运动控制

德瑞斯D800矢量控制变频器在食品包装机上的应用

2014年12月04日

　　1、引言

　　我国食品包装机起步于上个世纪70年代末，年产值只有七八千万元，产品品种仅有100多种。近5年来食品和包装机械行业每年以11%～12%的平均增长速度发展，高于同期国民经济增长速度。包装机水平上了新台阶，出现了规模化、成套化、自动化。

　　高科技技术成果应用，使用机电一体化，操作简便化，控制程序化到完美体现。枕式全自动包装机应用广泛，适应性强，可用于饼干、方便面、糖果、雪糕及其它小食品包装，也可用于医药、零部件、纺织、轻化和日用品包装。

　　2、工艺要求

　　食品包装机主要完成成型、定位、包装和封口等功能;

　　袋长在开机、停机以及调整包装袋数时都能够保持一致;

　　核心控制元件要性能稳定，响应速度快;

　　设备能适应复杂的工作环境。

　　3、控制原理

　　(1)、电气系统组成

　　电源采用三相五线制(或三相四线制)380V/50Hz供电，消耗功率约为5kW。

　　主机的电气系统主要由三部分组成，可编程控制器(PLC)和D800矢量控制变频器调速为核心的控制部分及加热控制部分。

　　(2)、全自动枕式食品包装机工作原理

　　加热系统

　　系统接通控制柜电源后，即可选择进行加热。加热器采用48V安全电压，设定需要的加热温度后，一般大约需20min即可达到设定的温度。

　　运行及速度设定

　　主机采用D800矢量控制变频器进行调速。变频器调速的实现由端子电位器R1设定运行速度。通过外接速度仪表显示的是电机的转速。

　　追踪系统

　　追踪系统是包装机的控制核心，由PLC程序控制，该系统可根据被包装物品的形状和大小精确定位，采用正反向双向追踪, 进一步提高了追踪精度。对包装材料在生产过程中出现的误差及时发现，同时准确地给予补偿和纠正, 避免了包装材料的浪费。机器运行后，薄膜标记传感器不断的在检测薄膜标记(色标)，同时机械部分的追踪微动开关检测机械的位置, 上述两种信号送至PLC，经程序运算后，由PLC的输出控制追踪电机的正反追踪。检测若在追踪预定次数后仍不能达到技术要求, 可自动停机待检，避免废品的产生。

　　食品包装机对变频器调速的要求

　　食品包装机所用传动系统虽然应用功能比较简单，但对传动的动态性能有较高的要求，系统要求较快的动态跟随性能和高稳速精度。因此必须考虑变频器的动态技术指标，选用D800系列高性能变频器才能满足要求。

　　(3)、控制原理图

　　直流制动电阻端子P+、PB外接制动电阻R0，使系统在停车时，实现瞬间安全停车;

　　控制回路输入端子中，X1为运行信号，接收来自PLC的输出信号，变频器按设定频率正转运行; X2接收来自PLC程序控制输出的点动信号，变频器实现点动运行;

　　频率给定由安装在电控柜上的电位器R1进行设定，方便现场操作工根据生产需要进行调速;

　　控制回路输出端中, FR/A和FRC为变频器运行指示，Y2+和Y2-为故障输出端子, 当变频器故障时，PLC接收故障信号，程序控制系统报警及自动停车。