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    產品名稱:臺達自動化產品在藥廠層間提升機上的應用

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    • 從20世紀70年代至今,隨著制藥行業的發展,制藥機械發展迅猛,它集制藥工藝、化工機械、包裝機械、制造工藝、自動控制等技術于一體,幾乎覆蓋了制藥工序的全部環節。

      傳統的制藥物料轉運環節往往由人工來完成,特別考慮到GMP藥品生產管理規范的要求,其在樓層間傳輸物料顯的更加困難。

      事實上, 針對GMP生產管理規范,要求藥廠樓層間的物料在轉運過程中做到工序直接、安全可靠且有可追溯性,以PLC、觸摸屏、變頻器及編碼器為核心的層間提升機控制系統正好滿足了上述需求。

      尤其是隨著層間提升機在藥廠搬運工序中的使用,其解決了樓層上下物料輸送的困難,并做到了直接工序轉運,保證了物料輸送的準確性與可追溯性,同時實現了操作無人性,節約了人力成本,完全符合藥品生產的GMP要求。

      1 控制方案概述
      東北一家臺達代理商為某客戶生產的一套層間提升機共分兩層,層間垂直距離可調,最長為8m,提升機框圖如圖1。


      圖1 提升機框圖

      針對層間提升機系統,其定位、運動速度精度要求不高,只要求系統行程、速度連續可調,運行過程中平穩可靠即可。因此我們采用了臺達性能可靠的PLC、性價比高的通用變頻器、高真彩觸摸屏及編碼器產品來控制層間提升機。
      整套系統的原理結構為變頻器驅動感應電動機,電動機經減速裝置帶動傳動機構運動。同時由編碼器獲得機械運行的位置信息,通過脈沖信號反饋到PLC端(實現了位置死循環控制),通過PLC內部運算來控制變頻器,實現了層間提升機的往復運動要求。為了便于調整運行距離、速度等參數,同時加強人機交互性,我們引入了觸摸屏。

      2 硬件設計
      臺達ES2系列PLC程序容量16K Steps,指令執行速度快,且具有10OkHz的高速輸入端口,同時B10S615觸摸屏具有65536色的TFT顯示屏,分辨率1024×600 Pixels,自身存儲容量高達128M,再加上通用矢量型B系列變頻器及具有1000PPR的增量型旋轉光電編碼器,非常適合層間提升機系統。
      該層間提升機系統所用臺達控制產品如表1。

      表1 臺達產品型號


      3 軟件設計
      3.1 PLC程序設計
      提升機上行分為加速、勻速、一級減速及二級減速四個過程,PLC根據觸摸屏設計的工作點參數,通過內部C252高速計數器獲得當前位置,利用DHSCS高速比較置位指令來控制變頻器輸出,從而實現上行的定位(提升機在每次上電運行前,要進行回原點動作)。
      提升機下行過程與上行類似,圖2為用WPLSoft軟件編寫的部分PLC程序。

      圖2 PLC程序

      3.2 觸摸屏程序設計
      B10S615觸摸屏的COM1口與ES2系列PLC相連,可以監控和更改PLC相關寄存器的數據;觸摸屏的COM2口與變頻器相連,可以更改變頻器的多段頻率值并監控電機轉速及輸出電流值。
      整個程序畫面包含系統畫面、手動畫面及自動畫面三個部分,系統畫面如圖3。

      圖3 觸摸屏系統畫面

      3.3 變頻器參數設置
      B系列變頻器采用多段速頻率控制方式,頻率命令通過RS485方式由觸摸屏給定,啟停方式為外部輸入,由PLC輸出點來控制,相關參數設置請參照臺達B系列變頻器手冊。

      3.4 編碼器設計
      編碼器旋轉一周會發出1000個A、B相集電極脈沖,通過減速裝置等傳動換算,對應到PLC內為1cm對應1000PPR。

      4 結束語
      經過近一年的實際運行和測試,基于臺達控制產品的層間提升機系統運行可靠、穩定,而且維護方便,同時人力成本實現節約,獲得了客戶的一致好評。
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