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我廠從德國某公司進(jìn)口了一套高速硬盒卷煙包裝機(jī)組，RC是該機(jī)組的透明紙小盒包裝機(jī)，其電氣控制為獨立的計算機(jī)控制系統(tǒng)，插接模塊、變頻器等器件安裝在機(jī)器上，為機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)。在實際使用中，原電控系統(tǒng)存在備件采購困 難，上位機(jī)為英文操作界面等缺點，且變頻器也多次出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)，對其電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行國產(chǎn)化改造非常必要。為此,我們決定采用PLC控制系統(tǒng)替代原RC的計算機(jī)系統(tǒng)。

1系統(tǒng)組成

PLC選用某公司中型、高速可編程 控制器，其基本指令執(zhí)行時間為0.1俸;選用NT631C彩色液晶觸摸屏作為上位機(jī)，通過RS232C 口與PLC通訊。

PLC系統(tǒng)由CPU底板及擴(kuò)展底板組成。CPU底板配置3塊DC輸入模板，用于傳感器、按鈕等輸入；1塊高速DC輸入模板,用于軸編碼器輸入;1塊中斷輸入模塊;1塊DC輸出模板；3塊繼電器輸出模板。擴(kuò)展底板配置7塊溫度控制模板，1塊模擬輸出模板。

2系統(tǒng)功能

2.1操作方式

PLC控制系統(tǒng)的操作方式與原系統(tǒng)的操作方式一 樣，保留了按鈕開關(guān)、急停開關(guān)的原控制功能。

2.2角度控制

角度信號由絕對型軸編碼器（分辨率512度）產(chǎn) 生,編碼器輸出的9位格雷碼經(jīng)高速模板進(jìn)入 PLC,通過軟件處理得到與機(jī)械角度相一致的角度信號（分辨率1度）。角度信號是RC機(jī)器材料檢測、機(jī)械保護(hù)檢測的基礎(chǔ)，透明紙卷自動換紙及次品煙的剔 除也離不開角度的控制。

2.3 溫度控制

PLC系統(tǒng)采用7塊溫度控制模板對13路 加熱器的溫度進(jìn)行PID控制，保證了溫度控制的可靠 性。檢測加熱器的溫度值輸入到TC101,通過軟件設(shè)置加熱器的工作溫度和模塊的PID參數(shù)，模板根據(jù)設(shè)定的溫度使加熱器的溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度值上。每丄路加熱器的溫度控制都具有溫度自動報警 功能，當(dāng)加熱器的實際溫度小于或大于設(shè)定溫度15Y 時，機(jī)器自動停止,并在觸摸屏的故障顯示窗口自動顯 示具體的加熱器故障。

2.4透明紙檢測

當(dāng)透明紙檢測光電管在170 ~ 180。之間檢測不到透明紙時，機(jī)器制動停車。同時相應(yīng)的信號進(jìn)入移位寄存器，使無透明紙的煙盒在剔出口剔除。

2.5透明紙后部檢測

當(dāng)透明紙前后不對稱或后部光電管在正常角度檢 測不到透明紙時，機(jī)器制動停止。

2.6拉線檢測

拉線用盡、斷裂或拉線歪斜超出設(shè)置范圍時，機(jī)器 自動停止，相應(yīng)的次品煙在剔出口剔除。

2.7機(jī)械保護(hù)檢測

當(dāng)下述部件發(fā)生機(jī)械故障時,機(jī)器制動停止：

①轉(zhuǎn)塔輸入推板；②下折邊器;③煙盒提升器;④ 皮帶輸入推板;⑤轉(zhuǎn)塔輸出推板;⑥煙盒剔除器;⑦煙 盒分離器;⑧鉤煙棘輪;⑨保護(hù)門。

2.8電器保護(hù)檢測

當(dāng)電柜內(nèi)出現(xiàn)任何一路自動開關(guān)故障、斷路器故 障時，機(jī)器制動停止。

2.9加熱器的移動控制

機(jī)器停車后，長縫加熱器(3個)和兩端加熱器(4個)同時按各自的滯后時間通過電磁閥控制的氣動機(jī) 構(gòu)移開，手動盤車或機(jī)器運行時,加熱器合上。

2.10聯(lián)機(jī)控制

下游機(jī)FHZ停,RC停，主機(jī)DT停。DT正常時在RC上能啟動DT。RC在觸摸屏上有屏蔽FHZ和DT機(jī)的功能。

2.11主電機(jī)的速度控制

RC主電機(jī)為三相交流電機(jī)，由CT變頻器驅(qū)動， CT變頻器安裝在'機(jī)器上，機(jī)器運行狀態(tài)下的振動及灰 塵不可避免地影響到CT變頻器的正常運行。為此， 選用三墾變頻器(IHF5.5kW)替代CT變頻器，并安裝 在電控柜內(nèi)。

RC主電機(jī)的速度控制即為變頻器的頻率給定信 號的控制，變頻器的頻率給定采用外部模擬量控制方 式，根據(jù)RC輸入煙包通道的煙包情況,軟件系統(tǒng)使模 擬輸出模塊DA003輸出不同的等級電壓，從而有效地 控制RC的運行速度。RC有以下幾種速度：

1. RC低速。RC處于待料狀態(tài)，當(dāng)輸入通道上煙 盒輸入光電管處有煙，且速度檢測光電管1探測到有 煙時,RC延遲Is以低速運行。
2. RC高速。RC處于低速運行狀態(tài)，當(dāng)速度檢測 光電管2處有煙時,RC延遲Is后以高速運行。
3. RC與主機(jī)聯(lián)機(jī)高速。當(dāng)RC與主機(jī)聯(lián)機(jī)運 行,RC速度由(1).(2)遞增。當(dāng)RC高速運行1.2s后， RC速度轉(zhuǎn)為聯(lián)機(jī)高速運行，此時RC運行速度由主機(jī) 確定。為使RC聯(lián)機(jī)高速與主機(jī)匹配，軟件上主機(jī)增 加了速度給定值，以確保RC聯(lián)機(jī)高速要比主機(jī)速度 稍高一些。
4. RC聯(lián)機(jī)低速。RC處于聯(lián)機(jī)高速狀態(tài)，當(dāng)速度 檢測光電管2檢測不到煙盒時,RC立即變換到聯(lián)機(jī)低 速運行，此時的速度值為主機(jī)的給定速度值減去軟件 設(shè)定的數(shù)值，即使速度檢測光電管2處煙盒頻繁變化， RC速度也不致變化太大，從而保證了 RC的正常運 行。
5. RC待料停車速度。當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障停車，RC 輸入皮帶上煙盒未包完時，RC速度變換到RC高速、 RC低速；當(dāng)煙盒輸入光電管處有煙盒而速度檢測光電 管1處無煙盒時,RC速度變換到待料停車速度；當(dāng)煙 盒輸入光電管檢測不到煙盒時,RC滑行停止在設(shè)定的 停車角度，以保證轉(zhuǎn)塔模盒與長縫加熱器錯開一個角 度。
6. 手動速度。在觸摸屏按屏蔽主機(jī)按鈕，RC以 手動速度獨立運行。

2.12輸入皮帶電機(jī)控制

(DRC運行時，皮帶電機(jī)運行;RC停止，皮帶電機(jī) 停止。

2. 在操作面板上按皮帶電機(jī)啟動按鈕或RC啟 動按鈕，皮帶電機(jī)運行2s后停止。
3. 手動盤車皮帶電機(jī)運行，停止盤車皮帶電機(jī)延 遲2s后停止。
4. 主機(jī)DT啟動時，皮帶電機(jī)運行;DT停車，皮帶 電機(jī)延遲2s停止。

2.13透明紙軸卷更換控制

由包裝材料檢測傳感器檢測左、右盤透明紙是否 用盡，當(dāng)檢測到透明紙用完時延時2s產(chǎn)生請求換紙信 號,該信號使主機(jī)DT、RC速度降到低速運行,3s后使 卷盤電機(jī)運行，執(zhí)行換紙功能。當(dāng)按手動換紙按鈕時， 也能產(chǎn)生上述控制過程，同時換紙信號進(jìn)入移位寄存 器，使換紙?zhí)幩b的煙包在剔岀口剔除，保證RC的 包裝質(zhì)量。

2.14上位機(jī)

上位機(jī)采用某公司NT631C液晶彩色觸摸 屏，安裝在原顯示屏位置。其操作界面為中文界面，主 要功能有：

1. 展擬機(jī)器界面。該畫面為RC的整體結(jié)構(gòu)畫 面,RC的主要功能部件、生產(chǎn)工藝流程及傳感器位置 在畫面上可詳細(xì)表示出來。RC運行中故障停車，相應(yīng) 的故障點在畫面上以紅色閃爍表示，同時畫面下部自 動出現(xiàn)文字說明指岀具體的故障。
2. 故障查詢?？娠@示RC當(dāng)前存在的所有故障。
3. 維修窗口。該窗口供維修人員使用，輸入密碼 才能進(jìn)入,并可對以下參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或修改。角度參 數(shù):輸入推板（轉(zhuǎn)塔）；下折邊器；透明紙檢測；提升器; 輸入推板（輸出皮帶）；剔除器；煙盒垛分離器；煙盒剔 除;長邊加熱器退離；兩側(cè)加熱器退離；拉線加熱器退 離;煙盒止動器。速度參數(shù):RC高速;RC低速。

（4） 數(shù)據(jù)統(tǒng)計窗口。RC數(shù)據(jù)統(tǒng)計有以下內(nèi)容:停 機(jī)時間；運行時間；合格煙盒數(shù);剔除煙盒數(shù)；RC停機(jī) 次數(shù)。

（5） 溫度窗口?？娠@示RC共13路加熱器的設(shè)定 溫度和實際溫度,并可對設(shè)定溫度進(jìn)行設(shè)置和修改。

3改造效果

整個系統(tǒng)在保持原有的控制功能基礎(chǔ)上,增加和 改進(jìn)了部分功能，如煙盒入口檢測，避免了以往兩盒煙 同時進(jìn)入或無煙盒不停機(jī)狀況，大大增強(qiáng)了機(jī)器的保 護(hù)功能，并為今后完善功能預(yù)留了多個接口。改造采 用的所有電器元件均為通用元件，易于采購，系統(tǒng)接線 線號清晰明了，方便了日常維護(hù),整個系統(tǒng)運行效果良 好。