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我廠從德國某公司進口了一套高速硬盒卷煙包裝機組，RC是該機組的透明紙小盒包裝機，其電氣控制為獨立的計算機控制系統(tǒng)，插接模塊、變頻器等器件安裝在機器上，為機電一體化結(jié)構(gòu)。在實際使用中，原電控系統(tǒng)存在備件采購困 難，上位機為英文操作界面等缺點，且變頻器也多次出現(xiàn)故障，嚴重影響了正常生產(chǎn)，對其電氣控制系統(tǒng)進行國產(chǎn)化改造非常必要。為此,我們決定采用PLC控制系統(tǒng)替代原RC的計算機系統(tǒng)。

1系統(tǒng)組成

PLC選用某公司中型、高速可編程 控制器，其基本指令執(zhí)行時間為0.1俸;選用NT631C彩色液晶觸摸屏作為上位機，通過RS232C 口與PLC通訊。

PLC系統(tǒng)由CPU底板及擴展底板組成。CPU底板配置3塊DC輸入模板，用于傳感器、按鈕等輸入；1塊高速DC輸入模板,用于軸編碼器輸入;1塊中斷輸入模塊;1塊DC輸出模板；3塊繼電器輸出模板。擴展底板配置7塊溫度控制模板，1塊模擬輸出模板。

2系統(tǒng)功能

2.1操作方式

PLC控制系統(tǒng)的操作方式與原系統(tǒng)的操作方式一 樣，保留了按鈕開關(guān)、急停開關(guān)的原控制功能。

2.2角度控制

角度信號由絕對型軸編碼器（分辨率512度）產(chǎn) 生,編碼器輸出的9位格雷碼經(jīng)高速模板進入 PLC,通過軟件處理得到與機械角度相一致的角度信號（分辨率1度）。角度信號是RC機器材料檢測、機械保護檢測的基礎(chǔ)，透明紙卷自動換紙及次品煙的剔 除也離不開角度的控制。

2.3 溫度控制

PLC系統(tǒng)采用7塊溫度控制模板對13路 加熱器的溫度進行PID控制，保證了溫度控制的可靠 性。檢測加熱器的溫度值輸入到TC101,通過軟件設(shè)置加熱器的工作溫度和模塊的PID參數(shù)，模板根據(jù)設(shè)定的溫度使加熱器的溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度值上。每丄路加熱器的溫度控制都具有溫度自動報警 功能，當加熱器的實際溫度小于或大于設(shè)定溫度15Y 時，機器自動停止,并在觸摸屏的故障顯示窗口自動顯 示具體的加熱器故障。

2.4透明紙檢測

當透明紙檢測光電管在170 ~ 180。之間檢測不到透明紙時，機器制動停車。同時相應(yīng)的信號進入移位寄存器，使無透明紙的煙盒在剔出口剔除。

2.5透明紙后部檢測

當透明紙前后不對稱或后部光電管在正常角度檢 測不到透明紙時，機器制動停止。

2.6拉線檢測

拉線用盡、斷裂或拉線歪斜超出設(shè)置范圍時，機器 自動停止，相應(yīng)的次品煙在剔出口剔除。

2.7機械保護檢測

當下述部件發(fā)生機械故障時,機器制動停止：

①轉(zhuǎn)塔輸入推板；②下折邊器;③煙盒提升器;④ 皮帶輸入推板;⑤轉(zhuǎn)塔輸出推板;⑥煙盒剔除器;⑦煙 盒分離器;⑧鉤煙棘輪;⑨保護門。

2.8電器保護檢測

當電柜內(nèi)出現(xiàn)任何一路自動開關(guān)故障、斷路器故 障時，機器制動停止。

2.9加熱器的移動控制

機器停車后，長縫加熱器(3個)和兩端加熱器(4個)同時按各自的滯后時間通過電磁閥控制的氣動機 構(gòu)移開，手動盤車或機器運行時,加熱器合上。

2.10聯(lián)機控制

下游機FHZ停,RC停，主機DT停。DT正常時在RC上能啟動DT。RC在觸摸屏上有屏蔽FHZ和DT機的功能。

2.11主電機的速度控制

RC主電機為三相交流電機，由CT變頻器驅(qū)動， CT變頻器安裝在'機器上，機器運行狀態(tài)下的振動及灰 塵不可避免地影響到CT變頻器的正常運行。為此， 選用三墾變頻器(IHF5.5kW)替代CT變頻器，并安裝 在電控柜內(nèi)。

RC主電機的速度控制即為變頻器的頻率給定信 號的控制，變頻器的頻率給定采用外部模擬量控制方 式，根據(jù)RC輸入煙包通道的煙包情況,軟件系統(tǒng)使模 擬輸出模塊DA003輸出不同的等級電壓，從而有效地 控制RC的運行速度。RC有以下幾種速度：

1. RC低速。RC處于待料狀態(tài)，當輸入通道上煙 盒輸入光電管處有煙，且速度檢測光電管1探測到有 煙時,RC延遲Is以低速運行。
2. RC高速。RC處于低速運行狀態(tài)，當速度檢測 光電管2處有煙時,RC延遲Is后以高速運行。
3. RC與主機聯(lián)機高速。當RC與主機聯(lián)機運 行,RC速度由(1).(2)遞增。當RC高速運行1.2s后， RC速度轉(zhuǎn)為聯(lián)機高速運行，此時RC運行速度由主機 確定。為使RC聯(lián)機高速與主機匹配，軟件上主機增 加了速度給定值，以確保RC聯(lián)機高速要比主機速度 稍高一些。
4. RC聯(lián)機低速。RC處于聯(lián)機高速狀態(tài)，當速度 檢測光電管2檢測不到煙盒時,RC立即變換到聯(lián)機低 速運行，此時的速度值為主機的給定速度值減去軟件 設(shè)定的數(shù)值，即使速度檢測光電管2處煙盒頻繁變化， RC速度也不致變化太大，從而保證了 RC的正常運 行。
5. RC待料停車速度。當主機出現(xiàn)故障停車，RC 輸入皮帶上煙盒未包完時，RC速度變換到RC高速、 RC低速；當煙盒輸入光電管處有煙盒而速度檢測光電 管1處無煙盒時,RC速度變換到待料停車速度；當煙 盒輸入光電管檢測不到煙盒時,RC滑行停止在設(shè)定的 停車角度，以保證轉(zhuǎn)塔模盒與長縫加熱器錯開一個角 度。
6. 手動速度。在觸摸屏按屏蔽主機按鈕，RC以 手動速度獨立運行。

2.12輸入皮帶電機控制

(DRC運行時，皮帶電機運行;RC停止，皮帶電機 停止。

2. 在操作面板上按皮帶電機啟動按鈕或RC啟 動按鈕，皮帶電機運行2s后停止。
3. 手動盤車皮帶電機運行，停止盤車皮帶電機延 遲2s后停止。
4. 主機DT啟動時，皮帶電機運行;DT停車，皮帶 電機延遲2s停止。

2.13透明紙軸卷更換控制

由包裝材料檢測傳感器檢測左、右盤透明紙是否 用盡，當檢測到透明紙用完時延時2s產(chǎn)生請求換紙信 號,該信號使主機DT、RC速度降到低速運行,3s后使 卷盤電機運行，執(zhí)行換紙功能。當按手動換紙按鈕時， 也能產(chǎn)生上述控制過程，同時換紙信號進入移位寄存 器，使換紙?zhí)幩b的煙包在剔岀口剔除，保證RC的 包裝質(zhì)量。

2.14上位機

上位機采用某公司NT631C液晶彩色觸摸 屏，安裝在原顯示屏位置。其操作界面為中文界面，主 要功能有：

1. 展擬機器界面。該畫面為RC的整體結(jié)構(gòu)畫 面,RC的主要功能部件、生產(chǎn)工藝流程及傳感器位置 在畫面上可詳細表示出來。RC運行中故障停車，相應(yīng) 的故障點在畫面上以紅色閃爍表示，同時畫面下部自 動出現(xiàn)文字說明指岀具體的故障。
2. 故障查詢?？娠@示RC當前存在的所有故障。
3. 維修窗口。該窗口供維修人員使用，輸入密碼 才能進入,并可對以下參數(shù)進行設(shè)置或修改。角度參 數(shù):輸入推板（轉(zhuǎn)塔）；下折邊器；透明紙檢測；提升器; 輸入推板（輸出皮帶）；剔除器；煙盒垛分離器；煙盒剔 除;長邊加熱器退離；兩側(cè)加熱器退離；拉線加熱器退 離;煙盒止動器。速度參數(shù):RC高速;RC低速。

（4） 數(shù)據(jù)統(tǒng)計窗口。RC數(shù)據(jù)統(tǒng)計有以下內(nèi)容:停 機時間；運行時間；合格煙盒數(shù);剔除煙盒數(shù)；RC停機 次數(shù)。

（5） 溫度窗口?？娠@示RC共13路加熱器的設(shè)定 溫度和實際溫度,并可對設(shè)定溫度進行設(shè)置和修改。

3改造效果

整個系統(tǒng)在保持原有的控制功能基礎(chǔ)上,增加和 改進了部分功能，如煙盒入口檢測，避免了以往兩盒煙 同時進入或無煙盒不停機狀況，大大增強了機器的保 護功能，并為今后完善功能預(yù)留了多個接口。改造采 用的所有電器元件均為通用元件，易于采購，系統(tǒng)接線 線號清晰明了，方便了日常維護,整個系統(tǒng)運行效果良 好。