台达自动化产品在药厂层间提升机上的应用

• 关键词：层间提升机,ES2系列PLC,触摸屏,变频器,编码器
• 作者：赵成亮
• 摘要：本文简要介绍了台达自动化产品在药厂层间提升机上的应用。

       从20世纪70年代至今，随着制药行业的发展，制药机械发展迅猛，它集制药工艺、化工机械、包装机械、制造工艺、自动控制等技术于一体，几乎覆盖了制药工序的全部环节。

       传统的制药物料转运环节往往由人工来完成，特别考虑到GMP药品生产管理规范的要求，其在楼层间传输物料显的更加困难。

       事实上, 针对GMP生产管理规范，要求药厂楼层间的物料在转运过程中做到工序直接、安全可靠且有可追溯性，以PLC、触摸屏、变频器及编码器为核心的层间提升机控制系统正好满足了上述需求。

       尤其是随着层间提升机在药厂搬运工序中的使用，其解决了楼层上下物料输送的困难，并做到了直接工序转运，保证了物料输送的准确性与可追溯性，同时实现了操作无人性，节约了人力成本，完全符合药品生产的GMP要求。

1、控制方案概述

       东北一家台达代理商为某客户生产的一套层间提升机共分两层，层间垂直距离可调，最长为8m，提升机框图如图1。

图1 提升机框图

       针对层间提升机系统，其定位、运动速度精度要求不高，只要求系统行程、速度连续可调，运行过程中平稳可靠即可。因此我们采用了台达性能可靠的PLC、性价比高的通用变频器、高真彩触摸屏及编码器产品来控制层间提升机。

       整套系统的原理结构为变频器驱动感应电动机，电动机经减速装置带动传动机构运动。同时由编码器获得机械运行的位置信息，通过脉冲信号反馈到PLC端（实现了位置死循环控制），通过PLC内部运算来控制变频器，实现了层间提升机的往复运动要求。为了便于调整运行距离、速度等参数，同时加强人机交互性，我们引入了触摸屏。

2、硬件设计

       台达ES2系列PLC程序容量16K Steps，指令执行速度快，且具有10OkHz的高速输入端口，同时B10S615触摸屏具有65536色的TFT显示屏，分辨率1024×600 Pixels，自身存储容量高达128M，再加上通用矢量型B系列变频器及具有1000PPR的增量型旋转光电编码器，非常适合层间提升机系统。
该层间提升机系统所用台达控制产品如表1。

表1 台达产品型号

3、软件设计

3.1 PLC程序设计

       提升机上行分为加速、匀速、一级减速及二级减速四个过程，PLC根据触摸屏设计的工作点参数，通过内部C252高速计数器获得当前位置，利用DHSCS高速比较置位指令来控制变频器输出，从而实现上行的定位（提升机在每次上电运行前，要进行回原点动作）。

      提升机下行过程与上行类似，图2为用WPLSoft软件编写的部分PLC程序。

图2 PLC程序

3.2 触摸屏程序设计

       B10S615触摸屏的COM1口与ES2系列PLC相连，可以监控和更改PLC相关寄存器的数据；触摸屏的COM2口与变频器相连，可以更改变频器的多段频率值并监控电机转速及输出电流值。
整个程序画面包含系统画面、手动画面及自动画面三个部分，系统画面如图3。

图3 触摸屏系统画面

3.3 变频器参数设置

       B系列变频器采用多段速频率控制方式，频率命令通过RS485方式由触摸屏给定，启停方式为外部输入，由PLC输出点来控制，相关参数设置请参照台达B系列变频器手册。

3.4 编码器设计

       编码器旋转一周会发出1000个A、B相集电极脉冲，通过减速装置等传动换算，对应到PLC内为1cm对应1000PPR。

4、结束语

       经过近一年的实际运行和测试，基于台达控制产品的层间提升机系统运行可靠、稳定，而且维护方便，同时人力成本实现节约，获得了客户的一致好评。

作者简介：

       赵成亮，男，出生于1984年7月，毕业于佳木斯大学，自动化专业。现任中达电通东北大区业务支援处应用工程师，从事中达机电产品在黑龙江区域的技术支持和推广工作，有着丰富的业界经验。