基于包衣機(jī)生產(chǎn)中出料均勻性的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

關(guān)向東，陳友安

（黑龍江迪爾制藥機(jī)械有限責(zé)任公司，黑龍江 佳木斯 154007）

1 問(wèn)題的提出

包衣機(jī)組是中藥生產(chǎn)中用于拋光、打蠟、上光的主要設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供料、自動(dòng)翻轉(zhuǎn)出料、拋光旋轉(zhuǎn)等連續(xù)工序生產(chǎn)［1，2］。其工作原理如圖1所示。

圖1 包衣機(jī)組生產(chǎn)工藝示意圖

提升來(lái)的丸劑物料通過(guò)1號(hào)輸送帶的左、右轉(zhuǎn)分別落到1號(hào)、2號(hào)拋光罐。拋光罐由旋轉(zhuǎn)減速機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，物料在里面完成拋光、包糖衣、打蠟等工藝后，由翻轉(zhuǎn)減速機(jī)帶動(dòng)向下翻轉(zhuǎn)，將物料倒在2號(hào)輸送帶上輸送給下道工序。

傳統(tǒng)工藝中的拋光罐由0.37 k W減速機(jī)帶動(dòng)勻速向下翻轉(zhuǎn)，會(huì)造成每個(gè)罐內(nèi)近30 kg物料以先少后多的狀態(tài)落在2號(hào)輸送帶上，這種出料的不均勻性會(huì)給下道工序帶來(lái)很大麻煩。

2 改造方案的提出及系統(tǒng)構(gòu)成

現(xiàn)提出一種改造方案，由變頻器驅(qū)動(dòng)減速機(jī)，在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中隨著不同時(shí)間段變頻器頻率逐漸遞減，從而實(shí)現(xiàn)物料在2號(hào)輸送帶上的均勻性?？刂葡到y(tǒng)主要由DELTA品牌EH系列PLC主機(jī)DVP32EH00R2作為控制主體，與兩個(gè)變頻器VFD007E43A進(jìn)行RS485通訊，傳遞頻率等數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)組成框圖如2所示。

圖2 控制系統(tǒng)組成框圖

3 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件主要包括人機(jī)界面程序、PLC邏輯控制程序以及PLC與變頻器之間的RS485通訊程序。本文只對(duì)通訊程序及其中的遞減頻率數(shù)據(jù)的部分做闡述，同時(shí)給出必要的變頻器參數(shù)設(shè)定。

3.1 PLC主機(jī)通訊控制程序設(shè)計(jì)

在DELTA編程軟件 WPLsoft 2.10中，根據(jù)設(shè)備工藝要求的動(dòng)作邏輯，完成程序的編制。根據(jù)該流程圖，PLC向變頻器發(fā)送數(shù)據(jù)，進(jìn)行讀取和設(shè)置?；绢l率給定梯形圖見(jiàn)圖3，通訊格式的確定梯形圖見(jiàn)圖4。

3.2 遞減頻率數(shù)據(jù)來(lái)源控制程序

通過(guò)上位人機(jī)對(duì)話元件（如觸摸屏等）將多次試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)寫(xiě)入PLC的內(nèi)部寄存器，待生產(chǎn)工藝進(jìn)行到翻轉(zhuǎn)出料過(guò)程時(shí)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到位置接近傳感器后開(kāi)始啟動(dòng)，直到檢測(cè)到翻轉(zhuǎn)結(jié)束位置傳感器后停止。經(jīng)試驗(yàn)我們將這一過(guò)程劃分為5個(gè)時(shí)間段，每段4 s～5 s，隨著時(shí)間的進(jìn)行，5組寄存器內(nèi)部從大到小的頻率數(shù)據(jù)分別為50 Hz、45 Hz、40 Hz、35 Hz、30 Hz，通過(guò)RS485通訊，由PLC傳遞到變頻器，實(shí)現(xiàn)了拋光罐由快逐漸變慢的翻轉(zhuǎn)過(guò)程，而物料的下落量始終保持均勻。不同時(shí)段的頻率選擇梯形圖見(jiàn)圖5，頻率遞減幅度控制梯形圖見(jiàn)圖6。

圖3 基本頻率給定梯形圖

圖4 通訊格式的確定梯形圖

圖5 不同時(shí)段的頻率選擇梯形圖

3.3 變頻器的必要參數(shù)設(shè)定

控制系統(tǒng)中PLC主機(jī)通過(guò)RS485總線與兩臺(tái)變頻器連在一起，DELTA品牌自動(dòng)化產(chǎn)品的特點(diǎn)是任何一種單機(jī)元器件上都配置有符合MOD－BUS通訊協(xié)議的DS485總線裝置，同時(shí)，該方案省去了PLC系統(tǒng)中的模擬量模塊，在性價(jià)比方面有著極大的優(yōu)越性。為達(dá)到控制方案效果的目的，應(yīng)對(duì)變頻器的通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，變頻器的主要參數(shù)設(shè)定如圖7所示。

圖6 頻率遞減幅度控制梯形圖

圖7 變頻器的參數(shù)設(shè)定

圖7中，02.00參數(shù)為頻率來(lái)源，設(shè)定3表示頻率由RS485通訊傳遞；02.01參數(shù)為運(yùn)行指令來(lái)源，設(shè)定1表示變頻器的運(yùn)行指令來(lái)自外部信號(hào)；09.00參數(shù)為通訊站號(hào)，可根據(jù)不同的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和變頻器數(shù)量分別設(shè)定，本方案中1號(hào)罐翻轉(zhuǎn)變頻器設(shè)為1，2號(hào)罐翻轉(zhuǎn)變頻器設(shè)為2；09.01參數(shù)為傳輸速度設(shè)定，3表示38 400位元／秒；09.04參數(shù)為通訊格式設(shè)定，1表示7，E，1。

3.4 PLC與變頻器通訊的接線

在PLC中，主機(jī)DVP32EH00R2的串口2使用RS485－和RS485＋，分別對(duì)應(yīng)變頻器的串列通訊RS485口的SG－（5號(hào)）和SG＋（4號(hào)）腳上。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)調(diào)試，1號(hào)、2號(hào)拋光罐中共60 kg物料每次都能被均勻分布在2號(hào)輸送帶上，從而為下道工序的物料定量控制提供了極大的方便。

［1］ 董春亮.關(guān)于鍋型糖衣機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)的探討［J］.醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)，1989（3）：42－45.

［2］ 張?chǎng)?新穎快速糖衣機(jī)［J］.醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)，1986（3）：47.