西门子6ES7214-2BD23-0XB8支持验货
PLC应用于食品脱氧剂投入机
1引言
此系统属于食品机械的投入机的控制系统，系统包括触摸屏、可编程控制器、伺服、编码器、步进电机等，投入机主要功能是把呈带状脱氧剂或者是干燥剂，进行切断，按要求投入到包装线。在整个设备中，控制的主要要求是要切断准确，切断的位置偏差要在±5mm以内，要求速度可以很快，高速每分钟要达到170个;因为送料驱动使用的是步进电机，这样就会要求送料要有反馈，从动轮上安装了编码器做为反馈信号的来源，由于控制部件的组合以及于机械机构的联动配合问题，在调试时做了好多次软件和硬件的改进后达到了使用要求。
2食品脱氧剂投入机工艺
因为属于机械设备的系统，要求精度也高一些，工艺过程相对复杂一些，主要要求如下：通过设定不同的料袋长度尺寸和间距，可以加工4种规格的产品;要求实际偏差不得超过±5mm;要求在连续运行时的加工速度要能达到每分钟170个;要求刀速和步进的速度都能有四个档的调整;报警上下限设定;偏差微调功能，并且显示微调值;要求有两个外部联动功能，启动不同的联动信号可以达到包装线联动的功能;要求具有生产计数的功能，可实现计数有效无效的切换。工艺过程如图1所
图1工艺过程
3系统设计
3.1电控系统设计
(1)PLC系统需求分析。6个数字量输入;3个数字量输出;1个伺服控制;1个步进控制;1个由AB相的编码器发出的高速脉冲计数。
(2)控制系统配置设计。触摸屏：台达DOPA57GSTD;PLC：台达DVP12SC11T;伺服控制器：台达ASD-A021LA;台达编码器ES3-06CN6941;步进驱动器和电机;料检测接近开关;刀位检测接近开关;外部连动接近开关。
触摸屏主要是用来显示和控制、报警、报警上下限设定、采集数据显示微调、报警数据显示、记录产量等;PLC主要是采集数据并计算，控制伺服电机和步进电机的动作，报警的判断和输出;伺服电机的作用是用来使切刀可以快速的切断干燥剂，并且准确的归位;步进电机的作用是快速的进料，并且进料要十分的准确;编码的作用是把从动轮的转动的实际角度采集出来，送给PLC。
3.2控制软件功能设计
(1)系统的功能要求。可以设定干燥剂的长度和间距，以便可以切不同规格的干燥剂;刀速和步进的速度是可设定的要能够分成几个档位，适应不同的要求;可以设定上下限报警，来控制误差的范围;显示报警画面、报警信息;报警上下限设定;具有偏差微调功能，并且显示微调值;要求有两个外部联动功能，启动不同的联动信号可以达到联动的功能;要求具有生产计数的功能，可实现计数有效无效的切换;要求具有复位功能，实现故障状态的复位;除联动外还能实现连续运行和点动的功能;
(2)技术难点分析。在以上的功能中重要的功能实现就是步进电机的控制，这也是难的部分，因为干燥剂长度的准确完全依赖于步进电机所走的行程，如果单纯靠固定脉冲数来控制步进电机，那么运行一段时间后一定会出现累计误差，会使所切的干燥剂长度相同会切到料上，必须使用编码器采集回来的脉冲数作为反馈来给步进发脉冲。
(3)HMI(触摸屏人机界面)画面设计。主页;控制画面;参数设置画面;步进速度设置画面;切刀速度设置画面;报警画面。
(4)PLC模块设计。刀和步进速度设定;运行方式控制;复位状态控制;计数功能;伺服和步进控制;报警控制。
4机电系统调试
4.1机电位移脉冲当量
通过反复的试验得到一个试验值：就是料每移动1mm编码器的脉冲数是多少个，在这台设备上得到的数据是，每移动1mm编码器的脉冲数是5个，相对准确。
4.2伺服频率当量
通过反复试验得到两个数值：就是为达到每分钟加工速度为170个，那么对步进和伺服发出的脉冲频率是多少，经过试验得到的数据是步进额为4KHz，而伺服应该是80KHz;其实，本来可以通过计算可以得到这个数据，由于机械方面的配合和程序有扫描周期的问题，不能完全套用计算所得到的数值。
4.3料位检测
调整料检测的高度也是一个比较关键的环节，如果不能调整好高度会对切断的准确性起到决定性作用。
4.4前机时间
投入的准确性是靠调整前机时间来保证的，在食品盒到达投入口正下方之前要进行切断动作，而食品盒到达投入口正下方时干燥剂要正好投入到食品盒当中，送料停止到切刀切断之间的时间就是前机时间。
此设备的使用台达的机电产品比较多，整合性能比较好，为客户降低了大量的成本，是单一电控技术平台为客户降低成本的很好的实例。针对国内食品机械的自动化程度较低的现状，还有很多自动化应用工程空间。食品脱氧剂投入机使用了台达的SC系列PLC来控制台达伺服系统，达到了使用要求。
一、前言
当前，可编程控制器(PLC)作为一种成熟稳定的控制器，以卓越的稳定性、可靠性、抗干扰性和编程简单、容易掌握等特点在工业控制领域得到了越来越广泛的应用。在控制系统中，PLC作为主控设备，与控制对象中的各种输入信号(如：按钮、接近开关、编码器等检测信号)和输出设备(如继电器线圈、电磁换向阀等执行元件)相关联，随着控制系统的复杂程度和控制设备增多，PLC需要的输入输出点数也大量增加，这就有必要通过采用各种方法对I/O点进行优化，来减少系统占用I/O点数使用数量，提高I/O的利用率，降低硬件使用成本，下面以西门子PLC为例从软件和硬件两个方面进行探讨。
二、软件方法
1. 单按钮控制启动/停止
通常情况下，PLC控制的外部设备至少要有一个启动和一个停止按钮作为输入信号来控制程序的运行和停止，至少需要两个输入点，在点数紧张的情况下可采用单按钮控制进行优化，将节省下的点留作扩展功能。
图1为PLC的外部接线，SBl接输入I0.0，Q0.0接继电器输出，通常情况下，继电器应反向并联一个二极管。
图2中，输入信号I0.0次短暂闭合，在正向脉冲指令下，辅助继电器M0.0输出一个周期的脉冲，则使网络3接通，输出Q0.0并实现自锁，输入信号I0.1第二次闭合，则网络2接通，使辅助继电器M0.1接通，常闭点M0.1打开，使网络3断开，输出Q0.0停止输出。
除了上述的方法外还可以采用计数器，R/S指令，寄存器等方法实现。图3为采用R/S指令方式的方法。
2. 典型问题和解决方法
在实际运用的过程中，如果对PLC的运行原理不了解或理解的不够透彻，那么在程序的编写上很容易出现问题，左图也为单按钮实现启动/停止的梯形图，但在实际的调试中确是不可行的，达不到为我们预期的效果，通过与图2的对比我们发现：在网络1上少一个正向脉冲指令，这个指令是关键。这样我们就清楚问题的所在：由于I0.0.接通的时间比一个扫描周期的时间长，有时为N个或N+1个，要达到我们的目的必须每次都是奇数才可以，导致调试时的不成功，加一个正向脉冲指令可解决这个问题。同样如果将图2中网络2和网络3颠倒，其结果是Q0.0没有输出，原因是：在一个扫描周期内，网络2和网络3先后接通，将运算结果存人映像寄存器当中，就不会有任何的输出。
在R/S方法中，容易出现的问题是锁存器的R/S端不能采用图5这种结构，系统会提示错误，只能是图2中的结构，才能正确执行。
上述是用单触点实现启动/停止方法中比较常见的典型问题，尤其是初学者容易出现，这些问题不大，但往往都是关键，如果在设计和调试中考虑到这些因素的存在，那会减少错误和缩短调试的周期。
三、硬件方法
1. 优化输入点数
在某些应用场合下有“自动控制/手动控制”的要求，并且在运行过程中，自动和手动不会进行，这样就可以将自动和手动按照不同的控制状态分组接入PLC输入端，可减少输入点，提高输入点的利用率，图6中的示例节省了50%的I点，相当于输入点数扩充了一倍。
其中SA为手动/自动切换开关，SBl，SB2，SB3为一组输入，SBl0，SB20，SB30为一组输入。
在某些联锁情况下，如果PLC内部不采集该触点信号的状态，可采用物理联锁的方式进行，即硬件连接上进行联锁(不必每一个开关量都接到PLC的输入端)，也可在一定程度上减少输入点数。
2. 优化输出点数
除了优化输入点数外还可优化输出点数，对系统整个运行过程中，输出状态完全一样的执行元件可以采用并联的方式，但要注意负载的功率情况，通常情况下采用继电器加续流二极管。还可以采用三八线译码器等方法，但需采用外部元器件，操作略微复杂一些。
四、结论
上述的几种方法比较简单，但切实可行并且容易掌握，在不同的PLC中实现的途径略微不同，但基本思路都是一致的，通过对系统的优化可以提高I/O的利用率，节省输入和输出点的数量，减少PLC的体积，降低硬件成本，具有很高的实用价值
PLC应用于球面轴承外滚道超精机
通过对球面轴承外滚道超精机进行PLC控制技术改造，使得控制电路体积大大减小，消除了由中间继电器和时间继电器触点接触不良引起的系统故障。提高了生产效率，降低了工人的劳动强度，取得了显著的经济效益。
本文提出了利用PLC控制球面轴承外滚道超精机实现自动磨削功能的见解和方法，给出了控制系统方案及软、硬件结构的设计思想，对于工业实现相关机床的改造具有较高的应用与参考价值。
1引言
以往深沟球面内外套精磨床是采用继电器进行控制的，控制部分体积庞大，响应时间长，且可靠性不高，经常出现故障，磨床磨削工件的功能单一，有的磨床只能进粗磨，有的磨床只能进行精磨。完成一个成品工件加工，先在粗磨磨床进行粗磨，再将其送到精磨磨机进行精磨。基于这种情况，我们采用可编程序控制器对其控制电路进行了技术改造，将两台磨床的功能集中到一台磨床上实现，即粗磨、精磨一次完成。这样不仅可以减小控制部分体积、增强系统的可靠性，提高了系统的利用率，降低了成本，在实际应用中取得了很好的效果，对于工业企业实现相关机床的改造具有较高的应用与参考价值。
2控制系统的设计思想
根据工件加工工艺的要求，控制系统设定了手动、自动、粗磨精磨定时等方案。
1.手动/自动转换，当转换开关旋至手动状态时，自动不起作用，系统通过操作面板上不同的手动控制按钮来完成各道工序;类似的转换开关旋至自动状态时，按下启动信号，PLC则按预先设计的符合工艺要求的程序运行。
2.粗磨阶段：油石的压力较大，主轴低速运转;精磨阶段：油石的压力较小，主轴高速运转。
3.选用8421BCD码数据拨盘对粗磨精磨定时进行控制，工件加工时间可根据工艺要求选择不同的磨削时间，这样无需再设计数码输入显示电路，有效地节省了PLC的输入点，简化了硬件电路。
3控制系统的硬件设计
控制系统采用日本三菱公司生产的F1-60MR可编程序控制器，其硬件框图如图1 。
由硬件框图可知，系统可完成如下功能：
(1)主轴低高速自动转换。
(2)工件架自动进退。
(3)油石高低频振荡自动转换。
(4)粗磨、精磨任意选时。
(5)工件充退磁。
4控制系统的软件设计
软件结构根据控制要求而设计，主要划分为四大模块：即手动模块，粗磨单循环模块，精磨单循环模块，循环启动(先粗磨后精磨)模块，由于整个软件结构的路程图较多，这里仅给出主程序流程图见图2和循环启动流程图见图3 (手动、粗磨单循、精磨单循流程图从略)。