基于包衣機生產中出料均勻性的控制系統設計

關向東，陳友安

（黑龍江迪爾制藥機械有限責任公司，黑龍江 佳木斯 154007）

1 問題的提出

包衣機組是中藥生產中用于拋光、打蠟、上光的主要設備，可實現自動供料、自動翻轉出料、拋光旋轉等連續工序生產［1，2］。其工作原理如圖1所示。

圖1 包衣機組生產工藝示意圖

提升來的丸劑物料通過1號輸送帶的左、右轉分別落到1號、2號拋光罐。拋光罐由旋轉減速機帶動旋轉，物料在里面完成拋光、包糖衣、打蠟等工藝后，由翻轉減速機帶動向下翻轉，將物料倒在2號輸送帶上輸送給下道工序。

傳統工藝中的拋光罐由0.37 k W減速機帶動勻速向下翻轉，會造成每個罐內近30 kg物料以先少后多的狀態落在2號輸送帶上，這種出料的不均勻性會給下道工序帶來很大麻煩。

2 改造方案的提出及系統構成

現提出一種改造方案，由變頻器驅動減速機，在翻轉過程中隨著不同時間段變頻器頻率逐漸遞減，從而實現物料在2號輸送帶上的均勻性。控制系統主要由DELTA品牌EH系列PLC主機DVP32EH00R2作為控制主體，與兩個變頻器VFD007E43A進行RS485通訊，傳遞頻率等數據，控制系統組成框圖如2所示。

圖2 控制系統組成框圖

3 軟件設計

本系統的軟件主要包括人機界面程序、PLC邏輯控制程序以及PLC與變頻器之間的RS485通訊程序。本文只對通訊程序及其中的遞減頻率數據的部分做闡述，同時給出必要的變頻器參數設定。

3.1 PLC主機通訊控制程序設計

在DELTA編程軟件 WPLsoft 2.10中，根據設備工藝要求的動作邏輯，完成程序的編制。根據該流程圖，PLC向變頻器發送數據，進行讀取和設置?；绢l率給定梯形圖見圖3，通訊格式的確定梯形圖見圖4。

3.2 遞減頻率數據來源控制程序

通過上位人機對話元件（如觸摸屏等）將多次試驗得出的數據寫入PLC的內部寄存器，待生產工藝進行到翻轉出料過程時，翻轉機構檢測到位置接近傳感器后開始啟動，直到檢測到翻轉結束位置傳感器后停止。經試驗我們將這一過程劃分為5個時間段，每段4 s～5 s，隨著時間的進行，5組寄存器內部從大到小的頻率數據分別為50 Hz、45 Hz、40 Hz、35 Hz、30 Hz，通過RS485通訊，由PLC傳遞到變頻器，實現了拋光罐由快逐漸變慢的翻轉過程，而物料的下落量始終保持均勻。不同時段的頻率選擇梯形圖見圖5，頻率遞減幅度控制梯形圖見圖6。

圖3 基本頻率給定梯形圖

圖4 通訊格式的確定梯形圖

圖5 不同時段的頻率選擇梯形圖

3.3 變頻器的必要參數設定

控制系統中PLC主機通過RS485總線與兩臺變頻器連在一起，DELTA品牌自動化產品的特點是任何一種單機元器件上都配置有符合MOD－BUS通訊協議的DS485總線裝置，同時，該方案省去了PLC系統中的模擬量模塊，在性價比方面有著極大的優越性。為達到控制方案效果的目的，應對變頻器的通訊參數進行設定，變頻器的主要參數設定如圖7所示。

圖6 頻率遞減幅度控制梯形圖

圖7 變頻器的參數設定

圖7中，02.00參數為頻率來源，設定3表示頻率由RS485通訊傳遞；02.01參數為運行指令來源，設定1表示變頻器的運行指令來自外部信號；09.00參數為通訊站號，可根據不同的控制系統結構和變頻器數量分別設定，本方案中1號罐翻轉變頻器設為1，2號罐翻轉變頻器設為2；09.01參數為傳輸速度設定，3表示38 400位元／秒；09.04參數為通訊格式設定，1表示7，E，1。

3.4 PLC與變頻器通訊的接線

在PLC中，主機DVP32EH00R2的串口2使用RS485－和RS485＋，分別對應變頻器的串列通訊RS485口的SG－（5號）和SG＋（4號）腳上。

4 結束語

通過調試，1號、2號拋光罐中共60 kg物料每次都能被均勻分布在2號輸送帶上，從而為下道工序的物料定量控制提供了極大的方便。

［1］ 董春亮.關于鍋型糖衣機設計參數的探討［J］.醫藥工程設計，1989（3）：42－45.

［2］ 張雯.新穎快速糖衣機［J］.醫藥工程設計，1986（3）：47.