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某公司某系列PLC自問世以來，因其優(yōu)越的性能及合理的價格在許多工業(yè)自動化領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。本文介紹PLC產(chǎn)品在枕式包裝機上應(yīng)用的設(shè)計方案。這種枕式包裝機是上海某公司上海某機械廠生產(chǎn)的YLIIH5擠壓型冰淇淋生產(chǎn)線的配套設(shè)備，一條生產(chǎn)線可配一臺或多臺這樣的包裝機。該包裝機也可以脫離冰淇淋生產(chǎn)線單獨使用，為其它食品進行包裝，其包裝方式為兩邊橫向熱封口及縱向熱封口，是當今比校先進的包裝方法。

為使包裝出的產(chǎn)品整齊，美觀，要求包裝機在 包裝時有校精確的定位功能以及良好的熱封質(zhì) 量，因此對包裝機的控制要求較高。首先,包裝機的送料速度必須與生產(chǎn)線輸送帶的速度同步，其 次,包裝紙的送紙速度要與送料速度基本一致，但 是由于紙張的柔韌性，送紙速度必須不斷進行調(diào) 整，以提高切紙及封口的精確性。另外，橫向封口 時,封裝頭的轉(zhuǎn)速必須在一轉(zhuǎn)內(nèi)，即兩次封口間自 動快慢調(diào)節(jié)c封口時，橫封轉(zhuǎn)速要放慢.使包裝紙 可靠地封住，而在空走時，轉(zhuǎn)速要加快，確保橫封 轉(zhuǎn)速與送料速度匹配，最后是封口的溫度控制，根 據(jù)包裝紙的品種及包裝速度快慢控制溫度，不同 的包裝紙,要求的封口溫度各不相同。同時，包裝 速度高時，要求溫度相對高一點，速度低時，封口 溫度應(yīng)相對降低，包裝質(zhì)量的優(yōu)劣,溫度控制是相 當重要的環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的枕式包裝機并未使用PLC控制，機械 控制占主導(dǎo)地位，一套龐大而復(fù)雜的機械傳動系 統(tǒng)用來跟隨生產(chǎn)線的輸送速度。送料速度與送紙 速度一致，送紙速度難以進行自動跟蹤調(diào)節(jié)，橫向 封裝采用機械偏心凸輪技術(shù)來調(diào)節(jié)橫封轉(zhuǎn)速的快 慢組合，封口溫度使用8個溫控儀進行控制，傳統(tǒng) 包裝機的問題在于有一套龐大的機械傳動系統(tǒng)， 包裝不同的產(chǎn)品，須更換不同的齒輪及偏心凸輪 來保證包裝機包裝的準確性，精度欠佳。在更換 包裝紙品種或調(diào)整包裝速度時，每個溫控儀的設(shè) 定溫度必須逐個調(diào)整，工作相對較繁瑣。

新型枕式包裝機，使用PLC作 為電氣控制系統(tǒng)，選用兩臺西門子變頻調(diào)速器分 別控制送料和送紙速度，橫向封口使用步進電機 進行定位和轉(zhuǎn)速調(diào)整，提高包裝的精度和質(zhì)量。

經(jīng)過反復(fù)論證及選型，最后確定使用PLC完成系統(tǒng)控制，因為有自己的步進電機控制及定位模板，可以 方便地進行步進電機的控制。同時,模 拍量輸入輸出模板可以用來進行溫度測量和控制 以及變頻調(diào)速器控制c另外，配置的 MPI多點通訊方式，可使CPU與人機操作面板0P 及其它CPU方便地連接進行通訊聯(lián)系°由于整條 冰淇淋生產(chǎn)線也選用控制系統(tǒng)，因此包裝機與生產(chǎn)線CTO之間的通訊聯(lián)系可使整 個生產(chǎn)過程更加協(xié)調(diào)一致。性能更趨完美°

包裝機PLC的具體配置為：

• 電源模板PS307
• CPU314
• 數(shù)字量輸入模板EM321
• 數(shù)字量輸出模板EM322            .
• 模擬量輸入模板EM331
• 模擬量輸岀模板EM332
• 定位及步進電機控制模板FM353

魁步進電機功率單元FM STEPDRIVE

⑨人機操作面板0P5

整個控制系統(tǒng)的大致工作過程如下：

使用接近開關(guān)來測量生產(chǎn)線輸送帶的速度， CPU根據(jù)測量值計算出包裝機應(yīng)該具備的送料及 送紙速度，并將它們折算成變頻調(diào)速器所需要的 模擬量輸入值，通過模擬量輸出模板將模擬量值 傳洛給變頻調(diào)速器進行速度控制。送料及送紙的 速度通過測量再反憒給CPU,進行局部閉環(huán)控制， 提高速度控制的精度。

光電開關(guān)測量包裝紙上的色標，用來確定切 紙及封口的精確位置，由于包裝紙有一定的伸展 特性，送紙速度在與送料速度保持基本一致的基 礎(chǔ)上，根據(jù)光電開關(guān)測得的色標位置進行適當?shù)?調(diào)整，使切紙及封口能在色標處準確進行，保證包 裝圖案的完整性。

為進一步提高橫向封口的準確性，橫封轉(zhuǎn)速 由步進電機控制替代以前的偏心凸輪控制，S7- 300的功能模板FM353很好地勝任這一控制任 務(wù)。CPU根據(jù)送料速度確定歩進電機的旋轉(zhuǎn)速度， 同時根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器給岀的定位信號，F(xiàn)TW353調(diào) 整一周內(nèi)的轉(zhuǎn)速，進行精確的定位*快建控制,，確 保足夠的熱封時間以及橫封與送盛的同步匹輪。

溫度控制采用電加熱方式，利用模擬量孺人 模板及數(shù)字量輸出模板來完成，模擬 量輸入模板可以直接連接熱電隅進行溫度測量， 并有內(nèi)部補償功能。根據(jù)包裝紙品種及包裝速度 確定封口溫度，通過數(shù)字量輸出模板進行加熱或 停止加熱控制，保持溫度在設(shè)定點穩(wěn)定，將不同包 裝產(chǎn)品的各種不同封口溫度設(shè)定值制成數(shù)據(jù)庫存 儲于CPU中，在操作面板上輸入需包裝產(chǎn)品的品 名以及包裝紙型號，CPU將自動得岀相應(yīng)的封口 溫度，進行適當?shù)臏囟瓤刂啤?/span>

本系統(tǒng)中配置了西門子0P5操作面板，當包 裝機獨立使用時，通過0P5來設(shè)定包裝產(chǎn)品的型 號，包裝紙的型號，同時設(shè)定送料速度。系統(tǒng)運行 時，0P5顯示封口的實際溫度值，送料速度等包裝 機的運行情況，故障報警提示及排除方法顯示，方 便了操作工的現(xiàn)場操作C

由'于整條生產(chǎn)線采用PLC控 制，包裝機的CPU通過MPI接口與生產(chǎn)線上的 CPU進行通訊。生產(chǎn)線將所生產(chǎn)的產(chǎn)品品種，輸送 速度等相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給包裝機，包裝機根據(jù)送來 的這些數(shù)據(jù)，自己確定控制方式，無須人為干預(yù)。 同時自動調(diào)整封口溫度值，使整條生產(chǎn)線更加協(xié) 調(diào),控制特性更加完整。

釆用控制系統(tǒng)后，包裝機省掉了 復(fù)雜的機械連動系統(tǒng)，提高了包裝精度以及控制 的靈活性,不同包裝產(chǎn)品，只需在操作面板上通知 PLC,其它事情由PLC完成，大大提高了包裝機的 自動化程度，體現(xiàn)了機電一體化控制的優(yōu)越性。