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臺(tái)達(dá)PLC及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在藥品包裝聯(lián)線設(shè)備上的應(yīng)用

中達(dá)電通股份有限公司
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1 設(shè)備簡(jiǎn)介

1.制袋機(jī)功能簡(jiǎn)介

1 制袋機(jī)功能

該機(jī)的包裝材料由位于機(jī)體后部的放卷機(jī)構(gòu)導(dǎo)出,經(jīng)放卷輥后進(jìn)入分類機(jī)構(gòu),在此處包材由分切刀從中間分為兩部分,在通過(guò)分卷板進(jìn)入兩側(cè)的導(dǎo)膜輥,使薄膜變向,進(jìn)入封合區(qū),通過(guò)縱封、橫封、填充上料、打印批號(hào)、切凹口、縱切、打斷裂線,橫切最后形成成品由輸送機(jī)輸出,適用于醫(yī)藥、食品和化妝品等行業(yè)。設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖如圖2所示。

 

 

圖2 設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖

 

此外,制袋機(jī)控制系統(tǒng)配置如表1所示。

 

1 制袋機(jī)控制系統(tǒng)配置

 

名稱

數(shù)量

DeviceNet總線模塊

1

DVP系列PLC

1

數(shù)字量輸入/輸出

3

溫度測(cè)量

1

觸摸屏

1

變頻器(主軸)

1

伺服(縱封)

1

伺服(打碼)

1

 

1.2 裝盒機(jī)功能簡(jiǎn)介

 

裝盒機(jī)具有自動(dòng)取盒,自動(dòng)整理板塊,自動(dòng)推板,自動(dòng)打印批號(hào),自動(dòng)封口,自動(dòng)輸送等功能,最后將成品輸出。適用于與制袋機(jī)聯(lián)線作業(yè)使用,對(duì)制袋機(jī)制成的藥品包裝袋自動(dòng)整理排序進(jìn)行裝盒包裝。自動(dòng)裝盒機(jī)進(jìn)料一般分為三個(gè)入口:說(shuō)明書入口、藥袋(瓶)入口和機(jī)包盒入口。從機(jī)包盒進(jìn)料到最后包裝成型的整個(gè)過(guò)程大致可以分成四個(gè)階段:下盒、打開、裝填、合蓋。下盒動(dòng)作通常是由一個(gè)吸盤從紙盒進(jìn)料口吸取一個(gè)紙盒,下行到裝盒的主線上,由一個(gè)導(dǎo)軌卡位將紙盒固定并用一個(gè)推板打開紙盒,同時(shí)會(huì)有兩個(gè)可向前移動(dòng)的卡位從下面升起,從前后方向卡住紙盒的側(cè)面,使盒子打開成直角并前移到裝填區(qū)域。在裝填區(qū)域填裝后,機(jī)器的機(jī)構(gòu)會(huì)將耳朵折進(jìn)左右的導(dǎo)軌中,然后再進(jìn)行合蓋動(dòng)作。合蓋前機(jī)構(gòu)會(huì)先彎折紙盒的插舌,然后有一推板推動(dòng)盒蓋彎折,使插舌插進(jìn)盒子中并使鎖扣扣緊。合蓋動(dòng)作是個(gè)關(guān)鍵性的動(dòng)作,完成的好壞與紙盒的結(jié)構(gòu)和機(jī)器調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確程度有很大關(guān)系。另外,不同裝盒機(jī)供應(yīng)商提供的設(shè)備,其工作原理和機(jī)構(gòu)動(dòng)作會(huì)有所不同,所以機(jī)包盒的結(jié)構(gòu)應(yīng)該與之相匹配。

 

設(shè)備調(diào)試圖如圖3所示。

 

3 推板調(diào)試圖

 

裝盒完成后,設(shè)備調(diào)試圖片如圖4

 

 

4  裝盒完成后設(shè)備調(diào)試

     制袋機(jī)控制系統(tǒng)配置如表2。

 

2 制袋機(jī)控制系統(tǒng)配置

名稱

數(shù)量

DeviceNet總線模塊

1

DVP系列PLC

1

數(shù)字量輸入/輸出

3

數(shù)字量輸出

1

觸摸屏

1

 

1.3 聯(lián)線及補(bǔ)袋系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

 

這部分控制由總線型運(yùn)動(dòng)控制器+兩顆伺服組成。兩顆伺服分別為裝盒機(jī)主伺服和補(bǔ)袋伺服。工作過(guò)程為制袋機(jī)制袋、填料,由傳送機(jī)構(gòu)把制成的藥袋放到裝盒機(jī)傳送帶格子內(nèi),每個(gè)格子可放6-10袋,即每個(gè)藥盒裝6-10袋。按照6袋舉例,如果單個(gè)格子內(nèi)是1、2、3袋,那么這個(gè)格子是不能被裝盒的,運(yùn)行到傳送帶末端剔除,不允許裝盒;如果單個(gè)格子里是45袋子,那么在經(jīng)過(guò)補(bǔ)袋機(jī)時(shí),補(bǔ)袋伺服動(dòng)作、吸盤吸+放動(dòng)作,完成補(bǔ)袋,補(bǔ)袋成功后該格子可以被裝盒;如果單個(gè)格子里是6袋子,不用補(bǔ)袋,直接裝盒。聯(lián)線部分控制系統(tǒng)配置如表3

 

3 聯(lián)線部分控制系統(tǒng)配置

名稱

數(shù)量

DeviceNet總線模塊

1

總線型運(yùn)動(dòng)控制器

1

裝盒伺服

1

補(bǔ)袋伺服

1

2  臺(tái)達(dá)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖

 

5 臺(tái)達(dá)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖

2.1 網(wǎng)絡(luò)組成說(shuō)明

 

DeviceNet網(wǎng)絡(luò)有3個(gè)站,由臺(tái)達(dá)DVP系列PLC、總線型運(yùn)動(dòng)控制器左側(cè)擴(kuò)展DeviceNet模塊完成,實(shí)現(xiàn)3個(gè)PLC之間的數(shù)據(jù)交換,完成連鎖控制;總線型運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)CANopen總線控制2顆伺服,完成裝盒、補(bǔ)袋功能;總線型運(yùn)動(dòng)控制器本機(jī)自帶以太網(wǎng)口與藥廠MES系統(tǒng)連接,上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

 

2.2 DeviceNet的網(wǎng)絡(luò)配置

 

6 DeviceNet的網(wǎng)絡(luò)配置

 

2.3 臺(tái)達(dá)10MC通過(guò)以太網(wǎng)與藥廠MES系統(tǒng)通訊(Modbus TCP

 

MES系統(tǒng)即制造執(zhí)行系統(tǒng) (manufacturing execution system,簡(jiǎn)稱MES,可以為用戶提供一個(gè)快速反應(yīng)、有彈性、精細(xì)化的制造業(yè)環(huán)境,幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和提高服務(wù)質(zhì)量。適用于不同行業(yè)(家電、汽車、半導(dǎo)體、通訊、IT、醫(yī)藥),能夠?qū)我坏拇笈可a(chǎn)和既有多品種小批量生產(chǎn)又有大批量生產(chǎn)的混合型制造企業(yè)提供良好的企業(yè)信息管理。

 

設(shè)備最終用戶北京某藥廠的MES系統(tǒng)和臺(tái)達(dá)10MC以太網(wǎng)通訊時(shí),需要提供的通訊地址是6位數(shù)的十進(jìn)制地址,比如D0的通訊地址需提供404097。即40001+4096H1000,以此類推。部分地址表如表4

 

4 部分地址表

3號(hào)從站  裝盒機(jī)

1號(hào)主站 制袋機(jī)

2號(hào)從站 PLC

10MCMC地址

通訊地址

盒用量 D6260 →

D6087 →

D6299 →

D6512 →

D6262

439031

說(shuō)明書用量 D6262 →

D6089 →

D6301 →

D6514 →

D6264

439033

盒產(chǎn)品數(shù)量 D6264 →

D6091 →

D6303 →

D6516 →

D6266

439035

100生產(chǎn)速度 D6266 →

D6093 →

D6305 →

D6518 →

D6268

439037

100生產(chǎn)效率 D6267 →

D6094 →

D6306 →

D6519 →

D6269

439038

產(chǎn)品批號(hào) D6268 →

D6095 →

D6307 →

D6520 →

D6270

439039

 

3  應(yīng)用DVP10MC解決聯(lián)線控制方案

 

 

7總線型運(yùn)動(dòng)控制器解決聯(lián)線控制方案

 

     根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況,應(yīng)用總線型運(yùn)動(dòng)控制器解決連線控制方案有以下幾點(diǎn)值得注意:

 

1)制袋機(jī)主軸變頻器編碼器信號(hào)接入到10MC主機(jī)15針編碼器接口,通過(guò)DMC_ExternalMaster外部虛主軸指令構(gòu)建成一個(gè)虛擬的伺服軸,軸號(hào)3。裝盒機(jī)伺服通過(guò)MC_GearIn指令與3號(hào)軸建立主從齒輪關(guān)系。聯(lián)線時(shí)Gear In齒輪嚙合,取消聯(lián)線時(shí)Gear out齒輪脫離。聯(lián)線運(yùn)行中通過(guò)追加位移MC_MoveSuperImposed指令修正伺服偏差,保證藥袋準(zhǔn)確裝盒。取消聯(lián)線狀態(tài),裝盒機(jī)手動(dòng)或點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí),即使用MC_MoveVelocity指令控制。

 

2)補(bǔ)袋伺服控制方案與裝盒伺服相同。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),補(bǔ)袋伺服以裝盒機(jī)伺服為主軸,GearIn齒輪嚙合,取消補(bǔ)袋時(shí)Gear out齒輪脫離。補(bǔ)袋信號(hào)由制袋機(jī)的DVP28SV發(fā)出,通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入總線型運(yùn)動(dòng)控制器運(yùn)動(dòng)控制程序,執(zhí)行連鎖控制。

 

3)主要程序截圖。其中,主軸編碼器構(gòu)建為虛主軸,軸號(hào)3,如圖8所示。

 

 

圖8 主要程序截圖

齒輪嚙合、追加位移指令如圖9所示。

 

 

圖9齒輪嚙合、追加位移指令

 

4)聯(lián)線生產(chǎn)有6/盒,10/盒兩種生產(chǎn)模式,可通過(guò)修改4號(hào)軸MC_Gearin指令電子齒輪比的分母實(shí)現(xiàn)。操作可以通過(guò)制袋機(jī)的HMI執(zhí)行,通過(guò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸至上圖程序中的D6280

 

4 伺服參數(shù)設(shè)定

4.1 裝盒伺服中主要參數(shù)設(shè)置

 

P1-01=0B (A2伺服選擇為CANopen控制模式)

P3-00=4 (A2伺服CANopen站號(hào),即伺服軸號(hào))

P3-01=403 (CANopen網(wǎng)絡(luò)通訊波特率為1M)

P3-09=5055(CANopen同步設(shè)定,380V伺服)

 

4.2 補(bǔ)袋伺服中主要參數(shù)設(shè)置

P1-01=0B (A2伺服選擇為CANopen控制模式)

P3-00=5 (A2伺服CANopen站號(hào),即伺服軸號(hào))

P3-01=403 (CANopen網(wǎng)絡(luò)通訊波特率為1M)

P3-09=5055(CANopen同步設(shè)定)

 

5 控制畫面

制袋機(jī)如圖10

 

10 制袋機(jī)

裝盒機(jī)如圖11

 

11 裝盒機(jī)

6  調(diào)試成果

 

   根據(jù)實(shí)際情況,調(diào)試成果有以下幾點(diǎn):第一,制袋機(jī)制作藥品包裝袋精度達(dá)到要求;第二,裝盒機(jī)可6袋、10袋工作模式裝盒;第三,設(shè)備單機(jī)、聯(lián)線運(yùn)行模式均可正常運(yùn)行;最后,設(shè)備最高可生產(chǎn)60/分鐘,達(dá)到要求。圖11為成品示意圖。

 

 

 

圖11 成品示意圖

 

7 結(jié)束語(yǔ)

 

本套藥品生產(chǎn)聯(lián)線設(shè)備的案例,成功應(yīng)用了臺(tái)達(dá)DeviceNet總線產(chǎn)品、總線型運(yùn)動(dòng)控制器,并通過(guò)以太網(wǎng)與制藥廠MES系統(tǒng)通訊,體現(xiàn)了臺(tái)達(dá)PLC產(chǎn)品可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供給客戶穩(wěn)定、快速且精確的解決方案。

 

作者簡(jiǎn)介

周維,出生于19827月,畢業(yè)于沈陽(yáng)大學(xué)自動(dòng)化專業(yè),F(xiàn)任中達(dá)電通股份有限公司工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)產(chǎn)品處應(yīng)用工程師,從事臺(tái)達(dá)工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)用推廣、技術(shù)支持。

 


 
 
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