摘要：本文主要介紹了臺(tái)達(dá)高性能網(wǎng)絡(luò)型運(yùn)動(dòng)控制器DVP-10MC在食品醫(yī)藥行業(yè)中的運(yùn)用。DVP-10MC是臺(tái)達(dá)自主研發(fā)的基于CANopen現(xiàn)場
總線的多軸運(yùn)動(dòng)控制器，支持多種協(xié)議，極大方便了使用者對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行快速開發(fā)。其標(biāo)準(zhǔn)的輪切和飛剪功能庫函數(shù)、豐富的凸輪函數(shù)可以滿足食品包裝以及醫(yī)藥同步灌裝的應(yīng)用需求。
關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)控制器 食品醫(yī)藥行通訊協(xié)議
隨著國內(nèi)食品包裝行業(yè)的迅速發(fā)展，用戶對(duì)包裝機(jī)械的性能也提出了更加苛刻的要求，包裝機(jī)械的高精度、高效率已成包裝機(jī)械廠家考慮的重要指標(biāo)。而全球金融危機(jī)的困境中，國內(nèi)包裝市場的仍獲得了穩(wěn)步增長，使得國外包裝機(jī)械廠家不惜消減利潤，挺進(jìn)中國包裝市場，從而使低成本、高穩(wěn)定性成為國內(nèi)包裝機(jī)械的又一重要性能指標(biāo)。
鑒于包裝機(jī)械用戶最高精度、高效率、低成本、高穩(wěn)定性的要求，臺(tái)達(dá)作為專業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn)廠家，為食品包裝機(jī)械控制系統(tǒng)量身定做了一款高性能網(wǎng)絡(luò)型運(yùn)動(dòng)控制器DVP-10MC。DVP10MC11T是臺(tái)達(dá)自主研發(fā)的基于CANopen現(xiàn)場總線的多軸運(yùn)動(dòng)控制器，它遵循CANopen DS301基本通訊協(xié)議，也支持CANopen DSP402運(yùn)動(dòng)控制協(xié)議，同時(shí)還支持大部分PLCopen組織所定義的運(yùn)動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)功能塊庫，極大方便使用者快速的入門，快速的進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)。針對(duì)食品包裝行業(yè)，DVP-10M提供標(biāo)準(zhǔn)的輪切和飛剪功能庫函數(shù)，以及豐富的凸輪函數(shù)可以滿足印刷，以及醫(yī)藥同步灌裝的應(yīng)用需求。
1 DVP-10MC系統(tǒng)架構(gòu)及產(chǎn)品簡介
作為一款專用的運(yùn)動(dòng)控制器，為了提高系統(tǒng)對(duì)指令的處理，DVP-10MC特采用兩顆芯片CPU，一片負(fù)責(zé)邏輯控制，另一個(gè)負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)指令處理。如圖1所示。
圖1 控制架構(gòu)圖
DVP-10MC具有絕對(duì)的高速以及獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)控制芯片；采用4軸同步控制，同步周期僅為1ms。DVP-10MC內(nèi)建電子凸輪功能，用戶可自由規(guī)劃8條不同的凸輪曲線，每條曲線可細(xì)分2048點(diǎn)，三次曲線處理功能，使得機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)更加平順；內(nèi)建飛剪功能模型，用戶不必進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，只需輸入必要的機(jī)械參數(shù)，控制器便可自動(dòng)生成飛剪曲線，并可自由規(guī)劃同步區(qū)角度；支持凸輪曲線的縮放，設(shè)備規(guī)格切換一“鍵”即變；內(nèi)建虛軸功能，凸輪從軸的控制隨心而欲；支持位置高速抓取，響應(yīng)最短僅為5um,系統(tǒng)的糾偏更及時(shí)；已預(yù)先為客戶做好所有
伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)映射，從站參數(shù)和狀態(tài)的讀取簡單易行；配置高速浮點(diǎn)運(yùn)算處理器(150 MHZ),可勝任各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)。
而其強(qiáng)大的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)支持（DeviceNet主從站、CANopen主從站、Profibus-DP從站),可組建功能復(fù)雜的控制系統(tǒng)。
2 DVP-10MC的功能特點(diǎn)
2.1 支援多種網(wǎng)絡(luò)總線
DVP-10MC自帶canopen主站功能，可以直接連接canopen從站設(shè)備；主機(jī)自帶以太網(wǎng)、編碼器采集接口、硬體高速輸入輸出接口。同時(shí)支援左側(cè)和右側(cè)擴(kuò)展，通過左側(cè)擴(kuò)展，可以連接profi-bus和devicenet網(wǎng)絡(luò)模塊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種不同工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的控制，如圖2所示。
作為一款支持總線的運(yùn)動(dòng)控制器，其相對(duì)與以往傳統(tǒng)的脈沖控制而言，不僅配線大大簡化，而且效率得到提升。
圖2 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架構(gòu)圖
2.2 優(yōu)越的同步控制
同步控制的基準(zhǔn)為同步時(shí)鐘信號(hào)，如圖3所示。
如果系統(tǒng)分別下達(dá)命令給軸1,2,3，但由于同步信號(hào)未到達(dá)，所以即使下位設(shè)備的命令并未被激活；只有當(dāng)收到同步信號(hào)后，命令才會(huì)被激活，以此確定3臺(tái)設(shè)備的相同的命令執(zhí)行起點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)下位設(shè)備的同步控制。
圖3 同步處理機(jī)制示意圖
2.3 豐富的電子凸輪功能
DVP-10MC支持電子凸輪功能。電子凸輪主要三個(gè)庫函數(shù)組成，分別為凸輪表選擇功能塊、凸輪嚙合控制功能塊和凸輪脫離控制功能塊，如圖4所示。
用戶使用標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫即可實(shí)現(xiàn)不同凸輪曲線的切換，并控制從軸與主軸的嚙合和脫離，最多可以建立8條凸輪曲線。
圖4 凸輪功能塊和狀態(tài)圖
2.4旋切飛剪功能
為了滿足食品包裝行業(yè)的要求，DVP-10MC內(nèi)建輪切飛剪模型，并設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)的輪切功能函數(shù)庫，用戶使用時(shí)只需按照輪切機(jī)械模型，圖5-7所示。
將相關(guān)機(jī)械參數(shù)設(shè)定在旋切功能塊的變量里面，如圖5所示，然后并按照在流程啟動(dòng)功能塊函數(shù)，便可實(shí)現(xiàn)輪切工藝要求。輪切循環(huán)流程及功能塊函數(shù)如圖6,7所示。
圖5 輪切機(jī)械模型
圖6.輪切功能塊函數(shù) 圖7 輪切功能流程圖
2.5.簡便的運(yùn)動(dòng)程序編輯和管理
DVP-10MC運(yùn)動(dòng)程序的編輯可借由canopenbuilder實(shí)現(xiàn)。由于DVP-10MC的運(yùn)動(dòng)指令均采用功能快指令，所以用戶只需要對(duì)功能塊的輸入輸出變量進(jìn)行定義，如圖8-9所示。
圖8 絕對(duì)定位指令 圖9 相對(duì)定位指令
對(duì)于運(yùn)動(dòng)指令的編輯，采用集中管理模式，只需使用canopenbuilder軟件，便可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，功能塊編輯，程序規(guī)劃，以及電子凸輪曲線的編輯，如圖10所示。
圖10 運(yùn)動(dòng)指令編輯軟件
3 應(yīng)用領(lǐng)域
DVP-10MC高速運(yùn)動(dòng)指令處理能力、豐富的電子凸輪功能以及專設(shè)的輪切功能函數(shù)，使其可以滿足食品包裝行業(yè)的工藝要求。而其卓越的同步控制功能，同樣可以應(yīng)用同步印刷、醫(yī)藥同步灌裝自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)，并可有效提高行業(yè)設(shè)備的效率和行能。此外，智能化的函數(shù)功能塊，便捷的程序管理和編輯軟件，可減少用戶的程序開發(fā)時(shí)間，極大地縮短設(shè)備的上市時(shí)間。(e
