台达运动控制器在食品医药行业中的应用

本文主要介绍了台达高性能网络型运动控制器DVP-10MC在食品医药行业中的运用。DVP-10MC是台达自主研发的基于CANopen现场总线的多轴运动控制器，支持多种协议，极大方便了使用者对项目进行快速开发。其标准的轮切和飞剪功能库函数、丰富的凸轮函数可以满足食品包装以及医药同步灌装的应用需求。

随着国内食品包装行业的迅速发展，用户对包装机械的性能也提出了更加苛刻的要求，包装机械的高精度、高效率已成包装机械厂家考虑的重要指标。而全球金融危机的困境中，国内包装市场的仍获得了稳步增长，使得国外包装机械厂家不惜消减利润，挺进中国包装市场，从而使低成本、高稳定性成为国内包装机械的又一重要性能指标。

鉴于包装机械用户最高精度、高效率、低成本、高稳定性的要求，台达作为专业自动化产品生产厂家，为食品包装机械控制系统量身定做了一款高性能网络型运动控制器DVP-10MC。DVP10MC11T是台达自主研发的基于CANopen现场总线的多轴运动控制器，它遵循CANopen DS301基本通讯协议，也支持CANopen DSP402运动控制协议，同时还支持大部分PLCopen组织所定义的运动控制标准功能块库，极大方便使用者快速的入门，快速的进行项目开发。针对食品包装行业，DVP-10M提供标准的轮切和飞剪功能库函数，以及丰富的凸轮函数可以满足印刷，以及医药同步灌装的应用需求。

1 DVP-10MC系统架构及产品简介

作为一款专用的运动控制器，为了提高系统对指令的处理，DVP-10MC特采用两颗芯片CPU，一片负责逻辑控制，另一个负责运动指令处理。如图1所示。

图1 控制架构图

DVP-10MC具有绝对的高速以及独立的运动控制芯片；采用4轴同步控制，同步周期仅为1ms。DVP-10MC内建电子凸轮功能，用户可自由规划8条不同的凸轮曲线，每条曲线可细分2048点，三次曲线处理功能，使得机械运转更加平顺；内建飞剪功能模型，用户不必进行复杂的计算，只需输入必要的机械参数，控制器便可自动生成飞剪曲线，并可自由规划同步区角度；支持凸轮曲线的缩放，设备规格切换一“键”即变；内建虚轴功能，凸轮从轴的控制随心而欲；支持位置高速抓取，响应最短仅为5um,系统的纠偏更及时；已预先为客户做好所有伺服驱动器的参数映射，从站参数和状态的读取简单易行；配置高速浮点运算处理器(150 MHZ),可胜任各种复杂运动控制任务。

而其强大的现场网络支持（DeviceNet主从站、CANopen主从站、Profibus-DP从站),可组建功能复杂的控制系统。

2 DVP-10MC的功能特点

2.1 支援多种网络总线

DVP-10MC自带canopen主站功能，可以直接连接canopen从站设备；主机自带以太网、编码器采集接口、硬体高速输入输出接口。同时支援左侧和右侧扩展，通过左侧扩展，可以连接profi-bus和devicenet网络模块，进而实现各种不同工业网络的控制，如图2所示。

作为一款支持总线的运动控制器，其相对与以往传统的脉冲控制而言，不仅配线大大简化，而且效率得到提升。

图2 网络应用架构图

2.2 优越的同步控制

同步控制的基准为同步时钟信号，如图3所示。

如果系统分别下达命令给轴1,2,3，但由于同步信号未到达，所以即使下位设备的命令并未被激活；只有当收到同步信号后，命令才会被激活，以此确定3台设备的相同的命令执行起点，从而实现多个下位设备的同步控制。

图3 同步处理机制示意图

2.3 丰富的电子凸轮功能

DVP-10MC支持电子凸轮功能。电子凸轮主要三个库函数组成，分别为凸轮表选择功能块、凸轮啮合控制功能块和凸轮脱离控制功能块，如图4所示。

用户使用标准函数库即可实现不同凸轮曲线的切换，并控制从轴与主轴的啮合和脱离，最多可以建立8条凸轮曲线。

图4 凸轮功能块和状态图

2.4旋切飞剪功能

为了满足食品包装行业的要求，DVP-10MC内建轮切飞剪模型，并设计有标准的轮切功能函数库，用户使用时只需按照轮切机械模型，图5-7所示。

将相关机械参数设定在旋切功能块的变量里面，如图5所示，然后并按照在流程启动功能块函数，便可实现轮切工艺要求。轮切循环流程及功能块函数如图6,7所示。

图5 轮切机械模型

图6.轮切功能块函数 图7 轮切功能流程图

2.5.简便的运动程序编辑和管理

DVP-10MC运动程序的编辑可借由canopenbuilder实现。由于DVP-10MC的运动指令均采用功能快指令，所以用户只需要对功能块的输入输出变量进行定义，如图8-9所示。

图8 绝对定位指令 图9 相对定位指令

对于运动指令的编辑，采用集中管理模式，只需使用canopenbuilder软件，便可实现网络组态，功能块编辑，程序规划，以及电子凸轮曲线的编辑，如图10所示。

图10 运动指令编辑软件

3 应用领域

DVP-10MC高速运动指令处理能力、丰富的电子凸轮功能以及专设的轮切功能函数，使其可以满足食品包装行业的工艺要求。而其卓越的同步控制功能，同样可以应用同步印刷、医药同步灌装自动化设备行业，并可有效提高行业设备的效率和行能。此外，智能化的函数功能块，便捷的程序管理和编辑软件，可减少用户的程序开发时间，极大地缩短设备的上市时间。

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