HOLLiAS-LEC G3 PLC對自動包裝機的控制

1前言

近年來，隨著經(jīng)濟的迅速增長和人民生活水平的不斷提高，作為傳統(tǒng)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“朝陽產(chǎn)業(yè)”，隨之而來的就是包裝機應用需求的大幅增長。機電一體化技術已越來越受到各方面的關注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機電一體化技術迅速發(fā)展的今天，隨著自動化技術的發(fā)展，包裝機已全部實現(xiàn)了自動化。自動包裝機一般分為半自動包裝機和全自動包機兩種，由人工供給包裝材料（容器）和內(nèi)裝物，但能自動完成其它包裝工序的機器稱為半自動包裝機，自動完成主要包裝工序和其它輔助包裝工序的機器稱為全自動包裝機。

本文介紹了和利時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化方面取得了很好效果，具有很好的推廣前景。

2系統(tǒng)概述

DXD系列包裝機廣泛應用于食品、醫(yī)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系列自動包裝機及灌裝機的專業(yè)廠家，其生產(chǎn)的DXD系列自動包裝機及灌裝機行銷海內(nèi)外，得到用戶的普遍好評。

和利時公司PLC事業(yè)部技術人員對該類型包裝機運行環(huán)境進行了現(xiàn)場考察和反復研究，充分考慮到了現(xiàn)場環(huán)境的不同地域特性（俄羅斯、廣州等），在可靠性、穩(wěn)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(tǒng)。實際運行效果表明，基于G3系列PLC的控制系統(tǒng)達到了預期效果，大大提高了設備的自動化水平。

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

根據(jù)工藝要求，DXD全自動包裝機采用PLC進行自動控制，包含兩個最關鍵的步進電機的協(xié)調(diào)運行。選用1塊24點CPU模塊LM3106做為整個控制系統(tǒng)的核心部分， LM3106不僅可以處理普通的DI、DO、AI、AO點，還包含三路高速脈沖計數(shù)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(tǒng)設計

采用PLC控制的DXD全自動包裝機可以實現(xiàn)自動制袋、自動上料、自動計量、自動封裝等多項功能，并可對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，完成自動診斷、自動報警和數(shù)據(jù)上傳等功能。根據(jù)工藝要求，DXD全自動包裝機的控制系統(tǒng)由人機界面操作及顯示系統(tǒng)、制袋控制系統(tǒng)、送料計量控制系統(tǒng)、封裝及剪切控制系統(tǒng)組成。

DXD全自動包裝機的輸入、輸出信號參見表1。

人機界面操作及顯示系統(tǒng)如圖1和圖2所示。根據(jù)用戶要求，設定并顯示包裝容量、制袋長度、每分鐘的包裝速度，系統(tǒng)可精確顯示出實際產(chǎn)量（袋數(shù)）和準確計量數(shù)（填充量），能夠?qū)τ嬃繑?shù)手動清零，具有正常的啟動、停止及點動按鈕。設置畫面帶有權限保護，能夠方便調(diào)用光電眼控制及其它輔助控制系統(tǒng)選擇開關和多料混裝選擇開關。

下面對DXD全自動包裝機的各控制部分做一簡單說明。

制袋控制系統(tǒng)：制袋過程的啟停有兩種控制方式，即機側(cè)按鈕和人機界面操作。無論采用哪種方式，當操作者按下啟動按鈕時，拉袋電機根據(jù)觸摸屏設定的各種參數(shù)工作，步進電機進給，PLC實時檢測步進電機的進給量。當達到設定范圍時，開始判斷拉袋到位傳感器，傳感器信號為ON時，拉袋到位，步進電機進給停止，計數(shù)加1。在整個制袋過程中，觸摸屏實時跟蹤、顯示各個數(shù)據(jù)變化，一旦有故障（如電機堵轉(zhuǎn)等）或是不合理的數(shù)據(jù)出現(xiàn)，整個機器就會停止，并強行在觸摸屏上顯示并報警，同時向上位機傳送故障內(nèi)容。參數(shù)設定參見表2。

送料計量控制系統(tǒng)：送料計量啟動信號為ON時，送料開始，送料用伺服電機根據(jù)觸摸屏設定的參數(shù)工作。PLC實時檢測填充量，伺服電機根據(jù)計量值的不同完成加速填充、均速填充、微量填充，填充結(jié)束進給到位。在全部的送料過程中，觸摸屏實時跟蹤、顯示各個數(shù)據(jù)變化，一旦有故障（如電機堵轉(zhuǎn)等）或是不合理的數(shù)據(jù)出現(xiàn)，整個機器就會停止，并強行在觸摸屏上顯示并報警，同時向上位機傳送故障內(nèi)容。參數(shù)設定參見表2。

封裝及剪切控制系統(tǒng)：為了保證機器及人員的安全，首先判斷封裝及剪切數(shù)據(jù)的合理性。若數(shù)據(jù)不正確，包裝機處于保護狀態(tài)，并在觸摸屏上顯示警告內(nèi)容。若數(shù)據(jù)正確，PLC根據(jù)實時采集到的數(shù)據(jù)進行計算，每袋在進料結(jié)束后輸出封裝。根據(jù)觸摸屏設定的剪切值進行對比，條件滿足輸出Q0.0完成剪切。包裝機封裝及剪切過程保證不在制袋過程中進行，必須加以互鎖。

4結(jié)束語

經(jīng)過長時間的調(diào)試和生產(chǎn)實驗，LM3106已在DXD全自動包裝機上得到實際應用。系統(tǒng)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、經(jīng)濟、實用、可靠、靈活的顯著特點，不僅提高了系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性，而且大大提高了系統(tǒng)的靈活性，為不同客戶的不同需求提供了靈活的解決方案。