1. 硬件要求

ST20/ST30/ST40/ST60固件版本V2.8

SINAMICS V90 PTI伺服驱动器

SINAMICS V20 变频器

2. 软件要求

STEP 7-Micro/WIN SMART V2.8

V-ASSISTANT V1.06

控制思路

测量灌装针到达灌装起始点需要的时间t

如下图2所示，在检测开关①处检测到瓶子后，通过编码器或者定时器结合传送带线速度，计算出瓶子前进的距离。当瓶子运行到位置②处，灌装针从原点启动，在瓶子行进到位置③处之前，灌装针线速度和瓶子的线速度达到一致。在灌装起始点（位置④），开始灌装，在位置⑤完成灌装，灌装针返回到原点。

图2

   上述控制逻辑的难点在于

如何确定位置②，换个角度就是说，如何满足灌装针在运行到位置③时，灌装针的线速度等于传送带速度，并且灌装针和瓶子的位置关系能满足灌装要求。

S7-200 SMART PLC控制V90伺服驱动器，运动控制的重复精度很高，可以理解为，每次灌装针从原点启动，到运行至位置③处，需要的时间t是相同的。

因为灌装时，灌装针和瓶子的线速度相同，所以要确保在位置③之前，灌装针已完成加速阶段，进入匀速运行阶段。为确保灌装针在位置③之前就已经进入匀速运行阶段，可将位置③设置在尽量靠近灌装起始点（位置④）处，位置③和位置④可以直接作为同一个位置使用。

图3

接下来就要计算出灌装针从原点运行到位置③或④处所需要的时间，有两种模式供选择，因为只能选择其中一种，所以这两种方法计算出的时间，统一用符号t表示。

mode=1

通过编码器判断灌装针行进到了灌装起始位④；

mode=2

通过检测开关2判断灌装针行进到了位置③

本应用案例中，在周期时间为1ms的定时中断中执行Axis_GOTO指令，触发Axis_GOTO指令后，开始计时：

  mode =1时  

使用HC0值换算得到灌装针的实际位置，当灌装针的实际位置≥灌装起始点时，得到时间t。

  mode =2时  

检测开关2到来时，停止计时，这样即可得到时间t。不考虑其他的误差，单纯考虑计算方法，时间t的测量误差，理论上小于1ms。

Axis_GOTO指令的速度给定值为传送带速度给定值，位置给定值可根据机械设置，只要保证机械安全，不发生碰撞，并且能有充足的时间完成灌装即可。

生成灌装针启动命令

生成灌装针的启动命令，也有两种模式。

mode =1

通过检测开关1+编码器判断瓶子的位置；

mode =2

通过检测开关1+定时中断+传送带给定速度计算瓶子的位置

下面结合图4介绍这两种模式，图4中时间t由章节2.1中使用时间测量模式2这种方式计算得到。也就是说，t对应的是灌装针从原点运行到检测开关2处所需的时间。

mode =1时

设传送带的线速度为v，测量得到时间t后，L1=v*t+ΔL，位置①和④之间的距离L可直接测量，则L2= L-L1 = L- v*t- ΔL。

使用HC2值换算得到瓶子经过检测开关1后行进的距离，当瓶子的行进距离≥L2时，启动灌装针。

mode =2时

使用定时中断计算，瓶子经过检测开关1后，行进的时间t1。通过v*t1计算瓶子的行进距离，瓶子的行进距离≥L2时，启动灌装针。

图4