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2　自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)　　包裝機(jī)的控制系統(tǒng)如圖2所示，由可編程控制器、觸摸屏、輸出驅(qū)動控制和糾偏控制等幾部分組成。考慮到本機(jī)控制精度尤其是延時時間要求達(dá)到0.01s精度，在3s的時間周期內(nèi)控制器要完成幾十個配合動作的控制，系統(tǒng)對控制器的數(shù)據(jù)計(jì)算及運(yùn)行速度的要求比較高，因此包裝機(jī)控制系統(tǒng)采用三菱可編程控制器中基本指令運(yùn)行速度為0.08μs，運(yùn)行速度最高，性能最好，檔次最高的FX-2N系列48MR作為核心控制部件。2．1　生產(chǎn)時序的調(diào)整和觸摸屏人機(jī)界面的應(yīng)用　　整個生產(chǎn)程序控制的時序圖如圖2所示。從圖中可以看出，為了精細(xì)地對生產(chǎn)過程的配合進(jìn)行調(diào)整，整個生產(chǎn)過程工作的10個汽缸有11個延時時間需要根據(jù)要求進(jìn)行精細(xì)地整定。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)生產(chǎn)藥片的不同這些參數(shù)還需要操作人員隨時進(jìn)行調(diào)整。另外生產(chǎn)過程的各種參數(shù)的變化的監(jiān)測，設(shè)備的維護(hù)和檢修，都需要一個友好的人機(jī)界面來完成。因此在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時人機(jī)對話界面采用了MT510 T 10．4寸觸摸屏。MT510T觸摸屏是一個功能強(qiáng)大，與PLC接口十分方便的PLC人機(jī)對話設(shè)備?！　T510T觸摸屏作為與PLC配套的人機(jī)對話界面，有許多特有的功能：　　a．與PLC內(nèi)部I／O狀態(tài)對應(yīng)的各種指示燈顯示；b．與PLC內(nèi)部輸入信號對應(yīng)的各種開關(guān)面板（位狀態(tài)型開關(guān)、多段開關(guān)、切換窗口開關(guān)等）；c．與PLC輸入和輸出動態(tài)過程對應(yīng)的各種動態(tài)過程顯示；d．與PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)單元對應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示（數(shù)值顯示、SCII顯示、文字顯示等）；e．在屏上用模擬鍵盤完成的各種數(shù)據(jù)輸入（數(shù)值輸入、ASCII輸入、文字輸入等）；f．根據(jù)設(shè)定輕松完成的各種異常報警功能（報警顯示、跑馬燈顯示、事件顯示等）　　MT510T以強(qiáng)大的32位RISC處理器為核心控制部件，256種顏色，640x480顯示格式。它具有許多與WIN-DOWS類似的強(qiáng)大功能，如可以同時開啟6個彈出窗口；可以擁有和WINDOWS98系列一樣的任務(wù)欄和快選窗口——工作按鈕，利用工作按鈕可以呼叫快選窗口；可在快選窗口放置要經(jīng)常顯示的元件或直接切換窗口的開關(guān)；可在彈出窗口中放置窗口控制功能鍵，使彈出窗口可以最小（大）化，及任意移動窗口等?！　「鶕?jù)需要，本系統(tǒng)的人機(jī)對話設(shè)置了元件調(diào)試窗口、部分統(tǒng)調(diào)窗口、數(shù)據(jù)輸入窗口和運(yùn)行窗口等4個窗口，以一個總界面菜單進(jìn)行管理?！　≡{(diào)試窗口是針對系統(tǒng)的10個汽缸電磁閥，一臺糾偏步進(jìn)電機(jī)，3個光電開關(guān)和4個接近開關(guān)設(shè)置的。它主要應(yīng)用在對設(shè)備安裝調(diào)試和維護(hù)時，利用這個窗口可以對每一個控制和檢測元件進(jìn)行獨(dú)立調(diào)試，包括位置的調(diào)整，工況好壞的確認(rèn)等。實(shí)踐證明這個人機(jī)界面的使用頻率很高，給設(shè)計(jì)和操作人員帶來很大方便。部分統(tǒng)調(diào)窗口主要是在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試時完成除加藥以外的其他控制動作的連續(xù)運(yùn)行，方便對系統(tǒng)各個控制和檢測部件的動作協(xié)調(diào)情況進(jìn)行綜合調(diào)整和修改。數(shù)據(jù)輸入窗口主要是在觸摸屏上利用模擬數(shù)字鍵盤輸入一些相關(guān)的數(shù)據(jù)。運(yùn)行窗口是生產(chǎn)線在進(jìn)行自動運(yùn)行時的主窗口，對生產(chǎn)線的所有控制，如開車停車、電機(jī)啟停、故障報警、事故急停等皆在此觸摸屏上進(jìn)行操作。生產(chǎn)線的所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的運(yùn)行狀態(tài)皆在屏上以動畫的方式進(jìn)行顯示，人機(jī)界面上的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等能夠明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況和各種變化信息，它的使用在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間構(gòu)建了一個雙向溝通的橋梁。操作簡便的人機(jī)界面與PLC控制器強(qiáng)大的功能及復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理相匹配，提升了整套設(shè)備的使用價值，方便了操作工人的操作?！　T510T采取串行通信的方式與PLC連接，在編程過程中它可以利用PC機(jī)進(jìn)行離線編程和離線模擬，然后通過串口將應(yīng)用程序下載到屏內(nèi)保存，進(jìn)行在線模擬和運(yùn)行。這些功能使繁雜的程序設(shè)計(jì)變得輕松有效，節(jié)約了大量的工程調(diào)試時間。　　MT510T提供一個在WINDOWS下功能強(qiáng)大的編程平臺Easy Builder500組態(tài)軟件供用產(chǎn)對其編程使用。它在程序低層提供一個PLC的驅(qū)動程序ECDK。，用戶只要在觸摸屏應(yīng)用程序的上層完成一些窗口、圖形顯示界面的設(shè)計(jì)，根據(jù)所選用PLC的不同，對各種圖形的屬性利用圖表進(jìn)行設(shè)定和組態(tài)，以及MT510與PLC通信規(guī)約的設(shè)定，然后將應(yīng)用組態(tài)程序下載到觸摸屏的內(nèi)存上即可。2．2　糾偏定位控制設(shè)計(jì)　　糾偏及定位控制是自動包裝機(jī)械最重要的功能之一，灸藥包裝生產(chǎn)線必須隨時糾正包裝基帶在生產(chǎn)線上橫向位置的偏差，并準(zhǔn)確確定每一個藥包在包裝基帶上的縱向位置，才能保證從包裝基帶上切下藥包的準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)從機(jī)械和電子控制的結(jié)合上采取了一些創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，較好地解決了本系統(tǒng)的一些難點(diǎn)?！　鹘y(tǒng)的包裝基帶多數(shù)采用電機(jī)牽引的方式，在高速運(yùn)行條件下完成精確藥包定長模切控制存在一些困難。本系統(tǒng)采用汽缸夾持基帶牽引前進(jìn)，利用汽缸的固定行程進(jìn)行定長控制，再由縱向定位光電開關(guān)配合，較好地克服軟基帶拉伸變形對縱向定位的影響，取得很好的效果?！　【乃幇b基帶為軟無紡布，在前面工序往基帶上加放藥片后，基帶邊緣產(chǎn)生嚴(yán)重的荷葉邊，使包裝帶邊緣檢測和灸藥橫向糾偏無法進(jìn)行。為了克服這一難題，在包裝帶的兩邊設(shè)置了2個導(dǎo)向槽，包裝帶的邊緣在導(dǎo)向槽內(nèi)運(yùn)動，其上下波動幅度受到限制，為基帶邊緣檢測創(chuàng)造了一定條件；在導(dǎo)向槽內(nèi)包裝帶的兩個邊緣，采用光纖光電開關(guān)進(jìn)行位置檢測，光纖光電開關(guān)采用光纖作為光發(fā)射和接收頭，其接收頭直徑僅lmm，因此進(jìn)行邊緣定位檢測具有很高的精度。從安全的角度出發(fā)本系統(tǒng)還采用接近開關(guān)設(shè)計(jì)了幾個極限位置保護(hù)傳感器。橫向糾偏系統(tǒng)由FX-10GM，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊，步進(jìn)電機(jī)以及相關(guān)的機(jī)械部件組成。X-10GM是FX-2N系列中單軸定位控制專用模塊，它采用獨(dú)特的定位專用語句（cod命令）和序列語句，具有與步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)控制接口配套的強(qiáng)大的位置控制功能，如手動正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，機(jī)械原點(diǎn)返回，正反限界檢測控制，中斷，自動運(yùn)行正轉(zhuǎn)脈沖（PP）發(fā)生，反轉(zhuǎn)脈沖（RP）發(fā)生等。它可僅用兩根控制線（正轉(zhuǎn)脈沖PP，反轉(zhuǎn)脈沖RP）直接與混合步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器接口，其最大脈沖輸出為200KPPS，可以滿足高速糾偏動作的需要。在本系統(tǒng)中，牽引汽缸搭載在由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的橫向糾偏平臺上。橫向糾偏平臺在牽引汽缸動作前開始橫向位置檢測并帶動牽引汽缸進(jìn)行糾偏橫向運(yùn)動，在牽引汽缸牽引結(jié)束回程時糾偏平臺復(fù)位。橫向糾偏平臺由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的絲桿推動進(jìn)行左右糾偏運(yùn)動，絲桿設(shè)計(jì)指標(biāo)為每轉(zhuǎn)動500圈直線行程1mm，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動速度為4000n／min時，每糾偏1mm僅需7.5s，大大加快了包裝機(jī)的運(yùn)行效率。3　結(jié)　語　　包裝機(jī)械的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)是提升包裝機(jī)械性能的重要內(nèi)容，文中介紹的一些機(jī)械與電子結(jié)合的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法如縱、橫向糾偏的方法，人機(jī)對話觸摸屏，以及利用與PLC配套的位置控制模塊FX-10GM對步進(jìn)電機(jī)的控制等，對包裝自動生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)都有重要的參考價值。［　參　考　文　獻(xiàn)?。荩?］三菱公司．FX-2N HARDWARE MANUAL[Z]，1999．［2］三菱公司．PX-2N-10GM HARDWARE／PROGRAMMING MANUAL[Z]，2002．［3］深圳人機(jī)電子有限公司．EasyBuilderS00軟件使用手冊[Z]，2002．　　（完）