台达A2系列伺服在高速贴标机上的应用
摘要：高速贴标机对速度和位置控制精度要求很高，传统采用PLC直接发送脉冲的方式性能欠佳。我们设计的新型控制系统采用台达A2系列型伺服驱动器，利用其内置运动控制功能，弥补了PLC脉冲控制方式因扫描周期带来的不足，具有高速、高精度、经济和可以快速适应市场需求变化等优点。经实践检验，效果相当理想。
Abstract: High-speed Labeler requests high precision of speed and position control, the common way of PLC sends pulses directly with poor performance. We design the new control system with A2 series servo drives of Delta company, to use its built-in motion control functions, making up the drawbacks of PLC scan cycle due to pulse-control mode, the new system is high-speed, high precision, economy and can adapt to market demand changes quickly. After the test of practice, the performance is rather satisfactory.
关键词：贴标机 伺服 A2 PLC
Keywords: Labeler Servo A2 PLC
引言
随着生产效率的提升和产品形象提升的需要，企业对产品包装上产品标签的贴置速度和精度有了相当高的要求，这就给贴标设备生产商带来了挑战性的问题，既要生产出有市场竞争力的产品，又要尽可能的降低成本。该项目中高速贴标机要求完成前标、后标或圆瓶的高速贴标动作，我们采用台达DVP28SV11T型PLC、DOP-B05S100型触摸屏和ASD-A2-0421-B型伺服驱动器完成项目，关键动作控制由该伺服驱动器的内置Pr位置控制功能实现，可独立完成前标、后标或前、后标同时贴标，同时还可以完成圆瓶的贴标动作。经实践检验，效果相当理想。设备如图1所示。
图1
1高速贴标机工作原理
图2
高速贴标机原理简图如图2所示。贴标机上装有工作物检测、前标标签检测、后标标签检测、前标存量检测、后标存量检测和瓶底检测传感器。
贴标机可单独进行前标、后标贴标动作或前、后标同时动作，此时不需进行瓶底检测。
当切换到贴圆瓶标签工作状态时，由前标侧伺服电机执行动作，且需要卡瓶气缸动作使用轮附卡住工作物。可在一个工作物上贴一张或两张标签，为了标签位置美观，底部有凹痕等特征的工作物需要确定标签位置，此时需要瓶底检测传感器信号参与控制。工作物传送带有低速和高速两种状态，故伺服驱动器亦有低速和高速两种状态，需要根据传送带的速度选择调节参数以协调贴标动作。
2项目设计
根据设备工作要求，需要：①PLC进行整体动作逻辑控制；②触摸屏以进行设备操作和参数调整；③前标和后标两套伺服驱动装置；④传送带拖动设备；⑤轮附驱动设备。控制系统框图如图3所示。
图3
贴标机核心动作由伺服驱动器即A2伺服驱动器的运动控制功能，即Pr模式实现；PLC完成传感器信号的逻辑处理和进行A2 PATH路径选择及路径触发；触摸屏可进行贴标机的各种动作操作及A2内相关控制参数的监控和修改。采用RS-232通讯将触摸屏和PLC连接起来以进行机器的动作逻辑控制；采用RS-485通讯连接触摸屏和前标、后标两台A2伺服驱动器，以根据工艺要求对相关驱动器参数，如速度和延时时间等参数进行修改。
3路径规划及时序
根据台达A2伺服运动控制Pr模式设计伺服驱动器的动作路径和触发时序。规划PLC的Y1、Y2和Y3分别连接A2的DI2（POS4）、DI3（POS3）和DI4（POS2）。
下面以前伺服低速状态的驱动为例对这一应用思想加以说明。图4为该工况的时序。在PLC程序中该动作程序分支中输出需要的路径选择电平，当检测到工作物时，以中断方式触发，输出CTRG触发信号，即A2伺服路径的触发脉冲，此时A2伺服将根据事先内部设置的该路径动作参数驱动伺服电机。当贴标完成，会检测到下一张标签信号，说明之前的标签已贴置完成。此时将以中断方式输出CTRG信号，触发完成停止动作的路径，路径选择相关的输出电平之前已经在PLC相应的分支程序中输出。其余动作实现方式的时序与此类似。
对于停止路径，为了使电机停止平稳，且每次的停止距离相等，在A2伺服该路径的相关参数中设置一定的停止距离，以使每次的停止曲线如图4阴影部分所示。这样做的目的就是使每一次贴标动作的位置精度zui优。
图4
4结论
使用本文中的项目设计及实现方法，可以在出色完成控制任务的同时实现低成本，并且可快速适应市场需求而生产完成不同动作要求的贴标设备。中达电通股份有限公司的A2高性能伺服驱动器的内置Pr运动控制功能以其出众的性能使用户得到了的经济效益。
参考文献
[1] ASDA-A2系列高性能通讯型伺服驱动器应用技术手册20090413.中达电通股份有限公司.2009
[2] DOP-B简体编程手册080313. 中达电通股份有限公司.2008
[3] DVP-PLC Application Manual Programming Revision III 20070801.中达电通股份有限公司.2007
作者简介
赵鹏飞：上海津信电气有限公司应用开发工程师，从事工业自动化、驱动控制的应用和研究。：上海市新市路248弄5号，：200083，：
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