四排夹心饼干生产设备控制系统

最终用户简介和项目需求

佛山某机械设备有限公司是一家专注于制造夹心机饼干生产设备的公司，其设备主要销往海外，因此对设备有更高要求。

柏越机电负责设备电气调试，四排夹心饼干生产设备控制夹心饼干自动生产，将制作好的饼干按包装块数叠成一摞，再将叠好的饼干送到包装机，输送饼干速度要求要与包装机速度同步，产能为一分钟生产多达2400块夹心饼干。

解决方案及工程服务

为了满足设备需要几个轴同步的需求，使设备稳定可靠运行，同时满足客户成本要求，四排夹心饼干生产设备的CPU采用了西门子S7-1500系列的1511T-1PN（负责控制伺服电机，控制设备运行），从站也采用西门子200SMART系列的ST30（负责设备IO和控制变频器），3套西门子V90伺服电机（一台主机：负责输送饼干，一台切换轴：负责将制作好的夹心饼干叠成一摞，一台直线轴：将叠好的夹心饼干输送到包装机），一台西门子KTP系列触摸屏，4台西门子V20变频器，一台精浦编码器（安装在包装机上，主机需要与包装机同步）。

软件设计主要由以下几部分：

1、手动控制

手动控制又分三部分：变频器手动，伺服手动和阀门手动。

变频器手动：可以设置变频器手动启动频率，点击切换启动/停止。手动启动变频器主要作用是检查机械有无问题，变频器电机是否故障。变频器手动操作界面如下：

阀门手动：启动或停止各个阀门，检查阀门是否正常，接线是否无误。阀门手动操作界面如下：

伺服手动：控制伺服启动、停止和回零，设置零点偏移，调整与包装机同步位置，显示当前伺服位置。主要用于检查机械和电机有无故障。伺服手动操作界面如下：

2、自动控制

自动控制分为在线包装启动和在线不包装启动两种模式。在线包装是与包装机联机启动，将制作好的夹心饼干输送到包装机，主机需要与包装机同步，在线不包装是不启动包装机，其余动作一致，检查机械整体运行是否正常。自动启动过程变频器与阀门协同动作，变频器运行频率与自动速度成比例，调整好比例可以使奶油挤出速度与主机速度保持平衡，使每块饼干上的奶油量一致。切换轴和直线轴与主机进行同步，主机是输送饼干，在输送过程中完成夹心饼干的制作，切换轴将制作好的夹心饼干按照包装个数叠成一摞，直线轴将叠成一摞的饼干输送到包装机。

在自动启动过程中，无法进行手动操作，需要停止运行才能进行手动操作，同理，自动启动时，也需要停止手动操作才能启动，保障了操作安全。在启动自动时，伺服电机会先进行回零操作，确保同步位置没错，保证运行正常。

3、参数设置

参数设置是设置生产参数，有饼检测是连续检测多少个饼干就打开奶油阀（奶油阀控制奶油挤出），无饼检测是连续没有检测到多少块饼干就执行超过空饼干数动作，可以关闭奶油阀或忽略。包装类型就是包装个数，这个参数决定将多个饼干叠成一摞。放饼时间是将饼干放到包装机上的时间。饼干长度和放饼偏移主机与直线电机，主机与包装机同步位置调整参数。

4、编码器设置

由于需要与编码器同步，所以需要将编码器的脉冲数封装成81报文，封装程序需要放在OB67程序块内，封装程序如下

再建立外部编码器工艺对象，工艺对象关联81报文。

建立编码器工艺对象后，需要对工艺对象速度值进行滤波，否则初始速度受干扰时速度波动大，从而导致从轴速度也波动大，会造成震动影响机械和电机寿命。具体参数根据现场情况调整。

为最终客户带来的价值

四排夹心饼干生产设备，通过严谨的逻辑控制，操作简单且安全，实现夹心饼干的自动化生产，提高生产速度，缩短生产周期，减少了人力成本，降低生产成本。测试结果完全符合要求，并已经交付客户使用。

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