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石化、糧食、醫(yī)藥等行業(yè)的散裝物料的包裝離不開自動(dòng)化包裝機(jī)械。本文主要研究PLC在稱重包裝系統(tǒng)中的應(yīng)用。
稱重包裝系統(tǒng)是機(jī)電一體化高技術(shù)產(chǎn)品，適用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)，可對(duì)粉、粒、塊狀物料（如塑料、化肥、合成橡膠、糧食等）的稱重、送袋、裝袋、折邊、封袋、倒袋整形、金屬檢測(cè)、重量復(fù)檢、批號(hào)打印等作業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。稱重包裝系統(tǒng)運(yùn)用通訊速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，將梅特勒一托利多的稱重技術(shù)與可編程控制技術(shù)結(jié)合，使之適應(yīng)連續(xù)化生產(chǎn)的要求。同時(shí)，通過人機(jī)界面，可對(duì)包裝秤進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等工作。
人機(jī)界面（MMI）又稱可編程終端，是PLC的一種外部設(shè)備，與PLC聯(lián)機(jī)通信后，通過輕觸鍵盤或屏幕上的觸摸鍵，可向PLC輸入數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)或圖形。
1稱重包裝系統(tǒng)工藝流程
電子稱重機(jī)是包裝系統(tǒng)主要部機(jī)，其作用是完成物料的定值稱重、投料等作業(yè)。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其主要工藝流程如下：物料自儲(chǔ)料斗進(jìn)入包裝秤的給料裝置，通過粗、細(xì)給料，實(shí)現(xiàn)粗、細(xì)兩級(jí)加料。當(dāng)秤斗中的物料重量達(dá)到最終設(shè)定值時(shí)，稱重終端發(fā)出停止加料信號(hào)，待空中的飛料全部落入秤斗后，此次稱重循環(huán)結(jié)束，此時(shí)電子包裝秤等用裝袋機(jī)的投料信號(hào)。當(dāng)自動(dòng)裝袋機(jī)完成上袋后，發(fā)出訊號(hào)，使稱重箱打開卸料翻門，向包裝袋內(nèi)投料，卸料后稱重箱關(guān)閉翻門，裝袋機(jī)張開夾袋器，包裝袋通過夾口整形機(jī)和立袋輸送機(jī)進(jìn)入自動(dòng)折邊機(jī)，包裝袋經(jīng)折邊后，進(jìn)入縫口機(jī)，當(dāng)設(shè)在縫口機(jī)旁邊的光電開關(guān)檢測(cè)到包裝袋后，縫紉機(jī)開始工作，縫合包裝袋，當(dāng)包裝袋離開縫紉機(jī)后，縫紉機(jī)停止，并自動(dòng)切斷縫合線。

2控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)硬件配置包括中央處理單元、I/O擴(kuò)展單元、電源模塊、檢測(cè)元件（光電開關(guān)、接近開關(guān)、真空開關(guān)等）、人機(jī)操作界面（觸摸屏、按鈕、指示燈等）、控制元件（交流臻觸器、變頻器、電磁閥等）。
依據(jù)控制任務(wù)，從PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量、輸，入/輸出接口模塊類型等方面來選PLC型號(hào)。在包裝稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們選擇三菱FX2N-32MR及擴(kuò)展輸出模塊FX2N-16EYR。
FX2N系列PLC是超小型機(jī)，I/O點(diǎn)數(shù)最大可擴(kuò)展到256點(diǎn)。它有內(nèi)置8K步的RAM,擁存儲(chǔ)卡盒后，最大容量可擴(kuò)大到16K步，編程指令達(dá)327條。PLG運(yùn)行時(shí)，對(duì)一條基本指令的處理時(shí)間只要0.083。它不僅能競(jìng)成邏輯控制、順序控制、模擬量控制、位置控制，弟速計(jì)數(shù)等功能，還能進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)忍算、平方根以及浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、PID運(yùn)算等更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。所以FX2N系列PLC具有容量大、運(yùn)行速度快、指令功能完善等特點(diǎn)。
在FX2N系列PLC基本單元上，可連接擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊以及各種功能的特殊單元、特殊模塊，還可在基本單元左側(cè)接口上，連接一臺(tái)功能擴(kuò)展板，完成FX2N系列PLC與各種外部設(shè)備的通信,實(shí)現(xiàn)模擬量設(shè)定功能。通過功能擴(kuò)展板還可將FXON系列適配器與FX2N基本單元連接,增強(qiáng)PLC與外部設(shè)備的通信功能。
一般輸入點(diǎn)與輸入信號(hào)、輸出點(diǎn)與輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。分配好后,按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號(hào)，分配給每一個(gè)輸2信號(hào)和輸出信號(hào)，即進(jìn)行編號(hào)。FX2N型PLC的輸入/輸出信號(hào)采用自由配置、固定通道方式。輸入輸出繼®器可自由選擇，與輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即為輸入繼電器，與輸出點(diǎn)射應(yīng)的即為輸出繼電器?，F(xiàn)列出稱重、封口部分I/O接口配置表（見表1）。

3控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)采用三菱SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件，該軟件是應(yīng)用于FX系列PLC的中文編程軟件，可在WINDOWS9X或WINDOWS3.1及以上操作系統(tǒng)運(yùn)行。
SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件的主要功能為:
3.1在SWOPC-FXGP/WIN-C41,可通過線路符號(hào)、列表語言及SFC"來創(chuàng)覲控指令耕，莉注釋數(shù)據(jù)及曜寄存器數(shù)據(jù)。
3.2創(chuàng)建順控指令程序以及將其存儲(chǔ)為文件,用打印機(jī)打印。
3.3該程序可在串行系統(tǒng)中與PLC進(jìn)行通訊、文件傳送、操作監(jiān)控以及各種測(cè)試功能。
包裝稱重系統(tǒng)是基于PLC集成控制的系統(tǒng)，根據(jù)本文敘述內(nèi)容中的系統(tǒng)整體控制流程圖及系統(tǒng)的輸入和輸出信號(hào)，我們來編制PLC的梯形圖。PLC采用循環(huán)掃描方式，按梯形圖從上而下、從左而右的先后順序予以執(zhí)行。圖3是本包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線稱重、封口動(dòng)作的部分輸入與輸出信號(hào)及梯形圖。

4可靠性分析
系統(tǒng)中采用的工控設(shè)備變頻器和PLC均具有抗干抗能力強(qiáng)、可靠性好的特點(diǎn)。但作4個(gè)完整的系統(tǒng)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，還是有必要考慮加強(qiáng)抗干擾措施，保證運(yùn)任的穩(wěn)定性，具體注意事項(xiàng)為：
4.1變頻器和PLC應(yīng)客裝于專門的控制柜中，但一定要保證良好的通風(fēng)環(huán)境和散熱，PLC四周留有50mm以上的凈空間。環(huán)境溫度最好控制在45X：以下，相對(duì)濕度在5%~90%,盡量不要安裝在多塵、有油煙、有導(dǎo)電灰塵、有腐蝕性氣體、振動(dòng)、熱源或潮濕的地方。
4.2外圍設(shè)備信號(hào)線、控制信號(hào)線和動(dòng)力線應(yīng)分開敷設(shè)，不能扎在一起，應(yīng)采用屏蔽線且屏蔽層接地。
4.3變頻器和PLC均要可靠接地。接地電阻應(yīng)小于100W,接地線須盡可能短和粗，并且應(yīng)連接于專用接地極或公用接地極上。不要使用變頻器、PLC外殼或側(cè)板上的螺釘作為接地端。而且二者在接地時(shí)，應(yīng)盡量分開，不要使用同一接地線。
5結(jié)論
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展與生產(chǎn)力水平的不斷提高，人們對(duì)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、改善工作環(huán)境日益重視。將PLC應(yīng)用于包裝稱重生產(chǎn)線，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)潔方便，自動(dòng)化程度較高，可極大提高生產(chǎn)效率。通過可編程序控制器，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的工作過程進(jìn)行自動(dòng)控制，對(duì)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障或供料不足、供袋不及時(shí)、出垛不及時(shí)等狀況，進(jìn)行聲光報(bào)警。該設(shè)備具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。
 

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