DELTA机电产品在冰淇淋灌装机中的应用（-2）

中达电通股份有限公司机电行业应用处 李冰清

摘 要：在食品包装机械中，冰淇淋灌装机自动化技术要求较高。冰淇淋灌装机要求每个灌装工位能够快速响应，快速动作：在1.5秒内十几个动作准确完成。本文基于DELTA公司的伺服技术、人机界面技术以及PLC技术在冰淇淋灌装机中的详细应用做系统介绍。

关键字：人机界面（HMI） 可编程控制器（PLC） A系列伺服（ASD）

在冰淇淋灌装机上利用台达机电产品之间的便利通讯功能，实现了主传动电机与拉花电机在触摸屏上直接启/停与调速，实现了伺服与主电机之间的速度跟随。使得操作人员的操作直观方便。利用台达伺服的PR模式（内部多段位置模式），将客户机械拉花变成电气控制，拉花的距离和速度可由最终用户在触摸屏上调整。使得客户的拉花花型调整变的便利灵活。大大提高了生产效率。

冰淇淋灌装机通常主要由4个部分组成：（1）主传动部分。主传动采用间歇式减速箱输出带动链轮传动，带动输送板进行逐工位物料输送，主传动电机2.2KW,采用DELTA变频器调速控制，减速箱的减速比为30：1，主电机转30圈减速箱输出1圈，输送板移动一个工位，之后减速箱会有一个约1.5秒的空行程，留给各个工位进行各种工艺动作。主传动采用的变频器用485方式采用标准MODBUS协议和PLC通讯，改变了原先用开关量控制的方式，这种控制能够在触摸屏上直接进行启停控制和调速，多种状态监视等。省却了通过模拟量或者外接电位器控的烦琐，外部接线只要两根屏蔽线就好了，内部编程因为全部采用台达电气产品，只用一读/一写两条指令就行了。简单稳定。

（2）灌装部分。灌装部分由十几个直线排列的灌装工位组成，执行不同的由相应的气阀控制，PLC接受主传动编码器传送过来的角度信号（360线，对应一个输送周期），台达ES系列PLC是整个机器的控制中心，根据设定的角度值控制阀的开闭。

（3）冰淇淋有平杯和蛋筒之分，拉花指的是蛋筒部分，平杯无须拉花。冰淇淋拉花部分主要功能是将灌装好的冰淇淋浇上样式好看的奶油，拉花控制主要控制两个部分，一个是不停旋转的拉花电机带动拉花头旋转浇奶油，另一个是带动拉花头做升降运动的部分，国内大部分厂家都是采用机械凸轮结构，当花型需要改动的时候，只有更换不同形状的机械凸轮，这样就会大大影响机器的生产效率。拉花是冰淇淋制作中很重要的一个部分。拉花头的造型，拉花旋转电机的速度，拉花升降位置的精确度和速度，这三大要素直接影响了花型的美观程度。其实升降部分主要控制的参数有两个：每段速度和每段拉花距离。即单位距离和单位速度可调，所以拉花旋转电机亦是采用台达变频器进行控制和采用台达A系列伺服来完成这项工作，在触摸屏做了8段相对应的速度和距离设置画面，利用A系列伺服的PR模式，通过PLC给伺服的三个开关量组合启动每段距离，速度通过通讯方式给定。用户在调节好每种花型的参数后，可通过屏的配方功能进行保存，下次使用只需调用出来就好了。

（4）温控部分。冰淇淋灌装有三个地方需要进行温度控制：淋巧克力，喷巧克力，热封。均采用大功率加热管，K分度热电偶温度检测。温度上限为300度。如果采用PLC上控制温度，必须要加上温度检测或者控制模块。这些模块通常价格不低，需要在主机编程。从经济角度和互换性角度考虑，采用了台达温控器。

（1） 保证主机和伺服的电气零位和机械零位一致。

（2） 灌装的起始与关闭通过编码器的角度信号控制，可在触摸屏上设定。

（3） 伺服跟随主机运转，运转位置和速度由触摸屏上人工调整。

（4） 主机速度能在触摸屏上调节。

（5） 生产计数控制功能。

硬件体系结构示意如图1所示。主体自动化设备选型参见表1。

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