雖然全球經(jīng)濟仍舊沒有徹底擺脫危機的影響，但是隨著中央鼓勵刺激經(jīng)濟發(fā)展的四萬億政府投資以及中央擴大內需等經(jīng)濟政策的有效實行，中國經(jīng)濟實現(xiàn)了觸底V型反彈，尤其是民生行業(yè)，如牙膏、香皂、化妝品等生產(chǎn)制造企業(yè)，市場需求逐漸旺盛，化妝品廠家也要抓住時機，加緊引進設備，逐步恢復或者擴大生產(chǎn)，以滿足市場需求。目前，化妝品灌裝生產(chǎn)設備的自動化程度愈來愈高，根據(jù)產(chǎn)品加工工藝不同，會應用到不同種類的工業(yè)自動化產(chǎn)品，如人機界面、PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)、編碼器、溫控儀表等各類產(chǎn)品。本文論述的化妝品灌裝機就是一個很好的臺達自動化產(chǎn)品整合應用案例。
        化妝品灌裝設備可以實現(xiàn)自動進管、灌裝、封管、切尾、吹屑等一系列生產(chǎn)工藝動作，生產(chǎn)效率較高，可達100支/分鐘，產(chǎn)品為潔面乳液。更換料杯和灌裝頭等組件，還可以生產(chǎn)其他類型的產(chǎn)品，如牙膏、洗發(fā)水等日用品�？刂葡到y(tǒng)技術方案配置見表1。

        圖1  控制系統(tǒng)技術方案

        設備采用臺達DOP-A系列10.4寸人機界面作為上位機，可以設定和顯示設備運行動作和工藝參數(shù)，主控器采用臺達Slim系列PLC，12SC11T PLC具有高速脈沖輸入和高速脈沖輸出功能，可以采集主軸旋轉編碼器AB相脈沖信號，通過PLC程序處理換算為主軸旋轉速度值，脈沖信號值還是設備其他工藝動作關鍵的時域變化參考量值。二軸高速脈沖輸出同時驅動二套伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)待灌裝管體快速旋轉，色標傳感器檢測到管體尾端標志后，伺服驅動器立即停止，從而實現(xiàn)了光電定位動作。通過調整主軸旋轉變頻器的運行頻率，可以改變設備主凸輪軸的轉速，從而改變設備產(chǎn)品加工效率。
        下面根據(jù)人機界面畫面程序，介紹設備各種工藝動作。
        調試設備，首先要設定好主機時域參數(shù)，這些參數(shù)決定了相關工藝動作的時序以及起止，所謂主機時域參數(shù)，是根據(jù)主凸輪軸軸端編碼器旋轉一周產(chǎn)生的脈沖數(shù)，PLC采用二倍頻AB相計數(shù)，編碼器1000線，那么主凸輪軸旋轉一周脈沖數(shù)為2000，當系統(tǒng)檢測到零位開關信號后，計數(shù)值清零，重新測量下一周的脈沖數(shù)，以此類推。在每周0～2000的數(shù)字范圍內，劃分了若干個小的區(qū)段，定義為主機時域參數(shù)，PLC程序根據(jù)不同時域范圍，以便執(zhí)行不同的工藝動作。時域參數(shù)設定畫面如圖2所示。

        圖2  時域參數(shù)設定畫面

        設備調試完成后，用戶進入操作畫面，啟動設備主軸旋轉，設備自動進行進管、灌裝、封尾、切尾、吹屑等加工動作，實現(xiàn)化妝品灌裝封裝等工藝。畫面如圖3所示。

        圖3 操作畫面

        首先設定變頻器運行頻率，按下啟動按鈕，主軸料杯輪盤開始選裝，根據(jù)設定的時域參數(shù)，依次進行多個工位動作，首先進管動作，空管裝入料杯中（模具），下一步進行檢管，也就是檢測料杯是否裝入空管，下一步進行光電定位，確認空管方向，保證封尾時，管體正反面文字對稱，定位完成后進入灌裝工位，灌裝完畢后，進入封尾工位，安裝前面的光標檢測定位位置，進行高位熱塑封管，然后切處管尾，最后吹屑工位，清理干凈后人工裝箱。
        設備出現(xiàn)故障問題后，彈出報警畫面，提示操作人員檢查相關部分，如圖4所示。

        圖4 報警畫面

        生產(chǎn)管理畫面可以顯示一個工作日內三個生產(chǎn)班次的產(chǎn)量信息，分別統(tǒng)計顯示班產(chǎn)量、日產(chǎn)量，以及近三天內的產(chǎn)量，有效地提供個生產(chǎn)管理者控制生產(chǎn)進度和產(chǎn)量。人機畫面程序如圖5所示。

        圖5 生產(chǎn)管理畫面

        PLC控制程序通過COM2口通訊程序，RS485通訊方式，傳送人機界面設定的頻率指令和運轉指令，實現(xiàn)通訊控制變頻器運行，提高了設備自動控制水平。值得一提的是，PLC控制程序巧用SFTL指令，將設備相關連續(xù)的工位工件狀態(tài)信息依次傳遞給后續(xù)工位，以便執(zhí)行相應的工藝動作，事實驗證，程序簡便而且滿足設備技術要求。比客戶之前應用的程序要穩(wěn)定可靠。
        根據(jù)客戶設備技術要求，中達電通可以提供給客戶成熟可靠的系統(tǒng)控制方案，憑借著臺達成熟可靠的自動化產(chǎn)品，再加上提供給客戶完善的現(xiàn)場調試等技術服務，化妝品灌裝設備獲得了成功開發(fā)，而且為客戶解決了設備急于出廠的關鍵問題，調試成功后，客戶比較認可臺達產(chǎn)品和服務，后續(xù)其他類型的灌裝設備都將采用臺達自動化產(chǎn)品作為首選品牌。實踐再次證明，中達電通是設備制造OEM客戶良好的合作伙伴。
        作者簡介：
        孫承志，男，出生于1979年10月，畢業(yè)于吉林化工學院，工業(yè)自動化專業(yè)，現(xiàn)任中達電通股份有限公司高級應用工程師，主要從事臺達全系列自動化產(chǎn)品技術支持、售前技術培訓、根據(jù)行業(yè)和設備特點提供整合應用技術方案、幫助客戶編程調試，有著豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗。