CAN總線解決方案在小兒尿褲包裝機的應(yīng)用

尿褲生產(chǎn)線是一個對系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性要求很高的一種機械設(shè)備，要求控制系統(tǒng)能夠提供很好的協(xié)調(diào)能力，協(xié)調(diào)各個伺服之間的動作流程，不能出現(xiàn)系統(tǒng)動作間斷的情況，同時還要求伺服系統(tǒng)具有很好的反應(yīng)能力，及時處理來自PLC的命令，以達(dá)到很高的生產(chǎn)效率。我們所做的這套系統(tǒng)是用來包裝尿褲的，同時也可以用來包裝衛(wèi)生巾，系統(tǒng)各方面要求很高，整個系統(tǒng)控制工藝復(fù)雜，控制設(shè)備繁多，各個電機之間要求很高的協(xié)調(diào)性.該系統(tǒng)采用5套伺服電機控制，而每套伺服電機間均有數(shù)據(jù)交換，且數(shù)據(jù)通訊也要求很強的實時性，也就是要求系統(tǒng)具有總線通訊能力，這樣就要求伺服驅(qū)動器擁有非常強大的功能才能滿足控制要求,而Kinco伺服驅(qū)動器則能滿足此類系統(tǒng)控制要求，下面是我們驅(qū)動器的一些功能特點：
　　
　　  1、全數(shù)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、靈活多變的跟蹤控制方式，提供高靈敏度的跟蹤效果；
　　
　　3、可編程控制的數(shù)字輸入輸出；
　　
　　4、可監(jiān)控電機短路、電壓、溫度、編碼器、位置跟蹤和電流過高等故障；
　　
　　5、可通過RS232、RS485、Profibus、CAN通訊口進(jìn)行參數(shù)設(shè)定；
　　
　　 因此我們的伺服驅(qū)動器完全有能力勝任這份工作，下面大致介紹下這套系統(tǒng)：
　　
　　一、 工藝要求
　　
　　尿褲生產(chǎn)線以一定的速度把生產(chǎn)出來的尿褲輸送出來(速度從1片/分鐘~360片/分鐘)。尿褲包裝機從接收尿褲開始，到把尿褲按要求的每包數(shù)量一包一包放入包中。首先轉(zhuǎn)盤接料處有個開關(guān)，一個尿褲來后，轉(zhuǎn)盤的葉片擺一次，尿褲不斷進(jìn)來。在轉(zhuǎn)盤的另一側(cè)有兩個開關(guān)，一個檢測葉片，一個檢測是否缺料。撥桿把推出來的尿褲送到夾頭處，夾頭會把一包數(shù)量的尿褲夾緊，撥桿會繼續(xù)把尿褲往前推到左右擺，然后氣缸會把一包數(shù)量的尿褲推到包裝袋中。

　二、 方案設(shè)計
　　
　　轉(zhuǎn)盤、推頭、撥桿、夾頭、左右擺都需要伺服控制。氣缸、離合、氣閥需要開關(guān)量控制。還有一些檢測開關(guān)，需要輸入到控制器中。我們對這樣一套控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，認(rèn)為KincoK4帶CAN總線的PLC通過CAN總線來控制Kinco伺服。eView屏與K4通過RS232與屏通訊來設(shè)定和顯示參數(shù)，4通過RS485來控制變頻器，這樣一套控制方案應(yīng)該說是最可靠、最簡潔、最經(jīng)濟(jì)的控制方案。

　　三、 編程實現(xiàn)
　　
　　控制系統(tǒng)的其中一個重點就是如何做到與主系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。尿褲包裝機的整體運行速度，它要跟隨尿褲生產(chǎn)的速度自動調(diào)整。尿褲生產(chǎn)線的速度是1片/分鐘~360片/分鐘可調(diào)的，每包的數(shù)量不同，包裝機的整體速度也是不同的。每包的數(shù)量是6包~20包可設(shè)定。這些可變的量太多，組合出來的數(shù)是非常大的。我們通過仔細(xì)分析工藝，分成四段，1片/分鐘~90片/分鐘、91片/分鐘~180片/分鐘、181片/分鐘~270片/分鐘、271片/分鐘~360片/分鐘；根據(jù)工藝的要求，我們選擇了最為合適的配置和編程方式。

a) 硬件配置
　　
　　選CPU模塊選K406-24AR。重點進(jìn)行CANOPEN主站配置，CANOPEN主站配置主要包括：主站及全局配置、網(wǎng)絡(luò)配置、對象字典映射。詳細(xì)配置如下：
　　
　　主站及全局配置：
　　
　　主要配置：波特率、SDO超時、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)輸出的起始地址設(shè)定、啟動時配置各從站。

　　網(wǎng)絡(luò)配置：
　　
　　主要配置：各伺服控制器的站號、監(jiān)督類型、監(jiān)督時間、壽命因子、故障處理、從站類型。

　　對象字典映射：
　　
　　主要配置：各站的接收PDO和發(fā)送PDO。
　　
　　1、接收PDO：控制字、控制模式、目標(biāo)位置、最大速度、目標(biāo)速度、回原點模式。
　　
　　2、發(fā)送PDO：狀態(tài)字、實際位置。

　　b) 編程
　　
　　編程包括：PLC程序、觸摸屏程序、伺服驅(qū)動器程序，這里只進(jìn)簡單的介紹。當(dāng)硬件配置好后，控制伺服，就直接在PLC對應(yīng)的寄存器中填寫數(shù)值就可以了。
　　
　　PLC主要編寫了以下子程序：上電初始化、找原點、手動、自動、故障報警、故障復(fù)位等。
　　
　　 上電稍延時，各設(shè)備找原點。
　　
　　 手動方式：在屏上操作各設(shè)備的動作。
　　
　　 自動方式：選擇自動方式，啟動后，自動接收尿褲，自動組片包裝。
　　
　　 由于轉(zhuǎn)盤要跟隨生產(chǎn)線的速度，轉(zhuǎn)盤伺服的電子齒輪比要設(shè)定。也是用SDO方式。
　　
　　 PLC通訊RS485與變頻器通訊，改變變頻器的速度。
　　
　　下面是其中的一段程序，通過該段程序，可以了解到PLC是如果通過PDO的方式來控制伺服的，如下圖：

　　四、 總結(jié)
　　
　　尿褲包裝機調(diào)試結(jié)束后，深受用戶的好評。當(dāng)尿褲生產(chǎn)設(shè)備完成后，全套設(shè)備連調(diào)，效果很好，該設(shè)備已發(fā)國外客戶。尿褲包裝機成為了該廠新的經(jīng)濟(jì)增長點。采用KincoK4通過CAN總線控制Kinco智能伺服對于多軸系統(tǒng)是很好的解決方案，可以很好的簡化系統(tǒng)編程、減少工程師的編程難道，同時也減少了數(shù)量眾多的脈沖方向模塊，為客戶節(jié)省了成本。