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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2020-06-19 14:23:06 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
1 前言
包裝機械是集機、電、光、磁等為一體的綜合性較 強的機械產(chǎn)品,目前正朝著速度更快、性能更強、自動 化程度更高的方向發(fā)展。枕式包裝機也不例外,它是一 種高效連續(xù)包裝機,能完成多種物品的包裝,要求定位 精度準(zhǔn)確,包裝速度高?;赑LC和觸摸屏技術(shù)的枕 式包裝機控制系統(tǒng),可以更好地滿足包裝生產(chǎn)的要求, 提高生產(chǎn)效率。PLC具有功能強、可編程、智能化等特 點,可根據(jù)生產(chǎn)工藝要求編制程序,直接對設(shè)備進(jìn)行控 制。觸摸屏簡稱PT,是專為PLC應(yīng)用而設(shè)計的一種高 科技人機界面產(chǎn)品,具有強大顯示和操作功能,對生產(chǎn) 現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控。目前,PLC和觸摸屏控制技術(shù)已成為 工控領(lǐng)域中一種重要的控制方式。
2系統(tǒng)方案設(shè)計
枕式包裝機要自動完成制袋、封口、切斷、成品輸 出等功能。為使包裝產(chǎn)品整齊、封口質(zhì)量好,要求對包 裝材料進(jìn)行準(zhǔn)確定位,有效控制熱封溫度,因此對包裝 機的控制要求較高。圖1為PLC和觸摸屏控制的傳動 結(jié)構(gòu)框圖。主電機為三相異步電機,經(jīng)中間機構(gòu)傳入輸 送輻和縱封,根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)率要求,其速度由PLC控 制的變頻器來調(diào)節(jié)。包裝機橫封的運動相對較復(fù)雜,封 口時橫封速度要慢,使包裝材料被可靠封住,空走時速 度要快,以確保橫封速度與包裝材料的供送速度相匹 配。由于包裝材料在輸送過程中受張力變化等因素的 影響,使包裝材料的供送速度與封切速度不同步而產(chǎn) 生偏差,因此,需隨時校正,使封切點位置與色標(biāo)對正。 鑒于此,橫封機構(gòu)直接由步進(jìn)電機來驅(qū)動,當(dāng)包裝速度 確定后,縱封速度保持不變,再根據(jù)袋長(色標(biāo)間距)要 求,由PLC確定步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角。另外,檢測并 比較色標(biāo)信號和封切點位置信號,判定封切點位置是 正常、滯后還是超前,從而修正步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速。不同 包裝材料其熱封溫度也不同,當(dāng)包裝速度高時,熱封溫 度也高,當(dāng)包裝速度低時,熱封溫度也低,由PLC完成 對熱封溫度的檢測與控制。
3系統(tǒng)硬件組成
系統(tǒng)PLC選擇某公司的FXi"4MR基本型,有14個輸入點,10 個繼電器輸岀點。增加擴展模塊FX2N-4AD,它為四通 道輸入A/D轉(zhuǎn)換模塊,可通過用戶配線設(shè)定輸入,模 擬量范圍是4 mA到20 mA或一10 V到10 V DC,最 大分辨率為12位,增加通信模塊FXin-232-BD和 FXin-485-BD,用于與其它設(shè)備進(jìn)行串行通訊。
縱橫封溫度的測量選用熱電阻(P.100)和溫度變 送模塊(WB),WB的輸出為4?20 mA,這2路溫度信 號與A/D模塊中的二通道相連,加熱信號由固態(tài)繼電 器(SSR)控制;PLC通過A/D模塊讀取溫度信號,與 設(shè)定值比較,利用三菱PLC具有的PID指令,進(jìn)行PID 運算,控制Y2、Y3的輸出,實現(xiàn)溫控。
封切刀的位置信號由電感式傳感器CPS檢測,色 標(biāo)信號的捕捉由光電傳感器GD來檢測,步進(jìn)電機選二相混合式步進(jìn)電機110BYG,該電機最大扭矩可 達(dá)10 Nm,步矩角為0. 971. 8。,工作電流最大為6A(可 調(diào)),具有較高的工作頻率。步進(jìn)電機的驅(qū)動模塊選用 SJ-260型驅(qū)動器,該驅(qū)動器具有很強的抗干擾性,高 頻性能好,起動頻率高,運行平穩(wěn),CP為SJ-260的脈 沖信號輸入端,DIR為電機的正反方向控制端。系統(tǒng) 工作時,PLC檢測并比較2個傳感器信號,通過PLC 的輸出點Y4發(fā)出不同頻率的脈沖信號來控制 U0BYG的轉(zhuǎn)速,通過輸出點Y5來控制110BYG的轉(zhuǎn) 動方向,實現(xiàn)步進(jìn)電機的正常運行、糾快運行或糾慢運 行。選用三菱變頻器,型號為FR-S540-1.5K,用該變頻 器的 RS-485 口與 FXjn-485-BD 相連,PLC 通過 RS485 口發(fā)出通訊指令,對電機進(jìn)行調(diào)速。PLC通過RS- 485 口最多可與32臺變頻器實行通訊。
選用深圳某公司生產(chǎn)的觸摸屏(MT508S)。它采用功能強大的Intel 32位處理器,具備4M系統(tǒng)存儲 器,加速指令的處理和畫面的刷新,提供2M程序存儲 器,可讓用戶創(chuàng)建多達(dá)2000個窗口畫面,液晶顯示,高M(jìn)T508S 的RS-232 口與FX1N-232-BD 相連,同PLC 進(jìn) 行串行通訊,在觸摸屏上實現(xiàn)溫度和轉(zhuǎn)速的顯示與設(shè) 數(shù),PLC每發(fā)一個脈沖,電機就走一步, 即最小轉(zhuǎn)0. 9。,計算岀電機在運行過程 中所受的最大力矩和轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動慣量,再根據(jù)縱 封速度及步進(jìn)電機的矩頻特性,設(shè)計出步進(jìn)電機的最 佳升降速曲線,達(dá)到最優(yōu)控制。用PLC的串行數(shù)據(jù)傳 送指令實現(xiàn)PLC與變頻器的通訊,調(diào)節(jié)主電機轉(zhuǎn)速。
MT508S提供了 EB500組態(tài)軟件,在個人計算機 上用該軟件設(shè)計窗口、菜單、按鈕等,設(shè)計完成后通過 串行口傳到觸摸屏內(nèi)存,觸摸屏上電后就進(jìn)入設(shè)計畫 面,通過觸摸屏按鈕可顯示和修改PLC數(shù)據(jù)存儲器的 數(shù)據(jù),實現(xiàn)與PLC的通訊。
5結(jié)束語
PLC和觸摸屏技術(shù)應(yīng)用于枕式包裝機控制系統(tǒng), 極大地提高了系統(tǒng)工作的可靠性,控制精度高,操作性 強。可通過觸摸屏觀察PLC內(nèi)部工作情況和現(xiàn)場工 況,設(shè)定相關(guān)參數(shù),操作靈活、方便。
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