PLC在自立袋罐裝機控制系統中的應用
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傳統的自立袋罐裝機多采用繼電器控制，隨著(zhù)執行機構的增多，功能的增強，使得機器越來(lái)越復雜，給制造、調整、使用和維修均帶來(lái)不便CONTROL ENGINEERING China版權所有，并且會(huì )使故障率增加。
由于目前罐裝機行業(yè)競爭激烈，企業(yè)要在競爭中站穩腳跟控制工程網(wǎng)版權所有，需要不斷的改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，向自動(dòng)化、高效化發(fā)展。PLC由于其抗干擾能力強，可靠性高，編程簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域。利用PLC實(shí)現對自立袋罐裝機的控制，結構簡(jiǎn)化，維護方便，可以節約調整時(shí)間，增加設備的柔性，同時(shí)運行穩定可靠。本系統采用西門(mén)子S7-200PLC，文本顯示器和OMRON增量型旋轉編碼器對原系統進(jìn)行改造，取得了可喜的成果。
2 生產(chǎn)流程圖
本系統是集灌裝、旋蓋、清洗于一體的生產(chǎn)線(xiàn)，適用于有嘴軟包裝袋的自動(dòng)定量灌裝、旋蓋，可以灌裝液體、醬料等流體產(chǎn)品。本機采用特殊灌裝頭，可分二次灌裝，當灌裝位置沒(méi)有包裝袋時(shí)，灌裝頭不會(huì )流出灌裝液體，保證了包裝袋產(chǎn)品外觀(guān)的干凈整潔。具體流程圖如圖1所示。
圖1 生產(chǎn)流程圖
3 控制系統
原系統采用凸輪系觸發(fā)控制信號，利用五個(gè)調整好的凸輪，來(lái)實(shí)行工作循環(huán)及節拍，控制各執行機構的動(dòng)作。在執行灌裝過(guò)程的五個(gè)步驟，即：電器聯(lián)鎖，泵工作，閥工作，旋蓋和清洗，要求凸輪在達到一定角度時(shí)五個(gè)凸輪配合工作。此方法雖然也能滿(mǎn)足控制的要求，但是凸輪位置要求較高，調整麻煩，設備的裝配、調整帶來(lái)困難，而且，當生產(chǎn)過(guò)程中的工藝參數發(fā)生變化時(shí)，調整起來(lái)相當困難。原系統凸輪系結構如圖2所示。
圖2 凸輪系結構圖
新設計采用PLC和旋轉編碼器實(shí)現對各執行機構的精確控制，使控制系統模塊化，設備的零部件數量、結構大為簡(jiǎn)化。同時(shí)通過(guò)與文本顯示器相結合，還能根據包裝產(chǎn)品的不同，方便快捷地修改工藝參數，省去了原始控制面板的設計與生產(chǎn)，具體結構如圖3所示。
增量式旋轉編碼器的特點(diǎn)是每產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖信號就對應一個(gè)增量位移角，利用S7-200的高速計數器指令(HSC)來(lái)實(shí)現精確讀取旋轉編碼器的轉角，從而實(shí)現對空間凸輪所轉過(guò)的角度進(jìn)行檢測。當脈沖數表明空間凸輪轉過(guò)所要求的角度時(shí)，PLC就發(fā)出指令，要求各執行機構執行相應的動(dòng)作，即實(shí)現灌裝、旋蓋和清洗。高速計數器的最高計數頻率取決于CPU的型號，CPU224有6個(gè)高速計數器，6個(gè)單相計數器，均為20kHz的時(shí)鐘速率。
1.電機2.旋轉編碼器3.減速器4.凸輪分度器5.出袋口6.清洗裝置7.旋蓋裝置8. 文本顯示器9.灌料裝置10.壓注裝置11.料箱 12.加熱水箱
圖3灌裝機主要結構圖
4 控制系統時(shí)序圖及程序流程圖
控制系統的時(shí)序是非常重要的控制工程網(wǎng)版權所有，既要緊湊，又要滿(mǎn)足各個(gè)工序要求，只有安排得好，各執行機構才能合理執行各自的動(dòng)作。原系統采用凸輪系對設備各執行機構進(jìn)行控制，改造后采用PLC、位置傳感器及旋轉編碼器等來(lái)完成控制。
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