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復(fù)合肥包裝秤屬于顆粒物料包裝秤，自動(dòng)定量包裝由控制柜內(nèi)的稱重控制器西門子S7-200CNPLC完成。在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)包裝時(shí)的出料時(shí)間過長(zhǎng)，需要在每次出料后等待一定時(shí)間，才能進(jìn)行下一輪出料；而且夾袋時(shí)間短，操作者必須快速夾松袋子。操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，也給生產(chǎn)帶來(lái)負(fù)面影響。因此，有必要解決這一問題，開發(fā)能夠在線修改參數(shù)的S7-200CNPLC程序。
1包裝規(guī)模結(jié)構(gòu)及控制規(guī)律。
1.1結(jié)構(gòu)。
包裝秤由上倉(cāng)、控制門、秤體、中間料斗、袋夾、輸送機(jī)、縫紉機(jī)和控制柜組成。具體結(jié)構(gòu)如圖10所示。控制門為大弧門和小弧門，控制快進(jìn)和慢進(jìn)。稱重傳感器旁邊的氣缸控制料筒門的出料，袋托的氣缸用于夾持包裝袋。

1.2控制模式。
包裝秤有三種控制方式:手動(dòng)、單秤自動(dòng)和雙秤自動(dòng)。
1)手動(dòng)控制過程(由按鈕控制):

2)單秤自動(dòng)操作過程(由自動(dòng)秤S7-20ocnplc控制，由手動(dòng)秤按鈕控制):

3)雙秤自動(dòng)操作過程(由S7-200CNPLC控制，帶秤甲和秤乙的出料聯(lián)鎖):

手動(dòng)控制由按鈕操作，而不是S7-200CNPLC。手動(dòng)和單秤自動(dòng)，卸料動(dòng)作無(wú)聯(lián)鎖要求；雙秤自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，進(jìn)料動(dòng)作必須聯(lián)鎖，即第一秤進(jìn)料時(shí)，第二秤不能進(jìn)料，第二秤不能進(jìn)料。出料后，中間料斗門可以在裝料前復(fù)位到位，出料時(shí)間需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
2硬件構(gòu)成。
2.1PLC系統(tǒng)的組成。
在分析原有包裝秤控制模塊結(jié)構(gòu)和控制原理的基礎(chǔ)上，新型控制單元由兩部分組成:可編程控制器主控模塊及其擴(kuò)展模塊。
CPU單元采用CPU222，擴(kuò)展單元為數(shù)字量混合模塊EM223，使用TD200C與S7-200CNPLC通信，可以修改關(guān)鍵時(shí)間參數(shù)。稱重控制器采用日本UNIPULSE的F701，接收稱重傳感器的模擬信號(hào)，輸出切換信號(hào)給S7-200CNPLC，如快加、慢加、不足、過量、自動(dòng)信號(hào)等。稱重不足或過量時(shí)，PLC設(shè)定面板指示燈報(bào)警；其他切換值輸出到執(zhí)行器-氣缸，由按鈕和電磁閥手動(dòng)控制。
根據(jù)S7-200CNPLC的輸入輸出情況，S7-200CNPLC的硬件連接如圖2所示。

2.2手動(dòng)控制的原理。
手動(dòng)控制的設(shè)計(jì)思路是S7-200CNPLC的輸出在手動(dòng)狀態(tài)下斷開電源，電源供給控制箱的按鈕。2.3稱重控制器的輸入和輸出端子。
模擬輸入端子，包括7個(gè)端子，由稱重傳感器的引線連接。數(shù)字輸出端SP1是可編程控制器的快速添加參數(shù)。當(dāng)快速添加參數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制器端子7輸出開關(guān)信號(hào)以停止快速添加。設(shè)定SP2。當(dāng)質(zhì)量達(dá)到SP2時(shí)，稱重控制器的端子8輸出相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)，請(qǐng)求停止緩慢添加。控制器的10、11和23分別是不足、過量和運(yùn)行信號(hào)，端子1、12、13和24是公共端子。
3控制系統(tǒng)軟件編程思路。
設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)原設(shè)備的動(dòng)作判斷PLC輸入/輸出及其邏輯關(guān)系，然后根據(jù)邏輯關(guān)系編制梯形圖。
3.1PLC輸入/輸出和控制關(guān)系。
共有14個(gè)開關(guān)輸入點(diǎn)用于輸入，10個(gè)開關(guān)輸出點(diǎn)用于輸出。詳見圖2。
快速添加和慢速添加:當(dāng)稱重控制器打開“快速添加A”信號(hào)時(shí)，表示快速添加已經(jīng)完成，此時(shí)應(yīng)立即停止“快速添加A”的PLC輸出。同樣，當(dāng)“慢加甲”打開時(shí)，“慢加甲”應(yīng)立即斷開慢加電磁閥。
當(dāng)快加和慢加完成后，稱重也就完成了。如果稱重控制器輸出“不足”或“過多”信號(hào)，PLC直接設(shè)置為面板指示燈，提示需要校準(zhǔn)秤；稱重是出料的條件之一，出料的其他條件之一是裝袋，裝袋，出料前夾緊。卸料時(shí)，兩秤應(yīng)聯(lián)鎖，通過中間變量可靠。
3.2中間變量的控制關(guān)系。
雙秤自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，有些地方需要聯(lián)鎖，有些地方需要設(shè)置最佳計(jì)時(shí)時(shí)間。
1)卸料2秤聯(lián)鎖。如果A秤正在進(jìn)料，B秤無(wú)法進(jìn)料；乙秤投料，則甲秤不能投料。出料結(jié)束時(shí)，充電弧門自動(dòng)打開，稱重包裝秤自動(dòng)復(fù)位，造成連續(xù)出料和充電。因此，出料后一段時(shí)間內(nèi)不能給料筒加料，必須在料筒門關(guān)閉到位后才能啟動(dòng)料筒。如果充電桶門不到位，會(huì)造成過度充電。
2)松開卸料聯(lián)鎖。卸料時(shí)按松袋按鈕不起作用，防止卸料時(shí)有人意外拉按鈕，將物料撒在地上；松袋動(dòng)作不允許釋放物料。松包就是沒有包裝袋。不允許包裝袋放料，物料會(huì)散落在地上；裝袋動(dòng)作需要自鎖，所以只要打開夾袋按鈕，包裝袋就會(huì)被夾住。相應(yīng)的S7-200CNPLC裝袋程序見圖3。

3.3包裝計(jì)數(shù)。
統(tǒng)計(jì)裝箱次數(shù)，一個(gè)是PLC內(nèi)部計(jì)數(shù)，一個(gè)是PLC按每包一個(gè)脈沖輸出，由電子計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)。操作員根據(jù)電子計(jì)數(shù)器的讀數(shù)計(jì)算包裹的數(shù)量。
4.使用有效性。
定時(shí)時(shí)間是包裝系統(tǒng)最重要的參數(shù)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)料時(shí)間和出料時(shí)間需要與其他時(shí)間相比頻繁變化，由TD200C反復(fù)設(shè)定，以滿足實(shí)際要求。主要修改了送料時(shí)間和夾袋時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了在線修改和下載功能。
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試前，設(shè)計(jì)了模擬裝置進(jìn)行調(diào)試，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了修改。
新方案投入使用一年后，包裝作業(yè)周期合理，每個(gè)周期可節(jié)省1秒時(shí)間，裝袋時(shí)間增加0.5s秒。降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，維持了生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

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