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1包裝機(jī)控制原理
用于均質(zhì)粉、細(xì)顆粒膏狀物料的自動(dòng)包裝機(jī)屬于機(jī)電一體化設(shè)備,具有制袋、充填、封口、日期打印及切斷膜袋等功能。其控制原理圖見圖1

PLC控制薄膜伺服電動(dòng)機(jī)，牽引薄膜架上的卷軸,使一個(gè)完整膜袋的薄膜行進(jìn)到工作區(qū)，并從縱橫兩個(gè)方向?qū)δごM(jìn)行密封；同時(shí)，PLC控制下料伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺桿將儲(chǔ)料斗中的物料定量輸送到正在密封的筒形膜袋中。密封過程中需充入氮?dú)?，在膜袋上打印日期并切斷膜袋，完成一個(gè)工作循環(huán)。
工作循環(huán)周期時(shí)間由工作速度決定，即T=1min包裝袋數(shù)。工作速度取決于袋長(zhǎng)和裝袋量。
2PLC接線
PLC采用某公司MicroLogix1500型PLC,圖2、圖3分別為PLC控制系統(tǒng)的開關(guān)量輸入、輸岀接線。
1769-IQ16型16點(diǎn)DC24V電流型數(shù)字量輸入模塊，可分兩組（8點(diǎn)共一個(gè)24V電源）。1769-0B16為16點(diǎn)DC24V電流型數(shù)字量輸出模塊。
另外，包裝機(jī)系統(tǒng)還配有1769-IT6型6點(diǎn)支持熱電偶和mV信號(hào)的溫度輸入模塊及人機(jī)界面（可設(shè)置參數(shù)并監(jiān)控系統(tǒng)）。人機(jī)界面產(chǎn)品選用

圖2PLC控制系統(tǒng)升關(guān)輸入接線
某公司的PanelView操作員終端，型號(hào)為2711-T6C16L1,5.7英寸帶DF1通信端口和PS232打印機(jī)接口。人機(jī)界面與PLC通過DF1通信，通信電纜型號(hào)為2711-NC13。
3軟件設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由PLC和HMI兩部分程序構(gòu)成。PLC采用某公司RSLogix500編程軟件，人機(jī)界面采用某公司的PanelBuilder32軟件編程，實(shí)現(xiàn)操作人員同PLC之間的對(duì)話，并設(shè)有密碼保護(hù)。現(xiàn)對(duì)包裝機(jī)時(shí)序和伺服電動(dòng)機(jī)控制予以說(shuō)明。
3.1時(shí)序分析
自動(dòng)包裝機(jī)是一個(gè)典型的時(shí)序控制系統(tǒng)，圖4為包裝機(jī)的時(shí)序分析圖。
圖4中，下料工作時(shí)間T11由裝袋重量和下料速度決定，即7，11(mS)=裝袋重量(g)X脈沖當(dāng)量(每g脈沖數(shù))/伺服電動(dòng)機(jī)工作頻率X1000；牽引工作時(shí)間T12由袋長(zhǎng)和牽引速度決定，即^(ms)=袋長(zhǎng)(mm)x脈沖當(dāng)量(每mm的脈沖數(shù))/伺服電動(dòng)機(jī)工作頻率x1000；橫封工作時(shí)間T13包含橫封前進(jìn)時(shí)間和橫封咬合時(shí)間；縱封工作時(shí)間T14包含縱封前進(jìn)時(shí)間和縱封咬合時(shí)間。
橫封工作的循環(huán)作為整個(gè)工作循環(huán)的標(biāo)志,丁3+43《7。為確保系統(tǒng)能夠正常工作，各定時(shí)器

之間要保證以下邏輯關(guān)系。
(1)下料延遲時(shí)間L>牽引延遲時(shí)間&；
(2)在橫封真正咬合前，必須完成牽引，否則會(huì)引起故障，即7\+九《烏+橫封前進(jìn)時(shí)間；
(3)在橫封真正咬合前，必須完成下料，否則會(huì)引起故障，即T2+Tl2^T3+橫封前進(jìn)時(shí)間；
(4)必須牽引完成后才能開始縱封，即T’NT2+『12；
(5)必須在橫封咬合后才可以切斷，即％>烏；
(6)必須在牽引完成后才可以打碼，即T6>T2+丁12；
(7)必須開始下料后才能充氮?dú)?，否則無(wú)法下料，即r7>rto
3.2伺服電動(dòng)機(jī)控制
PLC基本單元1764-28BXB的2、3通道可在電流限制范圍內(nèi)被用作高速輸出點(diǎn)，組態(tài)為PTO輸岀(PulseTrainOutput脈沖串輸出)，分別控制薄膜伺服電動(dòng)機(jī)和下料伺服電動(dòng)機(jī)的脈沖分布曲線。在RSLogix500的“FunctionFiles內(nèi)可找到PTO：0和PTO：1兩個(gè)元素，可組態(tài)PTO,也允許控制程序讀寫關(guān)于脈沖串輸出的信息。圖5為FunctionFile對(duì)話框及主程序畫面。
PLC程序用到的PTO子元素有：
OUT：輸出，定義PTO指令所控制的輸出點(diǎn)號(hào)。
DN：完成，表示定長(zhǎng)計(jì)數(shù)完成，檢測(cè)到此信號(hào)后停止電動(dòng)機(jī)。
OF：設(shè)定伺服電動(dòng)機(jī)的輸出頻率，由所驅(qū)動(dòng)的設(shè)備、機(jī)械結(jié)構(gòu)、移動(dòng)部件決定,范圍為0~20000。薄膜伺服電動(dòng)機(jī)和下料伺服電動(dòng)機(jī)分別為10000和20000,此設(shè)定可在HMI上修改。
TOP：設(shè)定脈沖總數(shù)，即需要PTO產(chǎn)生的輸出脈沖總數(shù)(包括加速、減速階段在內(nèi))。薄膜伺服電動(dòng)機(jī)脈沖總數(shù)=膜袋長(zhǎng)度x脈沖當(dāng)量,下料伺服電動(dòng)機(jī)脈沖總數(shù)=裝袋重量x脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量、膜袋長(zhǎng)度、裝袋重量均可在HMI上設(shè)定。
同時(shí)，還可設(shè)定測(cè)試模式下電動(dòng)機(jī)脈沖點(diǎn)動(dòng)輸出頻率。

4其他功能
橫封和縱封的溫度控制通過接觸器實(shí)現(xiàn),RSLogix500支持的PID占空比輸出方式使接觸器避免頻繁熄合斷開，可延長(zhǎng)其使用壽命。
包裝機(jī)連續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，薄膜架位置有可能偏移，導(dǎo)致薄膜張力不均勻。該包裝機(jī)系統(tǒng)支持手/自動(dòng)調(diào)整薄膜架，手動(dòng)模式下可直接點(diǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)左移或右移；自動(dòng)模式下靠檢測(cè)左右側(cè)的光電開關(guān)動(dòng)作電動(dòng)機(jī)。
5結(jié)語(yǔ)
該包裝機(jī)充分利用了RockwellMicroLogix1500型PLC的特點(diǎn)，結(jié)合人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)一款應(yīng)用范圍廣的包裝機(jī)的智能控制。經(jīng)過測(cè)試，其定量速度可達(dá)70袋/min,計(jì)量準(zhǔn)確度為±1%。目前，此包裝機(jī)已遠(yuǎn)銷國(guó)內(nèi)外，得到了廣泛應(yīng)用。

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