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0.引言

枕式包裝機(jī)主要是用于固體物包裝的常用設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)在包裝機(jī)械中得到廣泛的使用，它能夠有效地提高包裝機(jī)械的工作效率，以及工作精度，大大提高了生產(chǎn)效率。PLC 具有體積小，可靠性高，編程方便等優(yōu)點(diǎn)，采用 PLC 對(duì)包裝傳送系統(tǒng)進(jìn)行控制，電路簡(jiǎn)單且便于更換零件［1］。

0. 枕式包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作流程

1． 1    枕式包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)

枕式包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)由輸送機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)送膜機(jī)構(gòu)、光電開(kāi)關(guān)、制袋器、縱密封器、人機(jī)界面、橫密封器、及產(chǎn)品輸出機(jī)構(gòu)組成［2］，如圖 1 所示。

1． 2    枕式包裝機(jī)的工作流程與控制要求

枕式包裝機(jī)的工作流程主要由五部分組成， 即熱封器加熱，調(diào)整袋長(zhǎng)，穿引包裝膜，調(diào)整切斷

最終位置，入料位置調(diào)整。根據(jù)其工作流程，枕式包裝機(jī)的控制操作流程如圖 2 所示。

圖 1 枕式包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)

1 － 輸送機(jī)構(gòu) 2 － 驅(qū)動(dòng)送膜機(jī)構(gòu) 3 － 光電開(kāi)關(guān)

4 － 制袋器 5 － 縱密封器 6 － 人機(jī)界面

7 － 橫密封器 8 － 產(chǎn)品輸出機(jī)構(gòu)

2. 枕式包裝機(jī)的控制方案

根據(jù)包裝機(jī)的控制操作流程圖，確定以 PLC

為控制器，構(gòu)建控制系統(tǒng)。其控制方案為: ( 1) 采用 3 個(gè)按鍵作為包裝機(jī)械的啟動(dòng)、停止以及不安全時(shí)的緊急停止開(kāi)關(guān); ( 2) 1 個(gè)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)對(duì)包裝機(jī)自動(dòng)以及手動(dòng)模式進(jìn)行切換; ( 3) 采用鎳鉻-鎳硅熱電偶配合 FX2N-4AD 特殊模塊對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行采集; ( 4) PLC 輸入端口 X0、X1 采集主電機(jī)輸出A、B 相的脈沖，高速計(jì)數(shù)器 C251 對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過(guò)程序?qū)Ρ日{(diào)整伺服膜電機(jī)的速度，達(dá)到自動(dòng)定位的功能。( 5 ) 采用 2 個(gè)接觸式開(kāi)關(guān)( 色標(biāo)、刀位) 采集信號(hào)，并結(jié)合控制程序完成光電定位操作中包裝機(jī)械正追、反追以及點(diǎn)動(dòng)的控制［3］。( 6 ) 可通過(guò)觸摸屏虛擬按鍵完成包裝袋的袋長(zhǎng)，設(shè)定熱封溫度的初始值，并將設(shè)定數(shù)值傳送給 PLC 程序進(jìn)行處理，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)與清零以及電機(jī)過(guò)載時(shí)的報(bào)警也都通過(guò)觸摸屏進(jìn)行顯示。

3. 枕式包裝機(jī)的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3． 1    PLC 電路設(shè)計(jì)

確定控制方案后，根據(jù)包裝機(jī)械控制流程要求，確定其控制系統(tǒng)需要配置 13 個(gè)輸入端口，11個(gè)輸出端口［4］，如表 1 所示。

表 1 PLC 端口分配

 

其中特殊功能模 FX2N-4AD-TC 完成對(duì)縱封橫封溫度信號(hào)的采集( 根據(jù)包裝材料的不同，溫度采集范圍為 － 10 ～ 500℃ ) ，并將接收的模擬信

號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入到 PLC 進(jìn)行處理。PLC 電路設(shè)計(jì)如圖 3 所示。

2. 結(jié)束語(yǔ)

論述了枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)分析包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)要求及各關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的運(yùn)作原理，提出了可行的控制方法，采用三菱 PLC，伺服電機(jī)，觸摸屏等完成了控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。溫控系統(tǒng)方面，采用了三菱的特殊功能模塊FX2N-4AD 來(lái)完成溫度模擬量的采集，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳輸給 PLC 程序進(jìn)行處理。伺服系統(tǒng)控制方面，PLC 對(duì)主電機(jī)輸出脈沖進(jìn)行采集并計(jì)數(shù)，通過(guò)程序?qū)Ρ戎麟姍C(jī)輸出脈沖數(shù)，可確定色 標(biāo)錯(cuò)位方向。該包裝機(jī)械控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，自 動(dòng)化程度高。

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