HOLLiAS-LEC G3 PLC對自動(dòng)包裝機的控制

1前言

近年來(lái)，隨著(zhù)經(jīng)濟的迅速增長(cháng)和人民生活水平的不斷提高，作為傳統行業(yè)之一的包裝工業(yè)，呈快速發(fā)展態(tài)勢，是人們普遍看好的“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”，隨之而來(lái)的就是包裝機應用需求的大幅增長(cháng)。機電一體化技術(shù)已越來(lái)越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節約能源、降低材料消耗、增強企業(yè)競爭力等方面起著(zhù)極大的作用。

在機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的今天，隨著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，包裝機已全部實(shí)現了自動(dòng)化。自動(dòng)包裝機一般分為半自動(dòng)包裝機和全自動(dòng)包機兩種，由人工供給包裝材料（容器）和內裝物，但能自動(dòng)完成其它包裝工序的機器稱(chēng)為半自動(dòng)包裝機，自動(dòng)完成主要包裝工序和其它輔助包裝工序的機器稱(chēng)為全自動(dòng)包裝機。

本文介紹了和利時(shí)公司新一代小型一體化PLC在DXD系列包裝機上的應用，該應用在提高包裝機自動(dòng)化方面取得了很好效果，具有很好的推廣前景。

2系統概述

DXD系列包裝機廣泛應用于食品、醫藥、化妝品、化工、茶葉、種子等顆粒狀、片狀、粉狀及半流體狀物料包裝。北京某包裝機械制造有限公司是生產(chǎn)DXD系列自動(dòng)包裝機及灌裝機的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家，其生產(chǎn)的DXD系列自動(dòng)包裝機及灌裝機行銷(xiāo)海內外，得到用戶(hù)的普遍好評。

和利時(shí)公司PLC事業(yè)部技術(shù)人員對該類(lèi)型包裝機運行環(huán)境進(jìn)行了現場(chǎng)考察和反復研究，充分考慮到了現場(chǎng)環(huán)境的不同地域特性（俄羅斯、廣州等），在可靠性、穩定性等方面做了大量工作，提出了基于HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC的控制系統。實(shí)際運行效果表明，基于G3系列PLC的控制系統達到了預期效果，大大提高了設備的自動(dòng)化水平。

DXD全自動(dòng)包裝機要求加料、制袋、充填、封口、剪切、撕口等工序全自動(dòng)完成，包裝速度、制袋長(cháng)度可以調整。采用 HOLLiAS－LEC G3 PLC控制的DXD全自動(dòng)包裝機是集機電一體化、光電檢測、步進(jìn)電機自動(dòng)跟蹤糾偏等功能于一體的多用途自動(dòng)包裝機，該包裝機具有電眼跟蹤、PLC控制、無(wú)級變速糾偏等功能，計量精確，符合行業(yè)標準，并且具有性能穩定、操作維護方便、效率高等特點(diǎn)，保證了包裝袋的長(cháng)度穩定，圖形美觀(guān)。

根據工藝要求，DXD全自動(dòng)包裝機采用PLC進(jìn)行自動(dòng)控制，包含兩個(gè)最關(guān)鍵的步進(jìn)電機的協(xié)調運行。選用1塊24點(diǎn)CPU模塊LM3106做為整個(gè)控制系統的核心部分， LM3106不僅可以處理普通的DI、DO、AI、AO點(diǎn)，還包含三路高速脈沖計數輸入和兩路高速脈沖輸出，其輸出頻率最大可達 20KHz。選用深圳人機電子有限公司的5.7" 藍色 STN 液晶觸摸屏MT506L作為人機界面。

3系統設計

采用PLC控制的DXD全自動(dòng)包裝機可以實(shí)現自動(dòng)制袋、自動(dòng)上料、自動(dòng)計量、自動(dòng)封裝等多項功能，并可對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，完成自動(dòng)診斷、自動(dòng)報警和數據上傳等功能。根據工藝要求，DXD全自動(dòng)包裝機的控制系統由人機界面操作及顯示系統、制袋控制系統、送料計量控制系統、封裝及剪切控制系統組成。

DXD全自動(dòng)包裝機的輸入、輸出信號參見(jiàn)表1。

人機界面操作及顯示系統如圖1和圖2所示。根據用戶(hù)要求，設定并顯示包裝容量、制袋長(cháng)度、每分鐘的包裝速度，系統可精確顯示出實(shí)際產(chǎn)量（袋數）和準確計量數（填充量），能夠對計量數手動(dòng)清零，具有正常的啟動(dòng)、停止及點(diǎn)動(dòng)按鈕。設置畫(huà)面帶有權限保護，能夠方便調用光電眼控制及其它輔助控制系統選擇開(kāi)關(guān)和多料混裝選擇開(kāi)關(guān)。

下面對DXD全自動(dòng)包裝機的各控制部分做一簡(jiǎn)單說(shuō)明。

制袋控制系統：制袋過(guò)程的啟停有兩種控制方式，即機側按鈕和人機界面操作。無(wú)論采用哪種方式，當操作者按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，拉袋電機根據觸摸屏設定的各種參數工作，步進(jìn)電機進(jìn)給，PLC實(shí)時(shí)檢測步進(jìn)電機的進(jìn)給量。當達到設定范圍時(shí)，開(kāi)始判斷拉袋到位傳感器，傳感器信號為ON時(shí)，拉袋到位，步進(jìn)電機進(jìn)給停止，計數加1。在整個(gè)制袋過(guò)程中，觸摸屏實(shí)時(shí)跟蹤、顯示各個(gè)數據變化，一旦有故障（如電機堵轉等）或是不合理的數據出現，整個(gè)機器就會(huì )停止，并強行在觸摸屏上顯示并報警，同時(shí)向上位機傳送故障內容。參數設定參見(jiàn)表2。

送料計量控制系統：送料計量啟動(dòng)信號為ON時(shí)，送料開(kāi)始，送料用伺服電機根據觸摸屏設定的參數工作。PLC實(shí)時(shí)檢測填充量，伺服電機根據計量值的不同完成加速填充、均速填充、微量填充，填充結束進(jìn)給到位。在全部的送料過(guò)程中，觸摸屏實(shí)時(shí)跟蹤、顯示各個(gè)數據變化，一旦有故障（如電機堵轉等）或是不合理的數據出現，整個(gè)機器就會(huì )停止，并強行在觸摸屏上顯示并報警，同時(shí)向上位機傳送故障內容。參數設定參見(jiàn)表2。

封裝及剪切控制系統：為了保證機器及人員的安全，首先判斷封裝及剪切數據的合理性。若數據不正確，包裝機處于保護狀態(tài)，并在觸摸屏上顯示警告內容。若數據正確，PLC根據實(shí)時(shí)采集到的數據進(jìn)行計算，每袋在進(jìn)料結束后輸出封裝。根據觸摸屏設定的剪切值進(jìn)行對比，條件滿(mǎn)足輸出Q0.0完成剪切。包裝機封裝及剪切過(guò)程保證不在制袋過(guò)程中進(jìn)行，必須加以互鎖。

4結束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的調試和生產(chǎn)實(shí)驗，LM3106已在DXD全自動(dòng)包裝機上得到實(shí)際應用。系統在包裝機上的成功運行表明，HOLLiAS- LEC G3系列小型一體化PLC功能完善、性能可靠，是小型PLC的優(yōu)秀代表，具有先進(jìn)、經(jīng)濟、實(shí)用、可靠、靈活的顯著(zhù)特點(diǎn)，不僅提高了系統的安全性和經(jīng)濟性，而且大大提高了系統的靈活性，為不同客戶(hù)的不同需求提供了靈活的解決方案。