S7-200 SMART在双面贴标机上的应用

时间：2024-09-21

贴标机(Labeller)

是将成卷的不干胶纸标签（纸质或金属箔）粘贴在PCB、产品或规定包装上的设备。产品的型式一般分为直线式贴标机和回转式贴标机。广泛应用于食品、、化妆品、日化、电子、五金、塑胶等行业。

贴标机的结构简单，但对伺服的动态性能要求很高，在短时间内完成定位，一般一台贴标机中有一台伺服，基本功率为0.4和0.75Kw，西门子S7-200 SMART系列PLC和SINAMICS V90伺服在贴标机行业中有广泛的应用，一般采取的配置方案如下为：S7-200 SMART + V90 PTI + V20 + SMART LINE。

小贴士

硬件及软件需求

1. 硬件要求

SIMATIC S7-200 SMART V2.7产品家族

2. 软件要求

STEP 7-Micro/WIN SMART V2.7

SIMATIC WinCC Flexible Smart V4 SP1

S7-200 SMART编程实现

控制工艺介绍

贴标机产品型式很多，本文主要讲述的是制药行业的圆瓶贴标机，其主要的系统构成如下：

根据其工作原理，一般送标机构采用伺服进行定位送标控制，S7-200 SMART V2.7版本发布后，可以采用两种方案来实现：

方法一

使用PLS指令控制，检测到色标后立即停止送标，在这种控制方式下，一般要求可以通过机械装置或者参数设置来调整色标光电位置来调整色标的伸出长度。

方法二

使用PLS指令或者GOTO指令，采用驰功能，检测到色标后，继续运行一个距离，通过这种方式可以方便设置色标的伸出长度。

本文中是按照种实现方式来工作的，其工作原理为当系统启动后，通过一个贴标检测光电开关检测当有药瓶通过时，延时启动送标伺服送标，而当色标光电检测到色标时，运行一定距离后立即停止伺服输出，完成一个贴标过程，贴标完成后根据实际情况开始启动打印生成日期等，然后等待下一个药瓶经过，贴标机的基本工艺流程图如下：

控制程序

S7-200 SMART CPU控制程序中主要编写了Communication子程序、 LableControl子程序、IOinterface子程序、InitializePLS子程序和DataScaling子程序。

其中

Communication子程序主要实现和各个变频器的通信，用于启动变频和设定频率；

LableControl子程序主要负责控制贴标机的生产工艺过程

InitializePLS子程序库主要用于设置PLS多段速的应用

IOinterface子程序主要负责IO接口对接

DataScaling子程序负责数据标定功能

Communication子程序

该子程序主要实现了和各个变频器V20之间的Modbus-RTU的通信，通过该子程序可以控制各个V20的启动、停止和设定频率等功能，以满足不同速度的工况需求。

LableControl子程序

该子程序主要实现贴标机的工艺生产过程，包括系统信号处理、物料检测、延时处理等，也可以通过该子程序和HMI实现人机交互。

InitializePLS程序库

该程序库为PLS指令多段应用，可以把设置的脉冲和频率拟合成多段曲线，通过曲线拟合可以实现平稳加减速以减小机械冲击，特别适合于一些需要短距离、高频率的应用场合，而本应用中可以设置的脉冲数量比实际运行需要的脉冲数量略大，这样当碰到色标需要PLS立即停止时可以在PLS的减速阶段停止，进而减小因机械惯性引起的定位偏差，也可以改曲线的拟合关系以适应不同工况需求。

IOinterface和DataScaling子程序

通过IOinterface和DataScaling子程序，可以实现程序变量和现场IO的数据交互，故障报警处理和数据计算等。

中断子程序

通过中断子程序，可以实现当检测到色标信号的上升沿，启用IO硬件中断功能，立即停止PLS脉冲输出，硬件中断可以提高系统响应速度。

基于精彩触摸屏的贴标机画面样例

贴标机触摸屏样例程序使用的是7寸精彩触摸屏，通过触摸屏和PLC程序通讯，实现贴标机设备的操作和状态显示。

画面组态

该样例基于精彩触摸屏的画面模板套件进行组态。模板画面中拖拽使用库中的标题栏和一级导航栏创建画面基本结构。并从库中的画面样式中拖拽通用画面到项目树中，该样例中包含了画面概览、参数设置和报警信息画面。

拖拽完成后，对按钮文本及系统函数进行简单的修改即可快速完成画面的结构。

终画面的结构分为标题栏、导航栏及画面内容。

标题栏可以显示项目的名称及时间，导航栏可以实现不同主画面之间的切换。

画面概览

画面概览为项目的主起始界面，共分为3大块。

部分用来显示设备的生产状态，包括产量和生产速度。

二部分为设备操作部分，可以进行设备启停和清零等操作。

三部分为基本参数显示部分，可以显示传送带、覆标和分瓶器的速度和电流等。

参数设置

参数设置界面主要设置贴标机输送、贴标、出标和分瓶等频率，也可以设置出标延时、压印时间和标签长度等。

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词条
词条说明
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