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0755-88840386發(fā)布時(shí)間:2020-06-12 09:55:17 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
控制系統(tǒng)是包裝機(jī)械的重要組成部分,它的 作用在于對(duì)整個(gè)自動(dòng)工作循環(huán)進(jìn)行控制和協(xié)調(diào), 包括:使各種包裝運(yùn)動(dòng)按一定順序進(jìn)行;必要的壓 力、溫度、時(shí)間、速度的調(diào)節(jié)及其控制,各種質(zhì)量檢 測(cè),自動(dòng)安全保護(hù),自動(dòng)計(jì)量、計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn);物料的 供停,故障的自動(dòng)報(bào)警等控制。常規(guī)控制系統(tǒng)有: 機(jī)械式、氣(液)動(dòng)式和電控式等。其中電控式應(yīng) 用最廣.早期的電控式控制系統(tǒng)主要采用繼電器 接觸器電路和儀表控制方法,其控制水平較低,已 難以適應(yīng)現(xiàn)代食品包裝的控制要求?,F(xiàn)代的自動(dòng) 包裝機(jī)要求能完成多種物品的包裝,要求定位推 確,包裝速度高?;赑LC和觸摸屏技術(shù)的全自 動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng),可以更好地滿足包裝生產(chǎn)的 要求,提高生產(chǎn)效率.PLC具有功能強(qiáng)、可編程、 智能化等特點(diǎn),可根據(jù)生產(chǎn)工藝要求編制程序,直 接對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。觸摸屏簡(jiǎn)稱PT,是專為 PLC應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種高科技人機(jī)界面產(chǎn)品,具 有強(qiáng)大顯示和操作功能,對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控。 本文介紹了一種基于PLC的全自動(dòng)包裝機(jī)控制 系統(tǒng),對(duì)控制系統(tǒng)中硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)做了詳 細(xì)的介紹。
1小型全自動(dòng)包裝機(jī)的工作過程
小型全自動(dòng)袋包裝機(jī)具有制袋、充填、封口、 日期打印、切斷袋膜、成品計(jì)數(shù)等功能,同時(shí)自動(dòng) 定量部分完成物料輸送、加料、計(jì)量及投料等工 作•其工作過程是將包裝膜按照規(guī)定的供膜要求 安裝好后,包裝膜由拉袋電機(jī)通過同歩帶輪帯動(dòng) 兩組同步帶將薄膜帶動(dòng)行進(jìn)。當(dāng)薄膜通過打印器 時(shí),可自動(dòng)打印需要的生產(chǎn)日期。薄膜經(jīng)翻領(lǐng)成 型器后,通過縱封器將薄膜制成袋筒,袋筒經(jīng)橫封 器進(jìn)行下橫封.物料通過料斗的料位檢測(cè),控制 系統(tǒng)自動(dòng)控制上斜機(jī)的啟停使料斗內(nèi)的物料保持 一定的高度,形成穩(wěn)定的料壓,以保證計(jì)量精度的 穩(wěn)定性.物料充填量杯后,超出杯口的物料由刮 板刮平,當(dāng)物料視比重變化時(shí),可通過旋轉(zhuǎn)計(jì)量調(diào) 整機(jī)構(gòu)手輪改變量杯容積,達(dá)到計(jì)量精度要求. 物料通過下料筒流入袋膜中進(jìn)行上橫封,下橫封, 拉袋走紙工序完成后,裝有物料的袋膜通過自重, 自動(dòng)落入溜板輸出機(jī)外=
2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)
包裝機(jī)的工作過程是一個(gè)典型的順序控制, 考慮到包裝機(jī)運(yùn)作復(fù)雜,傳感器多,干擾大,而 PLC具有可靠性高、控制功能強(qiáng)、編程方便等優(yōu) 點(diǎn),選用可編程控制器作為其主控制器。
選用人機(jī)界面作為操作屏,通過觸摸屏上的 菜單式應(yīng)用軟件對(duì)機(jī)器的各種參數(shù)進(jìn)行跟蹤調(diào) 整。電子顯示屏顯示切袋長度、包裝速度,充填物 的凈含量以及包裝產(chǎn)最等。標(biāo)準(zhǔn)的色標(biāo)跟蹤光電 系統(tǒng)能保證包裝產(chǎn)品的印刷圖案正確。另外,機(jī) 器可對(duì)工作過程進(jìn)行在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷分 析,一旦發(fā)生問題,自動(dòng)停機(jī),并顯示故障原因PLC在小型立式自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用郭利靈等.
解決方法.
基于我國目前立式袋成型機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整 機(jī)構(gòu)多,且包裝精度低,一般在士 2% — 3%之間, 有的還在±3%以上,包裝速度低,機(jī)械式和一般 伺服控制成型機(jī)耗電量大,封口不結(jié)實(shí),尤其是印 有彩色圖案的商標(biāo)不能準(zhǔn)確到位,原因是包裝紙 的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度與預(yù)計(jì)的有誤差,積累起來會(huì)使 商標(biāo)位置發(fā)生變動(dòng)。本系統(tǒng)選用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控 制,間歇式包裝機(jī)使用步進(jìn)電機(jī)供膜,可靠性將大 大提高。以前的包裝膜供送多采用曲柄連桿機(jī)構(gòu) 間歇拉帶方式,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,調(diào)整困難,特別是當(dāng)需 要更換產(chǎn)品時(shí),不僅調(diào)節(jié)困難,而且包裝膜浪費(fèi)很 多。采用步進(jìn)電機(jī)與拉帶滾輪直接連接拉帶,不 僅結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化,而且調(diào)節(jié)極為方便,只要通過 控制面板上的按鈕就可以實(shí)現(xiàn),這樣既節(jié)省了調(diào) 節(jié)時(shí)間,又節(jié)約了包裝材料.在間歇式包裝機(jī)中, 包裝材料的供送控制可以釆用兩種模式:袋長控 制模式和色標(biāo)控制模式。袋長控制模式適用于不 帶色標(biāo)的包裝膜,通過預(yù)先設(shè)定步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn) 空比的設(shè)定通過觸摸屏就可以實(shí)現(xiàn)。色標(biāo)模式配 備有光電開關(guān),光電開關(guān)檢測(cè)色標(biāo)的位置,當(dāng)檢測(cè) 到色標(biāo)時(shí),發(fā)出控制開關(guān)信號(hào),步進(jìn)電機(jī)接到信號(hào) 后,停止轉(zhuǎn)動(dòng),延時(shí)一定時(shí)間后,再轉(zhuǎn)動(dòng)供膜,周而 復(fù)始,保證按照色標(biāo)的位置定長供膜。
2.2 PLC選型
PLC選型的基本原則是在滿足控制功能的 前提下,保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳 的性能價(jià)格比°根據(jù)本機(jī)的控制要求,由于其工 藝過程比較固定,環(huán)境條件較好,維修量較小,故 選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC.對(duì)于本機(jī)的控制過程, 主要控制對(duì)象有:主電機(jī)(采用三相異步電動(dòng)),供 紙電機(jī)(單相電容式電機(jī)),拉袋電機(jī)(步進(jìn)電機(jī)), 溫度控制。對(duì)于這三種控制對(duì)象,主電機(jī),供紙電 機(jī)要求輸出點(diǎn)是繼電器輸出型,拉袋電機(jī)要求輸 出點(diǎn)是晶體管輸岀型,這些都屬于開關(guān)量的控制, 而溫度的控制屬于模擬量的控制,需要專用的模 擬量模塊°拉袋電機(jī)(步進(jìn)電機(jī))要求頻繁通斷, 基于這一點(diǎn).選用輸出點(diǎn)為晶體管輸出的PLC. 對(duì)于溫度控制模塊,選擇FX0N-3A模塊.基于 以上分析,該控制系統(tǒng)采用日本三菱公司生產(chǎn)的 FX1N-40MT型可編程控制器,選用AC電源, DC24V電源輸入,晶體管輸出.
2.3輸入輸出點(diǎn)分配
自動(dòng)包裝機(jī)工藝過程由袋成型、充填、封口、 剪切等幾部分組成,包裝機(jī)控制系統(tǒng)輸入信號(hào)有: 啟動(dòng)、停止、急停信號(hào)、安全門開關(guān)檢測(cè)、包裝裝袋 長色標(biāo)檢測(cè)、缺紙檢測(cè)、定長拉袋檢測(cè)、定量充填 部分返回物料充壤信號(hào)、高位停機(jī)檢測(cè)信號(hào)。輸 出信號(hào)有,主電機(jī)、供紙電機(jī)、拉袋步進(jìn)電機(jī)及其 相關(guān)指示.綜合上述控制要求,并基于整個(gè)控制 系統(tǒng)總成本及備用點(diǎn)考慮,本設(shè)計(jì)選用輸入24 點(diǎn)、輸出16點(diǎn)的PLC基本單元.1/0點(diǎn)分配如 表1所示。
*1 ■入繪出分配衰
序號(hào) |
輸入設(shè)備 |
輸入點(diǎn)序號(hào) |
- 輸出設(shè)備 |
輸出點(diǎn) |
|
1 |
起動(dòng)按鈕 |
X0 |
1 |
拉袋弟進(jìn)電機(jī)脈沖 |
Y0 |
2 |
點(diǎn)動(dòng)按鈕 |
XI |
2 |
拉袋歩進(jìn)電機(jī)方向 |
Y1 |
3 |
停止按鈕 |
X2 |
3 |
主電機(jī) |
Y2 |
4 |
高位停機(jī)接近開美 |
X3 |
4 |
供紙電機(jī) |
Y3 |
5 |
供紙接近開關(guān) |
X4 |
5 |
供紙指示 |
Y4 |
6 |
拉袋接近開關(guān) |
X5 |
6 |
卡袋指示 |
Y5 |
7 |
安全門行程開美 |
X6 |
7 |
安全門指示 |
Y6 |
8 |
快紙光電開關(guān) |
X7 |
8 |
算鳴器 |
Y7 |
9 |
卡袋接近開關(guān) |
X10 |
|
|
|
10 |
色標(biāo)傳感器 |
XII |
|
|
|
3控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1入機(jī)界面設(shè)計(jì)
系統(tǒng)人機(jī)界面選用深圳人機(jī)電子的MT500 系列觸摸屏,所有畫面均由EB500軟件進(jìn)行設(shè) 計(jì),有歡迎畫面、啟動(dòng)畫面、數(shù)據(jù)顯示畫面、參數(shù)設(shè) 置畫面,報(bào)警畫面。主要用于包裝機(jī)的控制參數(shù) 設(shè)定、啟停機(jī)器、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、工作狀態(tài)顯示和 故障信息顯示以及實(shí)現(xiàn)與PLC通訊等作用。經(jīng) EB500軟件編譯元誤后,從PC機(jī)下載到觸摸屏 即可調(diào)試使用。如圖2中給出了本控制系統(tǒng)的幾 個(gè)主要畫面.
系統(tǒng)運(yùn)行前先判斷橫封和縱封溫度是否達(dá)到設(shè)定 溫度及安全門是否關(guān)閉,同時(shí)還須檢測(cè)控制設(shè)備 是否出錯(cuò),若有錯(cuò)誤,程序不能正常工作,發(fā)出報(bào) 警信號(hào),以便排除。然后進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)狀態(tài)判 斷,若處于手動(dòng)狀態(tài),進(jìn)行手動(dòng)操作,若處于自動(dòng) 狀態(tài),設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后進(jìn)行循環(huán)工作程序.
4結(jié)語
采用PLC技術(shù)和人機(jī)界面,與原來的由繼電 器、接觸器構(gòu)成的控制系統(tǒng)相比有明顯的優(yōu)勢(shì),主 要表現(xiàn)在通過PLC控制步進(jìn)電機(jī),提高了設(shè)備的 可靠性,利用人機(jī)界面節(jié)省了 PLC的。點(diǎn)數(shù), 使操作界面簡(jiǎn)単、方便,經(jīng)濟(jì)效益明顯。
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