台达自动化产品在化妆品灌装设备上整合应用

【摘要】 本文主要介绍了台达自动化产品在化妆品灌装设备——高速灌装机电气控制系统上的整合应用，该设备能够根据用户实际生产需要，自由调整主轴料杯轮盘旋转速度，实现进管、灌装、封管、切尾等化妆品生产加工工艺动作，设备操作直观、灵活，生产效率高。整合应用体现了台达自动化产品具有较高的性价比，台达是机械设备制造类OEM客户首选工控品牌。

【关键字】PLC；RS485通讯；编码器高速计数

虽然全球经济仍旧没有彻底摆脱危机的影响，但是随着中央鼓励刺激经济发展的四万亿政府投资以及中央扩大内需等经济政策的有效实行，中国经济实现了触底V型反弹，尤其是民生行业，如牙膏、香皂、化妆品等生产制造企业，市场需求逐渐旺盛，化妆品厂家也要抓住时机，加紧引进设备，逐步恢复或者扩大生产，以满足市场需求。目前，化妆品灌装生产设备的自动化程度愈来愈高，根据产品加工工艺不同，会应用到不同种类的工业自动化产品，如人机界面、PLC、变频器、伺服系统、编码器、温控仪表等各类产品。本文论述的化妆品灌装机就是一个很好的台达自动化产品整合应用案例。

化妆品灌装设备可以实现自动进管、灌装、封管、切尾、吹屑等一系列生产工艺动作，生产效率较高，可达100支/分钟，产品为洁面乳液。更换料杯和灌装头等组件，还可以生产其他类型的产品，如牙膏、洗发水等日用品。控制系统技术方案配置见表1。

表1 控制系统技术方案配置

表1仅仅罗列出了控制系统主要电气元件，此外还包括低压电器（低压断路器、交流接触器、中间继电器、主令按钮、指示灯等）、位置传感器（光电传感器、色标识别传感器、行程开关等），此处不予赘述。

控制系统技术方案如图1所示。

图1  控制系统技术方案

设备采用台达DOP-A系列10.4寸人机界面作为上位机，可以设定和显示设备运行动作和工艺参数，主控器采用台达Slim系列PLC，12SC11T PLC具有高速脉冲输入和高速脉冲输出功能，可以采集主轴旋转编码器AB相脉冲信号，通过PLC程序处理换算为主轴旋转速度值，脉冲信号值还是设备其他工艺动作关键的时域变化参考量值。二轴高速脉冲输出同时驱动二套伺服系统，实现待灌装管体快速旋转，色标传感器检测到管体尾端标志后，伺服驱动器立即停止，从而实现了光电定位动作。通过调整主轴旋转变频器的运行频率，可以改变设备主凸轮轴的转速，从而改变设备产品加工效率。

下面根据人机界面画面程序，介绍设备各种工艺动作。

调试设备，首先要设定好主机时域参数，这些参数决定了相关工艺动作的时序以及起止，所谓主机时域参数，是根据主凸轮轴轴端编码器旋转一周产生的脉冲数，PLC采用二倍频AB相计数，编码器1000线，那么主凸轮轴旋转一周脉冲数为2000，当系统检测到零位开关信号后，计数值清零，重新测量下一周的脉冲数，以此类推。在每周0～2000的数字范围内，划分了若干个小的区段，定义为主机时域参数，PLC程序根据不同时域范围，以便执行不同的工艺动作。时域参数设定画面如图2所示。

图2  时域参数设定画面