1. 引言
炸药填充包装机用于乳化炸药类产品的生产线填充和包装。作为机电一体化产品，填充包装机对控制系统可靠性要求很高，同时要求维修和使用方便。通过同类自动化比较，最后选用台达工业自动化产品平台作为该包装机的全系列核心控制系统。
该控制系统方案基于人机界面、PLC、伺服系统等产品的系统集成，借助其产品的数据通讯功能能够很灵活地构造控制方案。
本文重点讨论如何利用伺服的通讯功能和pr单轴定位功能来实现伺服的运动控制和产品数据交换。
应用产品：博美德控制器 博美德驱动器 博美德伺服电机 博美德行星减速机
2. 机械结构和工艺要求
2.1 原理结构
炸药包装机是炸药生产线上的关键性设备，主要由工位旋转定位机构和伺服电机驱动装置组成。伺服电机带动1:40的行星减速机，驱动旋转定位机构每次旋转90°。到位后，配合外部气缸等一系列动作，完成一个循环的炸药的填充和封装。机械结构如图1所示。
2.2 工艺要求
⑴ 伺服高定位精度，要求每次定位不超过4个脉冲。
⑵ 封装高速度，能够配合前端灌装生产线的送料速度，实现旋转定位机构旋转速度1~50r/min可以任意调节。即电机速度在0~2000rpm可调。
⑶ 具有原点回归功能。
⑷ 能够在人机界面上直观的显示伺服的工作状态和故障信息。
3.包装机电控系统设计
3.1 控制系统的硬件配置和架构
通过对整个机械工艺特点和功能要求的分析，确定程序控制单元采用台达小型运动控制性能突出的EH系列 PLC实现，人机界面选用博美德POWER R 7寸触摸屏作为监控单元.
3.2单轴定位模式控制模式应用
单轴定位控制方式是中，电机旋转的定位角度和伺服速度分别由内部位置寄存器和速度寄存器确定。具体应用如下：
⑴ 位置寄存器内数值赋值马达的位移距离。
⑵ 速度寄存器内数值赋值马达位移此段距离，马达需要速度设定。
⑶ Trigger 命令触发信号上升沿给定，伺服马达按照寄存器规划运动输出定位完成信号。马达的加减速曲线可由参数规划。
3.4 填充机伺服运动的实现
⑴ 伺服电机经过1：40减速机带动旋转定位机构每次旋转90°，则马达每次需要旋转10圈整。设定伺服参数内部位置高位指令设定参数=10。
⑵ 速度寄存器=人机设定速度值×40，由HMI设定旋转定位速度1~50，因为涉及1：40的减速关系，故可以通过HMI宏指令数学运算完成后通讯到给定伺服寄存器。
⑶ 马达运转命令触发DI信号Trigger信号由PLC输出点给定，启动伺服马达运转。
⑷ 马达运转10圈后，到达完成90°定位后会停止下来。驱动器会输出DO信号定位完成信号给PLC输入点，用来控制其他外部电气回路动作。
3.5 伺服回原点动作的实现
区别于一般的PLC脉冲控制方式检测外部传感器开关而言，伺服马达回零动作规划均由伺服驱动器参数设定规划，PLC不需发送脉冲即可完成，并可以定位于编码器的Z相脉冲，定位精度高
3.6 伺服和HMI人机界面间的数据交换
博美德伺服与博美德控制器之间使用CANopen总线或者RS232实现数据的快速交换。
4.结束语
相对于传统伺服位置控制，包装机工艺数据由人机界面设定，伺服独立完成，无需使用专用PLC定位模块即可实现高精度的运动定位控制，成本低。配线简单，数据通讯控制不会存在命令脉冲受到干扰和脉冲丢失问题控制可靠。马达速度寄存器设定，0~2000rpm任意可调，无需修改PLC指令脉冲频率，突破了PLC定位模块200K脉冲发送能力的瓶颈。伺服驱动器自带的原点回归功能，设置简单，可以定位于编码器Z相零位，定位精度更高。便捷的通讯方式，可以通过HMI对伺服所有参数和伺服工作状态实时监控，界面直观，维护便捷。
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