摘要：高速貼標機對速度和位置控制精度要求很高，傳統采用PLC直接發送脈沖的方式性能欠佳。我們設計的新型控制系統采用臺達A2系列型伺服驅動器，利用其內置運動控制功能，彌補了PLC脈沖控制方式因掃描周期帶來的不足，具有高速、高精度、經濟和可以快速適應市場需求變化等優點。經實踐檢驗，效果相當理想。

　　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.

　　關鍵詞：貼標機  伺服  A2  PLC

　　Keywords:  Labeler   Servo  A2  PLC

　　引言

　　隨著生產效率的提升和產品形象提升的需要，企業對產品包裝上產品標簽的貼置速度和精度有了相當高的要求，這就給貼標設備生產商帶來了挑戰性的問題，既要生產出有市場競爭力的產品，又要盡可能的降低成本。該項目中高速貼標機要求完成前標、后標或圓瓶的高速貼標動作，我們采用臺達DVP28SV11T型PLC、DOP-B05S100型觸摸屏和ASD-A2-0421-B型伺服驅動器完成項目，關鍵動作控制由該伺服驅動器的內置Pr位置控制功能實現，可獨立完成前標、后標或前、后標同時貼標，同時還可以完成圓瓶的貼標動作。經實踐檢驗，效果相當理想。設備如圖1所示。

圖1

　　1高速貼標機工作原理

圖2

　　高速貼標機原理簡圖如圖2所示。貼標機上裝有工作物檢測、前標標簽檢測、后標標簽檢測、前標存量檢測、后標存量檢測和瓶底檢測傳感器。

　　貼標機可單獨進行前標、后標貼標動作或前、后標同時動作，此時不需進行瓶底檢測。

　　當切換到貼圓瓶標簽工作狀態時，由前標側伺服電機執行動作，且需要卡瓶氣缸動作使用輪附卡住工作物。可在一個工作物上貼一張或兩張標簽，為了標簽位置美觀，底部有凹痕等特征的工作物需要確定標簽位置，此時需要瓶底檢測傳感器信號參與控制。工作物傳送帶有低速和高速兩種狀態，故伺服驅動器亦有低速和高速兩種狀態，需要根據傳送帶的速度選擇調節參數以協調貼標動作。

　　2項目設計

　　根據設備工作要求，需要：①PLC進行整體動作邏輯控制；②觸摸屏以進行設備操作和參數調整；③前標和后標兩套伺服驅動裝置；④傳送帶拖動設備；⑤輪附驅動設備。控制系統框圖如圖3所示。

圖3

　　貼標機核心動作由伺服驅動器即A2伺服驅動器的運動控制功能，即Pr模式實現；PLC完成傳感器信號的邏輯處理和進行A2 PATH路徑選擇及路徑觸發；觸摸屏可進行貼標機的各種動作操作及A2內相關控制參數的監控和修改。采用RS-232通訊將觸摸屏和PLC連接起來以進行機器的動作邏輯控制；采用RS-485通訊連接觸摸屏和前標、后標兩臺A2伺服驅動器，以根據工藝要求對相關驅動器參數，如速度和延時時間等參數進行修改。

　　3路徑規劃及時序

　　根據臺達A2伺服運動控制Pr模式設計伺服驅動器的動作路徑和觸發時序。規劃PLC的Y1、Y2和Y3分別連接A2的DI2（POS4）、DI3（POS3）和DI4（POS2）。

　　下面以前伺服低速狀態的驅動為例對這一應用思想加以說明。圖4為該工況的時序。在PLC程序中該動作程序分支中輸出需要的路徑選擇電平，當檢測到工作物時，以中斷方式觸發，輸出CTRG觸發信號，即A2伺服路徑的觸發脈沖，此時A2伺服將根據事先內部設置的該路徑動作參數驅動伺服電機。當貼標完成，會檢測到下一張標簽信號，說明之前的標簽已貼置完成。此時將以中斷方式輸出CTRG信號，觸發完成停止動作的路徑，路徑選擇相關的輸出電平之前已經在PLC相應的分支程序中輸出。其余動作實現方式的時序與此類似。

　　對于停止路徑，為了使電機停止平穩，且每次的停止距離相等，在A2伺服該路徑的相關參數中設置一定的停止距離，以使每次的停止曲線如圖4陰影部分所示。這樣做的目的就是使每一次貼標動作的位置精度最優。

圖4

　　4結論

　　使用本文中的項目設計及實現方法，可以在出色完成控制任務的同時實現低成本，并且可快速適應市場需求而生產完成不同動作要求的貼標設備。中達電通股份有限公司的A2高性能伺服驅動器的內置Pr運動控制功能以其出眾的性能使用戶得到了最好的經濟效益。

　　參考文獻

　　[1] ASDA-A2系列高性能通訊型伺服驅動器應用技術手冊20090413.中達電通股份有限公司.2009

　　[2] DOP-B簡體編程手冊080313. 中達電通股份有限公司.2008

　　[3] DVP-PLC Application Manual Programming Revision III 20070801.中達電通股份有限公司.2007

　　作者簡介

　　趙鵬飛：上海津信電氣有限公司 應用開發工程師，從事工業自動化、驅動控制的應用和研究。