西门子SIMATIC T-CPU在玻璃印刷机械中的应用

    全自动高速穿梭式丝网印刷机，是针对汽车玻璃而专业打造的一款集连续自动上片、储片、精确定位、穿梭传输、自动印刷、出料检测、快速烘干、储片、二次精确定位、二次套印、高效烘干、自动下片为一体的高精度、高效率的新型玻璃印刷机。适合于大批量、高效、多色套印的家私、家电、产业等规则玻璃。特别适合轿车前后档、三角窗、侧窗和专业平板玻璃的大批量生产。

    多色印刷系统，采用独立多次精确定位。传输采用精确伺服系统控制，穿梭传动实现快捷传输。

    选择配置自动上片系统，自动储片系统，自动下片系统，UV或IR干燥系统。

    一、工艺介绍

    1.手动预定位

    定位气缸上升，人工完成放片，左右定位启动，完成预定位，上升气缸左右定位气缸复位，启动输送至于储片机。

    2.储片机

    玻璃进入储片机，不需储片时，此机作为输送段，储片启动时有两个感应器(最大玻璃与最小玻璃)最大玻璃时，最小玻璃感应器不工作，反之最大玻璃感应器不工作。储片架每次上升距离为40mm，玻璃输送时储片架不能上升，下降。输送台有玻璃片储片架不能下降，储片架下降完成启动输送至精定位。

    3.精确预定位

    玻璃片进入精定位，感应器感应到玻璃，输送停止。定位托架上升（气缸驱动）此二项动作同时进行，托架上升机头下降完成，伺服电机启动。开始精定位，精定位完成，穿梭输送上升（气缸驱动）上升完成，启动真空泵，完成吸附玻璃，伺服电机复位，定位托架下降，精定位机头上升，穿梭输送启动送至印刷机。

    4.印刷主机

    玻璃进入印刷机，穿梭输送停止，真空吸附关闭，穿梭架下降重新复位到预定位，与此同时台板吸风启动，印刷机头下降，刮刀气缸下降，印刷启动，离网启动，离网距离可自行设定，印刷完成，防滴墨气缸启动，离网复位，机头上升，刮刀上升，回油刀气缸下降启动回油，印刷完成的同时，吸风停止，穿梭架上升，真空泵启动，穿梭架输送开始送至出料擦墨。

    5.擦洗网版

    擦洗网版时，松开锁紧气缸，抽出网版，推入网版时感应开关感应到网版，启动锁紧气缸完成网框定位。

    6.出料擦墨

    玻璃进入出料擦墨机，不需擦墨时此机作为传送带，擦墨启动时，机头锁紧气缸松开，机头输送启动，卷纸启动，输送卷纸完成，吸风启动，（气缸）机头下降，刮刀气缸下降，下降完毕，启动印刷完成擦墨，吸风停止，机头上升，机头输送启动。输送完成，机头锁紧气缸启动，完成机头复位。

    7.灯箱检测机

    玻璃进入灯箱检测机，不需要检测时此机作为输送段，需检测时，斜转架上的气缸升起，斜转架启动，当转动至30°时，检测灯箱开启，转动灯箱，检测玻璃时不影响玻璃输送，检测完成，灯箱启动复位，斜转架下降，斜转架下降时输送台上不能有玻璃片。

    二、控制系统构成

    整个机器多达7处需要精确的定位控制，有两个轴（印刷轴和离网轴）需要作凸轮盘同步控制，而且根据印刷的玻璃大小，凸轮盘要求很方便的通过人机界面改变凸轮形状。

    SIMATICCPU315T-2DP集成逻辑控制和运动控制功能，它做运动控制最多可以控制8个轴、16个凸轮盘，有两个通讯口，其中一个是ProfibusDP（DRIVE）口，速度可达12Mbits/sec，通讯是采用ISOCHRONEMODE（等时同步）模式。ISOCHRONEMODE是PROFIBUSDP通讯的新技术，它可以使PROFIBUSDP的总线周期保持恒定，从而可以大大提高通讯的稳定性，提高传动控制系统的稳定性和精度。IM174和ET200均连在此口下，以满足运动控制工艺的要求。另外一个通讯口是标准的MPI/DP口，速度可达12Mbits/sec。用于连接到上位机PC、HMI和其他标准的DP从站。用户可以通过该通讯口，连接标准的ET200进行S7-300PLC功能的扩展。

    在以往我们都会选择FM353或者FM354做定位，而做凸轮盘就要使用FM357-2，但是这种方案成本较高且编程很繁杂，使用、调试的工作难度也很大。如果选用SIMATICT-CPU通过IM174模块控制第三方伺服，只需要一个CPU315T-2DP和2块IM174就够了，还有一个通道可以用来作测量?墨纸输送长度。这个方案及满足力系统所需要的运动控制功能，又大大的降低了成本并且大大的简化了编程和调试工作，缩短了系统开发周期。

    三、控制系统完成的功能

    可见该系统需要一个可以在HMI就可以改变形状的凸轮盘，在SIMATICT-CPU凸轮盘清除和生成功能正好可以非常容易地解决这个技术难题。

    四、项目的实施与运行

    该系统从设计到调试，一共花了一个多月的时间，实现了客户要求的所有功能，整机印刷速度达到12片／分钟。

    五、应用体会

    1.之前我使用过西门子的SIMOTIOND425运动控制器，这次选用的西门子SIMATICT-CPU运动控制器。这两个控制器的运动控制功能都是一样的，因为它们都是采用西门子SIMOTIONKernel软件内核，但在使用上却有很大的区别。

    2.SIMOTION采用专门的编程语言MCC、SCL、等，需要很长一段时间去适应和学习。SIMATICT-CPU是一个标准的S7-300CPU，简单地通过集成在STEP7环境下的工艺软件包（S7Technology）来配置和编程，是工程师所熟悉的S7-300PLC的编程语言环境，例如：梯形图LAD，STL，FBD，S7-SCL，CFC，SFC，S7-GRAPH。

    工程师初次应用时，不用经过技术培训，上手使用就非常迅捷。

    3.SIMATICT-CPU可以很方便的同上位机通讯，跟以往用S7-300PLC一样，非常轻松就可以把位于SIMOTIONKernel内核的各个伺服轴数据显示上来。当逻辑控制需要轴的数据时，可以直接从轴的数据块DB中找到，非常方便。在SIMATICT-CPU中轴的配置和SIMOTION是一样的，运动控制的程序编写/>4.因为SIMATICT-CPU是一个标准的S7-300PLC逻辑控制器，所以在拥有了运动控制功能的同时，依然保留了强大的PLC逻辑控制功能，SIMATICNET通讯功能，而且非常容易实现。而采用SIMOTIOND作为控制器时，编写逻辑控制程序时非常复杂难以实现。例如，做一个定时功能，在PLC中仅仅调用一个指令就可以实现了。但是，在SIMOTION中做一个定时功能，需要调用一个复杂的功能块。当想用SIMOTION来编写一些标准块时，更是难以实现。

    5.当定位要求不是很精确、动态响应很迅捷的时候，使用SIMATICT-CPU通过控制变频器，就可以完成定位功能。这样，更是大大降低了OEM厂家的设备开发成本。

 来源：中国玻璃网