CAN总线解决方案在小儿尿裤包装机的应用

liyf

尿裤生产线是一个对系统的协调性要求很高的一种机械设备，要求控制系统能够提供很好的协调能力，协调各个伺服之间的动作流程，不能出现系统动作间断的情况，同时还要求伺服系统具有很好的反应能力，及时处理来自PLC的命令，以达到很高的生产效率。我们所做的这套系统是用来包装尿裤的，同时也可以用来包装卫生巾，系统各方面要求很高，整个系统控制工艺复杂，控制设备繁多，各个电机之间要求很高的协调性.该系统采用5套伺服电机控制，而每套伺服电机间均有数据交换，且数据通讯也要求很强的实时性，也就是要求系统具有总线通讯能力，这样就要求伺服驱动器拥有非常强大的功能才能满足控制要求,而Kinco伺服驱动器则能满足此类系统控制要求，下面是我们驱动器的一些功能特点：　　　　  1、全数字化的速度和位置控制功能，并提供位置、速度和扭矩的控制功能；　　　　2、灵活多变的跟踪控制方式，提供高灵敏度的跟踪效果；　　　　3、可编程控制的数字输入输出；　　　　4、可监控电机短路、电压、温度、编码器、位置跟踪和电流过高等故障；　　　　5、可通过RS232、RS485、Profibus、CAN通讯口进行参数设定；　　　　 因此我们的伺服驱动器完全有能力胜任这份工作，下面大致介绍下这套系统：　　　　一、 工艺要求　　　　尿裤生产线以一定的速度把生产出来的尿裤输送出来(速度从1片/分钟"360片/分钟)。尿裤包装机从接收尿裤开始，到把尿裤按要求的每包数量一包一包放入包中。首先转盘接料处有个开关，一个尿裤来后，转盘的叶片摆一次，尿裤不断进来。在转盘的另一侧有两个开关，一个检测叶片，一个检测是否缺料。拨杆把推出来的尿裤送到夹头处，夹头会把一包数量的尿裤夹紧，拨杆会继续把尿裤往前推到左右摆，然后气缸会把一包数量的尿裤推到包装袋中。

　二、 方案设计　　　　转盘、推头、拨杆、夹头、左右摆都需要伺服控制。气缸、离合、气阀需要开关量控制。还有一些检测开关，需要输入到控制器中。我们对这样一套控制系统进行了分析，认为KincoK4带CAN总线的PLC通过CAN总线来控制Kinco伺服。eView屏与K4通过RS232与屏通讯来设定和显示参数，4通过RS485来控制变频器，这样一套控制方案应该说是最可靠、最简洁、最经济的控制方案。

　　三、 编程实现　　　　控制系统的其中一个重点就是如何做到与主系统的协调。尿裤包装机的整体运行速度，它要跟随尿裤生产的速度自动调整。尿裤生产线的速度是1片/分钟"360片/分钟可调的，每包的数量不同，包装机的整体速度也是不同的。每包的数量是6包"20包可设定。这些可变的量太多，组合出来的数是非常大的。我们通过仔细分析工艺，分成四段，1片/分钟"90片/分钟、91片/分钟"180片/分钟、181片/分钟"270片/分钟、271片/分钟"360片/分钟；根据工艺的要求，我们选择了最为合适的配置和编程方式。a) 硬件配置　　　　选CPU模块选K406-24AR。重点进行CANOPEN主站配置，CANOPEN主站配置主要包括：主站及全局配置、网络配置、对象字典映射。详细配置如下：　　　　主站及全局配置：　　　　主要配置：波特率、SDO超时、网络状态输出的起始地址设定、启动时配置各从站。

　　
                          
                       
                          
                                网络配置：　　　　主要配置：各伺服控制器的站号、监督类型、监督时间、寿命因子、故障处理、从站类型。

　　对象字典映射：　　　　主要配置：各站的接收PDO和发送PDO。　　　　1、接收PDO：控制字、控制模式、目标位置、最大速度、目标速度、回原点模式。　　　　2、发送PDO：状态字、实际位置。

　　b) 编程　　　　编程包括：PLC程序、触摸屏程序、伺服驱动器程序，这里只进简单的介绍。当硬件配置好后，控制伺服，就直接在PLC对应的寄存器中填写数值就可以了。　　　　PLC主要编写了以下子程序：上电初始化、找原点、手动、自动、故障报警、故障复位等。　　　　? 上电稍延时，各设备找原点。　　　　? 手动方式：在屏上操作各设备的动作。　　　　? 自动方式：选择自动方式，启动后，自动接收尿裤，自动组片包装。　　　　? 由于转盘要跟随生产线的速度，转盘伺服的电子齿轮比要设定。也是用SDO方式。　　　　? PLC通讯RS485与变频器通讯，改变变频器的速度。　　　　下面是其中的一段程序，通过该段程序，可以了解到PLC是如果通过PDO的方式来控制伺服的，如下图：

　　四、 总结　　　　尿裤包装机调试结束后，深受用户的好评。当尿裤生产设备完成后，全套设备连调，效果很好，该设备已发国外客户。尿裤包装机成为了该厂新的经济增长点。采用KincoK4通过CAN总线控制Kinco智能伺服对于多轴系统是很好的解决方案，可以很好的简化系统编程、减少工程师的编程难道，同时也减少了数量众多的脉冲方向模块，为客户节省了成本。