戶(hù)穩定實(shí)現400bpm的速度。套標機的工藝流程如下圖所示：
2、工藝難點(diǎn)
套標機的工藝難點(diǎn)主要有4點(diǎn)：
1、要使整機速度達到400bpm，每0.15秒就要完成一次套標動(dòng)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側旋轉，靠滾輪與薄膜的摩擦力將標下拉，雖然采用特殊材質(zhì)后可使摩擦系數加大，但在高速下標時(shí)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(huì )出現下標長(cháng)度不齊的現象。
3、切標電機旋轉帶動(dòng)刀盤(pán)旋轉一周完成切標動(dòng)作，切標電機的定位不準會(huì )使刀盤(pán)過(guò)沖，最終導致刀盤(pán)堵標。
4、與4臺變頻器通訊會(huì )增加程序所占內存，延長(cháng)程序的循環(huán)掃描時(shí)間，延誤切標與下標的動(dòng)作時(shí)間。
3、控制方案
信捷電氣對工藝難點(diǎn)進(jìn)行分析后，最終使用2臺伺服系統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(jìn)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(jìn)行通訊，可通過(guò)人機界面設定參數調節電機轉速。
系統構成如下圖所示：
在本方案中，控制器采用了信捷的小型XC3系列PLC，它有著(zhù)高速的指令運算，內置了2路200kHZ的高速脈沖輸出，且配有PTO指令(填表式脈沖指令)，無(wú)需另加任何模塊，為客戶(hù)大大節省了電氣成本。
XC3本體具有RS232、485兩種串口，方便各種上位機監控。而且，XC3還具有強大的外部中斷功能，客戶(hù)的下標和切標程序可放在輸入中斷的中斷程序內，當PLC接收到切標和下標執行信號時(shí)立刻轉入中斷程序執行切標和下標動(dòng)作，使得這兩個(gè)動(dòng)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(shí)間短，定位精度高的特點(diǎn)。DS2系列的伺服可以通過(guò)數據線(xiàn)與信捷的伺服監控軟件相連，可實(shí)現參數的快速設置以及伺服運行時(shí)性能的實(shí)時(shí)監控，幫助客戶(hù)在故障產(chǎn)生時(shí)快速準確地找到問(wèn)題所在。
因為本方案中用到的變頻器還需要與人機進(jìn)行通訊，因此選用了信捷的VB3系列變頻器。該變頻器內置RS485通信功能，結合人機里設備類(lèi)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(wàn)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(jìn)行了簡(jiǎn)易化的連接和畫(huà)面制作，大幅度節約了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間。
考慮到下標的打滑問(wèn)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(lái)控制標長(cháng)，盡可能地減小了打滑對下標產(chǎn)生的影響。
從系統產(chǎn)品到高端視覺(jué)傳感器，信捷完善的產(chǎn)品體系幾乎涵蓋了整個(gè)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(chǎng)產(chǎn)品之間高度的兼容性?？蛻?hù)采用信捷整套系統解決方案后，套標機每分鐘可達到400bpm的速度并能穩定運行。這不僅節省了工作量與開(kāi)發(fā)成本，又同時(shí)大大提高了機械的整體性能。
