西门子6GK7243-1EX01-0XE0售后无忧
1 引言
研磨机是用于研磨工件平面或圆柱形内，外表面的磨床。磨床系指用磨具或磨料加工工件各种表面的机床，一般用于对零件淬硬表面做磨削加工。通常，磨具旋转为主运动，工件或磨具的移动为进给运动。
本文讨论的自动研磨机属于内表面精加工专用磨床，主要是用来加工各种管件的内壁，通过不断的研磨，使得工件内壁光滑均匀。研磨加工工艺过程如图1所示。
图1 研磨加工工艺过程
2 自动化系统设计
自动化系统设计基于台达系列机电自动化平台。研磨机的主要用途是用来加工管材的内壁，通过磨头在管壁内不停的旋转打磨，将不平滑的管壁打磨光滑。磨头的旋转是通过普通三相异步电机加VFD-055V43A控制、磨台的左右移动是靠一台3KW的伺服电机来拖动。之所以要选用V系列变频器，是因为控制工艺的要求。
2.1 凸点记忆研磨原理
为了提高研磨的效率，要求在整个的研磨的过程中，需要系统自动判断管材内壁凸点的位置，如果找到凸点，则立刻记忆凸点的位置并根据在人机上设定的研磨的幅度和研磨的次数，以当前记忆的凸点为中心、以研磨幅度为半径反复研磨，直到凸点被完全磨平为止。如何判断凸点的位置，则成了控制的关键所在。可以想象一旦在研磨的过程中遇到凸点，势必负载会加重，那么电机的运行电流会偏大，正是依靠判断电机运行电流的大小来判断凸点的位置。而V系列变频器控制的精度高、机内电流互感器的精度也比较高，因此能够分辨负载有较小的变化时电流的波动，因此选用V系列变频器，具体的实现如下：用DVP-32EH00M通过RS485通讯的方式实时读取VFD-055V43A的运行电流，一旦当前电流超过正常运行电流一定的幅值时，则说明此时已经找到凸点。
2.2 伺服控制原理
伺服用PT模式，由PLC发脉冲+方向控制伺服。同时将伺服的分频输出接进PLC，PLC进行高速计数，用来记忆伺服当前的位置，在研磨前，伺服首先完成回零的动作，回零完毕高速计数清零。回零的触发通过人机上的回零按钮操作。回零完毕后，系统会自动进入等待回到初始位置的状态，所谓的初始位置就是工件的入口位置，需要移动的行程就是从零点位置到工件的入口位置之间的长度。通过操作人机上的前进按钮控制伺服到达初始位置。到达初始位置后，高速计数值自动记忆下来当前的脉冲数，然后启动研磨。一旦发现运行电流超过正常运行的电流一定幅值后，立即将当前的高速计数值记忆下来，同时以当前的位置为中心，将幅值换算成相应的脉冲数，然后将凸点位置的脉冲加上幅值转换过的脉冲当量，再将凸点位置的脉冲减去幅值转换过的脉冲当量，所得的两个结果就是以凸点为中心前后运行的位置点。当经过反复的几次研磨后，读上来的电流恢复到正常的电流并且研磨的次数到达后，伺服将继续原来的方向寻找凸点。如果再次找到凸点则重复前面所述的动作，直到在整个工件的长度内找不到凸点为止，说明管件的研磨已经完成。伺服自动回到零点位置，停止工作。磨头上通过油压装置控制磨头的膨胀程度，该操作是因为管材不同，管壁内径尺寸也不同。通过光栅尺检测膨胀的程度，一旦到达设定的位置则断开油路，保证磨头紧贴管材内壁。
2.3 硬件系统设计
（1）硬件配置：
（2）控制框图：
（3）设备图片：
2.4 电气原理设计
电气原理如图2所示。
图2 电气原理图
接线说明：
CN1端子排：Pin11、Pin17、Pin35短接；Pin45、Pin47、Pin49短接引出一根线。公共端接PLC的C0、C1；Pin36、Pin37、Pin41、Pin43分别引出一根线；Pin37接Y1+、Pin36接Y1-；Pin41接Y0+、Pin43接Y0-；Pin21、Pin22、Pin23、Pin25分别引出一根线，接PLC：X0+、X0-、X1+、X1-；SON：通过驱动内将2-10设成：1，伺服始终处于ON的状态。
CN2端子排：编码器
3 结束语
自动研磨机在国内仅有为数不多的生产厂家，因此该设备开发成功后，可以说在该设备上台达的机电产品占得了先机。也正因为成功的开发，使得该设备在自动化程度上大大缩小了与进口设备的差距，同时又有价格的优势，能够满足客户要求的效果。
中达电通主要为中国具成长潜力的通信及自动化市场提供设备和服务。其主要产品和服务包括视讯设备、动力系统、宽带数据和机电自动化四个方面。中达电通的母公司为世界的电子制造跨国企业——台达电子集团，台达集团在江苏吴江建有规模庞大的生产基地，是全球大电源管理系统供货商和台达变频器、编码器、人机界面、PLC、伺服、温控器等机电产品的制造厂商。作为工控行业内的厂商，尤其是在国内唯一一家能将机电产品做的如此全面的制造厂家，我们通过应用自己的产品能够为各行各业的客户提供全面的解决方案。 佳的产品性价比、周到完善的全国乃至全球联保服务能够保证客户利益。中达电通的服务体系遍布全国
1 引言
粉针是医学临床应用上的重要的药品剂型，广泛应用于静脉注射、肌肉注射用途，不断扩大的用量需求和不断提高的分装要求推动着粉针分装设备的更新和发展。
粉针分装可以通过不同的原理完成。国内螺杆分装机是粉剂制药企业当前的主流设备。螺杆分装机机械原理成熟可靠，设备占地面积小，便于同前后工序的制药、包装设备联线工作。螺杆分装机的机械系统设计经历了几个阶段的发展过程，在每一阶段都有与之相适应的电气控制系统配合工作。机械系统设计目前已趋于稳定成熟，电气控制系统的研究和进步对整机分装性能的进一步提高有着突出的作用。
螺杆分装机的工作原理是通过高速旋转的螺杆向药瓶内推进药粉，快速性和准确性是设备的两个基本要求。缩短螺杆在每次分装推进时的占用时间，就可以提高分装速度，这要求螺杆旋转速度要高，动态响应要快，现在的设备分装速度已可以达到300瓶/分。增加设备上螺杆的数量，可以同时对几只药瓶进行灌装，也是提高设备快速性的有效手段，目前国产分装机上可以见到一头、二头、四头的配置。
为保证分装准确性，通常采用交流伺服电机来直联驱动分装螺杆，早期设备应用过步进电机，但随着设备要求的提高和伺服电机价格的下降，步进电机在该设备上已基本不用。伺服电机动态性能的调整也至关重要，如果加减速响应迟缓，连续灌装中前后相邻两次推进的药粉没有清晰的边界，也会造成装量不准确。
因此，电气控制系统的合理设计与提升螺杆分装机的工作性能直接相关。台达自动化产品可以为螺杆分装机的应用提供一套完整的控制驱动解决方案，设计中通过优化控制结构和应用性能更高的控制器件可以使得分装机工作更快速、更。本文中介绍的是应用台达自动化产品设计的一台4头螺杆分装机的应用实例。
2 控制系统分析
以一台4头螺杆分装机的控制为例，设备要求完成送瓶传送带的变频调速驱动和带动螺杆的四台伺服电机的同步驱动。其它控制要求，如送粉控制、送塞控制、药粉搅拌控制、灌装口药瓶检测、螺杆碰壁报警等，都是常见的开关量控制逻辑，通常的PLC系统都可以完成，本文为突出重点，略去不作讨论。通用设计方案中控制系统结构如图1所示。
图1螺杆分装机PLC控制系统典型配置
PLC系统为完成1-4轴伺服电机控制，要采用专用的位置控制单元模块，每一台伺服电机接收来自位控单元的脉冲序列完成螺杆推进动作。
对于只要求做1轴或2轴控制的螺杆分装机，通常也会采用PLC主机内置的2轴脉冲输出，但是PLC主机输出的脉冲频率上限都较低，为使伺服电机达到高转速，需要调低伺服电机的控制分辨率，设备分装的jingque性会受到影响。
送瓶传送带电机要用变频器驱动，为实现平滑调速PLC要配置1块D/A单元。
3 台达自动化方案特色
采用台达自动化产品，为完成上述的任务，设计中采用如图2所示的控制结构。系统中省去了D/A单元和位控单元，节省了成本，减少了配线，更重要的是系统性能有了实质性的提高。
3．1 独立自动化技术平台
PLC主机通过RS-485总线与变频器和四台伺服驱动器联在一起。这是台达自动化产品的特色，台达的任何一种控制器件，小到一只温控仪表都在本机上配置有符合MOS-BUS通讯协议的RS-485总线，设计中可以根据系统具体要求灵活地组成不同的控制架构，提高系统的功能和效率。
图2螺杆分装机PLC控制系统台达配置
本例中，共有四台伺服电机，每次分装的动作要求，即电机的旋转角度和旋转速度通过PLC的485通讯接口传送到驱动器的寄存器里，每次动作执行由PLC的一个输出点来触发。
3.2 台达PT伺服模式
伺服电机工作在台达特有的PR模式（即寄存器控制定位模式）下，工作时只需要等待触发信号，而不必接收脉冲序列，这也可以看做由内部预置的脉冲发生器来指挥运行。与传统的脉冲序列定位模式（在台达称PT模式，仍可以选有）相比，本机上应用PR模式的优点是：
（1）提高信号抗扰能力。如果伺服电机采用脉冲序列来工作的话，脉冲的传递线路极易受到电气干扰，但在PR模式下，不再有脉冲信号的传递，也就没有抗扰工作的麻烦。
（2）简化布线。PR模式省去复杂的双绞屏蔽线的布线的烦琐，特别在设备被控轴数多的时候，对比特别明显。
（3）提高定位运行品质。伺服电机在定位执行过程中，驱动器知道总的目标值，进而知道确切的脉冲偏差数，不象在PT模式下，一方面伺服的运行使得脉冲偏差在缩小，同时后续的脉冲又使得偏差在增大，因此PR模式在位置闭环运算中可以获得更好的控制品质。
（4）便于系统扩展。当系统要对更多数量的伺服轴进行控制时，只需要把它们分别联在RS-485总线上，对PLC的点数和位控输出的轴数没有影响，便于实现系统扩展。
（5）降低PLC系统成本。通常的系统中，因为对PLC输出脉冲的上限频率的轴数的特别要求，总是要功能相对要强的PLC类型，自然价格就相对要高。而在台达提供的方案中，PLC只要能完成基本的逻辑控制任务即可，实际应用中我们也是采用相对功能简单的模块来实现的。
送瓶传送带的变频器控制，也是同样道理，采用RS-485总线来传送速度指令。因为是数字通迅，速度传送没有偏差，同时也具有简化布线、便于扩展的优点。
4 结束语
以上是台达自动化产品在螺杆分装机上的一个应用实例，台达可以提供用以解决生产设备自动化控制的整套解决方案，基于各种完成控制、驱动、操作、测量任务的单元器件，可以搭建出不同架构的控制系统，特别适合于利用分布式控制原则解决综合性的控制任务，目前台达自动化产品已成功应用于国内制造的几乎全部种类的制药机械上。
图1螺杆分装机PLC控制系统典型配置
图2螺杆分装机PLC控制系统台达配置