信捷产品套标机整体解决方案

一、项目介绍1、项目工艺介绍套标机是一种将筒标自动切断，准确套入容器的包装机械，配合后道热收缩工序，将标签完好地固定于容器适当位置。套标机的使用大大降低了套标环节的人力物力，现已广泛应用于啤酒饮料、化工、医药等行业，尤其在果汁加工生产线中，占用重要地位，是必不可少的设备。
目前国内生产的套标机能达到的最高速度多数在300bpm（瓶/分钟）左右，能满足普通用户的需求。但随着世界食品包装行业的高速发展，越来越多的世界知名果汁饮料生产商希望通过提高整线生产速度来获得更大的利润。

2、项目应用的产品
产品名称 型号 数量
PLC XC3-32T-E 1
伺服 DS2-20P7/ DS2-20P4 1/1
变频器 VB3-20P4 4
触摸屏 TH765-MT 1


二、控制系统的构成
1、系统硬件的构成
经过实践，信捷电气以XC3系列PLC为核心的系统配置，可以帮助客户稳定实现400bpm的速度。套标机的工艺流程如下图所示：




2、工艺难点
套标机的工艺难点主要有4点：
1、要使整机速度达到400bpm，每0.15秒就要完成一次套标动作，下标与切标电机必须频繁起停，定位精准。
2、下标由两对小的导标滚轮向内侧旋转，靠滚轮与薄膜的摩擦力将标下拉，虽然采用特殊材质后可使摩擦系数加大，但在高速下标时还是很难避免打滑情况的发生，这样即使下标电机定位精准，也会出现下标长度不齐的现象。
3、切标电机旋转带动刀盘旋转一周完成切标动作，切标电机的定位不准会使刀盘过冲，最终导致刀盘堵标。
4、与4台变频器通讯会增加程序所占内存，延长程序的循环扫描时间，延误切标与下标的动作时间。

3、控制方案
信捷电气对工艺难点进行分析后，最终使用2台伺服系统控制下标和切标电机，使用4台变频器分别控制输送带、送标、进瓶螺杆、杆签供应电机，这四台变频器与信捷人机界面TH765-MT进行通讯，可通过人机界面设定参数调节电机转速。
系统构成如下图所示：

在本方案中，控制器采用了信捷的小型XC3系列PLC，它有着高速的指令运算，内置了2路200kHZ的高速脉冲输出，且配有PTO指令(填表式脉冲指令)，无需另加任何模块，为客户大大节省了电气成本。
XC3本体具有RS232、485两种串口，方便各种上位机监控。而且，XC3还具有强大的外部中断功能，客户的下标和切标程序可放在输入中断的中断程序内，当PLC接收到切标和下标执行信号时立刻转入中断程序执行切标和下标动作，使得这两个动作不受程序循环扫描周期的影响，加上使用PTO指令，快速完成套标。
在本方案里选用信捷 DS2系列伺服控制下标，送标具有定位时间短，定位精度高的特点。DS2系列的伺服可以通过数据线与信捷的伺服监控软件相连，可实现参数的快速设置以及伺服运行时性能的实时监控，帮助客户在故障产生时快速准确地找到问题所在。
因为本方案中用到的变频器还需要与人机进行通讯，因此选用了信捷的VB3系列变频器。该变频器内置RS485通信功能，结合人机里设备类型里有信捷变频器选项，通信显得非常方便，省去PLC的通信编程，减少PLC程序，提高速度。
信捷的6万色TH系列触摸屏使用在套标机上，双口独立通信，与信捷控制器与器件之间进行了简易化的连接和画面制作，大幅度节约了产品开发时间。
考虑到下标的打滑问题，信捷还使用了对射式光纤传感器，对下标伺服电机送出下标完成信号来控制标长，尽可能地减小了打滑对下标产生的影响。
从系统产品到高端视觉传感器，信捷完善的产品体系几乎涵盖了整个包装机械上需要的工控产品，且每样产品既具有其自身的独立优势，又具有本厂产品之间高度的兼容性。客户采用信捷整套系统解决方案后，套标机每分钟可达到400bpm的速度并能稳定运行。这不仅节省了工作量与开发成本，又同时大大提高了机械的整体性能。