3台达PLC控制方案
3.1PLC双轴伺服
由于使用了双轴伺服控制，方案中使用的是32EH00T2型PLC主机做定位控制，利用中断方式来实现轴向定位的切换。由于使用的是接触式传感器（X0）外部中断来做脉冲禁止，切换到长度定位，使用的是丝杆传导，精度问题可以保证（0.1mm以内），具体的PLC系统如图2所示；控制工艺流程如图3所示。
图2PLC系统结构图
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图3PLC控制工艺流程
1引言
轴承切管机是轴承加工领域的初工序加工机械，它主要是把空心管按照轴承高度的需要，切成等长尺寸的小圈，通常机器在一个轴承加工厂里面需要很多台机床连续工作。以往的切管机是在机械上调整切管的长度，也就是送一次料到平头，伺服或者步进控制的刀头切一次料，再送一次料，这样循环，往往这样的切管效率比较低下，送料部分经常因为送不到位，而导致机械定位不准确而切出来的圈不合格，增加报废率，针对此问题，设计了一种新型的双轴切管机，也就是圈的长度不是靠送料和平头来保证，而是通过伺服定位来确定圈长，同样一次送料可以连续切好多个产品，并且没有废料，可以做到真正的高效全自动切管，全方位的保护功能，可以保证一个工人可以管至少三台以上这样的机器，在人力成本不断增加的现在，此机器势必成为此领域的佼佼者。
2 双轴伺服切管机自动化系统设计
双轴伺服切管机核心的部分是两轴伺服的循环配合动作，一轴为拖板轴向轴，另一轴为切刀切向轴，拖板轴向轴主要是做圈长定位用的，（a）当轴向往管的方向走的时候，当定位传感器碰到管的头部的时候就确认管的位置，进PLC硬件中断，进行脉冲禁止，再根据切管的长度做一个补偿定位；（b）定位完毕切向切刀进行切管，切管完毕；轴向继续前进重复a,b的动作，直至切到管子送料的末端，也就是极限位置，轴向退回，送料，送料完毕，重复a,b动作，这就是双轴伺服切管的基本的动作流程。双轴伺服切管机与普通切管机的机械构架如图1所示。
图1双轴伺服切管机与原先普通切管机的机械构架示意图
1 前言
随着国家对节能减排的要求越来越严格，对清洁能源的需求量也越来越大，太阳能发电（光伏产业）正是清洁能源的代表。光伏产业得到迅猛发展，专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪前半期将超过核电成为重要的基础能源之一。而光伏产业的主要原料便是多（单）晶硅。
市场对多晶硅的旺盛需求也带动了太阳能设备制造行业，此行业用的设备如多晶炉，切断机床，滚圆磨床，端面磨床，及开槽，切片，倒角等设备也处于供不应求的状态。太阳能行业对设备的要求：设备生产效率高，稳定可靠，使用方便。
面对日益复杂的要求和相应产生的生产效率问题，本文基于台达的DVP系列PLC和HMI及伺服等自动化产品，成功开发实现了一套数控多晶硅切断机床的控制系统。此控制系统控制核心部件全套用台达产品，包括PLC，触摸屏，变频器，伺服，及台达的开关电源。机器完整外形图如图1所示。
图1 机器完整外形图
2 工艺分析
多晶硅切断机床为多晶硅生产出来后，用于将两端头去掉或用于多晶硅坯料的锯段成指定长度产品的设备。
此设备的工艺过程分析如图2所示：
图2 多晶硅切断机床工艺过程分析框图
在工作台上用专用夹具装夹多晶硅坯料工件，调整好锯带张力，之后，启动锯带（锯带的速度由变频器控制），工作台会根据设好
的工艺参数进行送料，工作台带动坯料快速靠近锯带，转为慢速进行边缘切割，速度慢，是由于多晶硅坯料表皮较硬，速度过快容易损坏锯带；切完表皮后，接着转为匀速正常切割，此过程要求送料速度极其稳定，这样，切出来的料表面平整度才好。切到后，又转为边缘切割，直到把坯料切断，切断后，工作台快速返回原来的工作原点，等待操作人员将成品拿下，换上新坯料。
对于客户的工艺要求，我们在选型中，有三点要特别考虑：
（1）动锯带的轮子直径较大，设备负载属于恒转矩负载，切割时线速度较高，还要较快的停车速度，需要变频器有较大的容量和制动能力；
（2）作台进给是由伺服电机带动滚珠丝杠，切割时，为了保证光洁度，进给速度很慢，这就要求伺服低速稳定性能好。
（3）客户要求设备在参数设置后，能jingque显示此坯料的加工时间，并在工作中，实时显示当前状态和切割进度，还要求显示锯带的实时转速。
3 系统方案
3.1 电气配置清单：
根据以上工艺要求，我们为客户配置的系统硬件配置如下：
(1)PLC: DVP40ES200T*1
(2)人机界面： DOP-B07S201
(3)变频器: VFD075B43A+制动电阻
(4)开关电源：PMC-024V100W1AA
3.2 系统方案图如下：
系统的控制框图如图3所示：
主控部分采用台达新推出的ES2PLC，该系列PLC是台达新型小型PLC，具有2路100K脉冲频率输出功能，利用台达运动控制指令控制台达ASDA-AB伺服，配合伺服合适的电子齿轮比，可以达到很高的控制精度。ES2 PLC具有3个独立通讯口，COM1为RS232, COM2,COM3为RS485界面，锯带变频器的频率就是ES2 PLC利用其COM2口通讯给的，并且将锯带变频器当前的实时速度读回来，显示在屏上。
此PLC还具有以下特点：
16ksteps大程序容量、数据存储器10k words
基本指令LD快执行时间0.54μs
大扩展IO点数—256点输入+16点输出 或 256点输出+16点输入
新增多种特殊运动指令—包括闭回路控制(DCLLM)、对标(Mark)、遮蔽(Mask)、立即变速度(DVSPO,DICF)(内含自动加减速)
多可达8个单相(2个100kHz、6个10kHz)或4组AB相高速输入
提供2点100kHz与2点10kHz高速输出
具有3个独立通讯口，COM1为RS232,COM2,COM3为RS485界面。具有变频器便利指令：包括正反转运行、停止等用于台达变频器。
显示部分为7寸台达触摸屏B07S201，此型号屏采用LED背光，画面清晰亮丽，对比度高，并且能耗小，使用寿命长。图4为显示屏在设备上实际应用的效果：
图4 显示屏在设备上的实际应用效果图
3.3上位机画面说明：
在参数页设置好相关行程参数，如行程次数，距离和速度，低速度可达6um/sec。此处如图5所示：
图5 参数页设置画面
参数设置好手，将设备点动到合适位置，进入运行画面（如下图），设备就可正常工作了。此处如图6所示：
图6 系统运行画面
锯带选用的是台达通过型矢量变频器VFD-B系列460V，7.5KW机种，此款变频器启动力矩大，低速性能好，加配了制动电阻后（要将06-00参数设定为0），可快速停车，并能减少外部电网或负载回灌的能量对变频器的冲击。
送料机构均采用直线导轨加滚珠丝杆结构，由台达AB系列1.5KW伺服电机驱动，台达伺服具有PDFF控制构架，可在保证快速响应的防止过冲，并且低速时速度平稳。
4结语
本文介绍了台达自动化产品在数控多晶硅切断机床上的整合应用，整套方案提供了较为优异的控制性能及安全性，系统在提高准确控制的也可提供校正及完善的报警自诊断功能。此设备今年5月调试完毕，设备厂对中达的快速OEM开发能力十分满意，觉得中达开发速度快，能贴近客户需求，并且产品性价比优异，性能也稳定可靠，让客户放心。设备交付终客户使用后，终客户也对此设备十分满意。。
1 引言
由于片剂是口服药剂和保健制剂的基本剂型，片剂生产机械是制药工程领域的基础
性专用设备。片剂是由压片机将颗粒状原料压制成片。压片机的生产制造能力标志着一个国家制药工程技术能力。压片机在整个药机行业应用非常广泛。基本上任何制药厂家都会对该设备有很大需求。
2 压片机自动化功能
根据片剂制剂工艺原理，压片工艺的前期工艺是制粒，经过制粒工艺制得的原料颗粒均质有原料药和填料载体（辅料）。压片机的主要用途就是将各种药物与填料载体的原始粉末状的原料，按照需求制成药片。在该设备上能够对压片的厚度、填充厚度、预压厚度、压片力、压片力上限、运行速度、点动速度、速度上限进行设定和显示，能够直观的显示出当前生产产品的规格、质量。方便使用。
压片机主要用于制药工业的片剂生产，通用于化工、食品、电子等工业部门，ZP10外观如图1所示。
3 系统设计
3.1工艺参数设计
工艺参数设计参见表1。
表1 主 要 技 术 参 数
3.2技术方案设计
技术方案设计参见图2。系统基于台达PLC技术平台，外围设备主体包括台达触摸屏人机界面和台达变频器主驱动器。
硬件构成：DOP-57GSTD型触摸屏；DVP-14SS11R型PLC；DVP-04AD-S型模拟量扩展模块；VFD-002M43A变频器。
图2 技术方案设计
3.3 自动化工艺原理
（1）通过DVP-04AD-S把标准的0-10V的模拟量信号转化为需要显示的物理量，在触摸
屏人机界面上显示填充厚度、预压厚度、压片厚度、压片力。这四个物理量影响生产片剂的质量。对于模拟量转换的精度要求比较高。在调试时，因为电压信号比较容易受干扰，在排线以及PLC在柜内的安装位置要尽量按照电气安装规范进行。
（2）压片传动的转动速度要进行限制。高转速在人机上设定，高为30rpm/min。
（3）工艺上要求系统启动有两种方式：正常启动、点动。速度设定都在人机上完成。
速度的给定都是通过RS485通讯的方式给定变频器。
（4）在生产片剂的时候，因为原料及成品的工艺要求的不同，压片力的大小是不一样的。
为了保证安全生产。需要在人机上设定压片力的上限值。一旦由压力传感器采样的当前
压片力大于压片力上限值的时候，系统自动安全停车。所有动作都复位。
（5）在监控画面上要能够显示当前的运行速度、填充厚度、预压厚度、压片厚度、压片力
等。
（6）系统要求能够对急停动作、压片力超限、变频器故障三项报警进行当前警报的显示，
并且可以对当前警报进行清除，如下所示。
将外部的警报输入点在PLC中转换成PLC内部的位，如上所示从M64-M66连续的三个点。设定采样周期为：1S；多可存笔数设定为：1020点；设定断电保持；设定当M64-M66为ON时，显示的报警信息内容为：急停已动作；变频器故障；压片力超限。并显示相应的报警画面。
（7）系统不仅能对当前的报警进行显示、清除对当前警报能够进行历史记录。具体的实现方法如下：
在人机软件选项—历史缓冲区设定当中读取地址从M64开始；数值单位设定为3；取样周期为100ms；取样点数设定为10；触发源选择由PLC触发；记录时间日期选择YES。在设定时双击空白处，软件会弹出属性菜单，如下图：
进行了如上设定后，只要报警发生时，系统会自动记录报警信息。是断电保持的。只要报警信息没有完全填满，系统会自动记录。只有当删除时，才将报警信息完全清楚。否则报警信息记录满了，系统会自动覆盖早记录的报警信息。触发显示、记录、删除报警信息是通过状态控制区的特殊寄存器D1，D3进行设定。
4.2人机交互画面设计
人机交互画面设计如图3—图8所示。
4 调试步骤
（1）按照设备的工艺要求将逻辑部分完成。将通讯部分完成。这些都是非常基础
的工作。
(2)将DVP-4AD-S模块进行校正。确保零位和增益准确。
(3)尽量将信号线远离动力线，将信号线的屏蔽层接到24V地而不是接地，主要因为相
当多的GMP生产现场设备没有可靠接地，工程实践证明接到24V地保证了信号的抗干扰效果。减轻了干扰对模拟量信号的干扰。
5 结束语
基于台达机电系列自动化产品的ZP10型压片机结构特点为双面压片、单面出片，有预压功能，有利提高压片精度；全封闭形式不锈钢，内部台面用不锈钢材料，转台表 面经过特殊处理，能保持表面光泽与防止交叉污染，符合GMP要求；透明有机玻璃的门窗，室内配有安全照明，能清楚观察压片的状态，压片室四面能全部打开，易于内部清理和保养；控制器和操作件均布局合理；采用变频调速装置进行电气调速，操作方便，转动平稳，安全准确；所有的转动装置均布置在机器内部，保持机件清洁；液压系统设计合理，能保持液压系统的稳定；配有过载保护装置，当压力过载时，能自动停机。