SD388B 智能步进贴标机方案

1、简介
在运动控制应用中，一般电机驱动器运动控制能力较强，但逻辑与运算功能却比较
一般的控制器有全面的逻辑功能，但又很难具备运动控制的全部功能。传统的 PLC+驱
方案，存在着高速数据传输，数据同步，抗干扰能力差，线路复杂等问题。MOTEC SD
智能步进驱动器内部集成了运动控制与逻辑控制等 PLC 的功能，可以独立完成 PLC+步
动器的全部功能，在运行中控制部分可直接调用步进运行参数，不需要通过额外通信接
响应速度高，抗干扰能力强。
388B具有丰富的硬件资源和软件资源：
1).  8个输入口，3个输出口，全部光电隔离；
2). HMI和 388B之间用 RS232或 RS485通讯，MODBUS协议；
3). 变频器由 388B的 3个光电隔离输出口控制，包括启动/停止和速度选择，其中速度
有两个输出口状态控制；
4). 388B的 2个输入口分别用于 色标传感器、被贴物传感器、急停控制；
5). 可以在触摸屏和外部分别作启动停止操作或者急停操作；
6).  具有计数和定时功能，可以记录系统的运行时间和贴标个数。
7). 所有的功能都可以使用 HMI设置和读取，包括：
-  细分；
-  电流等级、半流电流、半流延时；
-  送标延时，送标延时时间显示；
-  加速度、减速度；
-  贴标速度、标签长度；
-  贴标延时、贴标计数器；
-  停标偏移，停标偏移速度；
-  变频器高速/低速选择、变频器启动/停止控制；
-  手动贴标/自动贴标；
-  当前转速显示；

-  计数器清零；
-  启动/停止贴标；
-  标纸归零
相比于 PLC+伺服/步进驱动器+伺服/步进电机 的贴标系统，MOTEC智能步进驱动器+三
相步进电机有反映快速，没有累积误差，集成度高，性价比高，使用简单等一系列的优点。  
 2.系统分析
平面贴标系统有送料、贴标2个主要工序。传送带上的电眼检测到有物料来时，步进电
机延时一定的时间启动，步进电机贴标速度与传送带同步，当标签电眼检测到标签色标时，
伺服电机再走一定长（停标偏移）停止。其中出标延时决定了标签在平面盒子上的位置，需
要可调；停标偏移决定了出标标头的位置，需要可调。在整个贴标过程中，两者速度要求一
致，如图2.1所示。3、解决方案
该贴标机控制系统主要构架为：触摸屏+智能步进驱动器+传感器，智能步进驱动器在系
统中既作为控制器，又作为驱动器，相比较原有方案，省略了PLC，简化了系统结构，和编
程强度。整体电气结构由人机界面HMI，MOTEC 智能步进驱动器（带PLC 功能），MOTEC 三
相混合式步进电机，物料传送变频器，变频电机，色标检测电眼，物料检测电眼构成。
首先HMI和驱动器上电启动，由于第一次上电标纸的位置未知，需要进行标纸位置归零
操作：电机带动标纸运动，直到检测到色标信号以后，电机带动标纸运动停标偏移的距离，
此时认为标纸达到下一次贴标位置。
在标纸位置归零之后，MOTEC智能步进驱动器会输出一个变频器启动信号，变频器以设
置的速度匀速转动，传送带带动物料运动，直到遇到物料检测电眼检测到物料到达，在驱动
器接收到物料到达信号的时候，启动内部定时器，送标延时开始计时，达到设定位置以后，
开始送标。
当色标电眼检测到送标完成时候，驱动器内部接收到送标完成信号，会自动启动一段点
到点的位置运动，送标偏移。等待下一次物料检测电眼检测物料到达信号。
系统的组成框图如图3.1所示系统操作框图如图3.2所示。

4. 送标轴运动分析
送标轴使用步进电机，由MOTEC智能步进驱动器驱动，正常贴标过程中运动分析如下 
 

时间轴：
0： 变频器送料带正常运动，以设定的速度送料；
T1：物料检测电眼检测到物料到达，贴标延时定时器启动；
T2：贴标延时定时器计时到设定延时时间长度，驱动器驱动步进电机加速运动，开始贴标
T3：送标电机迅速到达与变频器同步转速，贴标进行中；
T4：色标电眼检测到贴标完成，电机马上停止，并且启动电机，带动标纸做停标偏移的
运动。
T5：停标偏移完成，等待下一次物料到达。
5. HMI设计
MOTEC智能步进平面贴标系统的操作除了应急停止需要外接按钮之外， 其他操作全部通
过 HMI完成，主界面如图 5.1所示。通过人机界面可以设定系统常用参数，显示伺服工作状态，传感器状态，产量统计清零
等，如图5.2。贴标速度：在出标时步进电机的转速，与变频器速度同步；
出标延时：用来设置在检测到物料到来和贴标电机开始运动之间的间隔；
加速度/减速度：用来设置步进电机的加减速度；
停标偏移：用来设置在贴标完成之后，步进电机继续运动的停标偏移量；
偏移速度：用来设置停标偏移运动中电机的最大转速；
变频器转速：可以通过I/O口来控制变频器的转速；
驱动器报警清除：用来清除驱动器内的报警；
贴标模式选择：可以切换贴标的模式，在手动和自动之间相互切换。
返回主界面/运行界面：可以切换HMI的界面，用来返回系统界面或者进入自动模式时候
的监控界面；
在系统自动运行过程中，可以对当前的状况进行监测，如图5.3.贴标指示：在贴标过程中，该指示灯会亮；
物料到达：物料检测电眼检测到物料到达时候，该指示灯会亮，色标检测电眼检测到色
标之后会灭；
贴标完成：与物料到达刚好相反，贴标完成时候会亮起，物料检测电眼检测到需要新的
贴标物料就会灭；
贴标偏移：开始进行贴标偏移时灯会亮起，偏移结束后灯灭；
系统报警：当驱动器出现报警的时候该灯会亮起，此时需要将系统停机，排查故障后重
新运行。
贴标个数：用来对贴标的个数进行计数，使用贴标个数清零可以将该值清零；
贴标开始/停止：用来启动和停止贴标。
返回主界面/参数设置界面：可以切换HMI界面，进入待机界面或者设置参数。
 
6、总结
本系统通过对MOTEC智能步进驱动器的内置PLC功能编程，配合人机界面，与传感器等多
个功能块的配合使用，成功实现精确平面贴标的使用。极大程度节约用户成本，简化用户操
作，便于客户维护。