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1包裝機控制原理
用于均質(zhì)粉、細(xì)顆粒膏狀物料的自動包裝機屬于機電一體化設(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控制薄膜伺服電動機，牽引薄膜架上的卷軸,使一個完整膜袋的薄膜行進(jìn)到工作區(qū)，并從縱橫兩個方向?qū)δごM(jìn)行密封；同時，PLC控制下料伺服電動機帶動螺桿將儲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氣，在膜袋上打印日期并切斷膜袋，完成一個工作循環(huán)。
工作循環(huán)周期時間由工作速度決定，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DC24V電流型數(shù)字量輸入模塊，可分兩組（8點共一個24V電源）。1769-0B16為16點DC24V電流型數(shù)字量輸出模塊。
另外，包裝機系統(tǒng)還配有1769-IT6型6點支持熱電偶和mV信號的溫度輸入模塊及人機界面（可設(shè)置參數(shù)并監(jiān)控系統(tǒng)）。人機界面產(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，型號為2711-T6C16L1,5.7英寸帶DF1通信端口和PS232打印機接口。人機界面與PLC通過DF1通信，通信電纜型號為2711-NC13。
3軟件設(shè)計
控制系統(tǒng)軟件設(shè)計由PLC和HMI兩部分程序構(gòu)成。PLC采用某公司RSLogix500編程軟件，人機界面采用某公司的PanelBuilder32軟件編程，實現(xiàn)操作人員同PLC之間的對話，并設(shè)有密碼保護?，F(xiàn)對包裝機時序和伺服電動機控制予以說明。
3.1時序分析
自動包裝機是一個典型的時序控制系統(tǒng)，圖4為包裝機的時序分析圖。
圖4中，下料工作時間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))/伺服電動機工作頻率X1000；牽引工作時間T12由袋長和牽引速度決定，即^(ms)=袋長(mm)x脈沖當(dāng)量(每mm的脈沖數(shù))/伺服電動機工作頻率x1000；橫封工作時間T13包含橫封前進(jìn)時間和橫封咬合時間；縱封工作時間T14包含縱封前進(jìn)時間和縱封咬合時間。
橫封工作的循環(huán)作為整個工作循環(huán)的標(biāo)志,丁3+43《7。為確保系統(tǒng)能夠正常工作，各定時器

之間要保證以下邏輯關(guān)系。
(1)下料延遲時間L>牽引延遲時間&；
(2)在橫封真正咬合前，必須完成牽引，否則會引起故障，即7\+九《烏+橫封前進(jìn)時間；
(3)在橫封真正咬合前，必須完成下料，否則會引起故障，即T2+Tl2^T3+橫封前進(jìn)時間；
(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氣，否則無法下料，即r7>rto
3.2伺服電動機控制
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，組態(tài)為PTO輸岀(PulseTrainOutput脈沖串輸出)，分別控制薄膜伺服電動機和下料伺服電動機的脈沖分布曲線。在RSLogix500的“FunctionFiles內(nèi)可找到PTO：0和PTO：1兩個元素，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號。
DN：完成，表示定長計數(shù)完成，檢測到此信號后停止電動機。
OF：設(shè)定伺服電動機的輸出頻率，由所驅(qū)動的設(shè)備、機械結(jié)構(gòu)、移動部件決定,范圍為0~20000。薄膜伺服電動機和下料伺服電動機分別為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))。薄膜伺服電動機脈沖總數(shù)=膜袋長度x脈沖當(dāng)量,下料伺服電動機脈沖總數(shù)=裝袋重量x脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量、膜袋長度、裝袋重量均可在HMI上設(shè)定。
同時，還可設(shè)定測試模式下電動機脈沖點動輸出頻率。

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，可延長其使用壽命。
包裝機連續(xù)運行一段時間后，薄膜架位置有可能偏移，導(dǎo)致薄膜張力不均勻。該包裝機系統(tǒng)支持手/自動調(diào)整薄膜架，手動模式下可直接點動電動機左移或右移；自動模式下靠檢測左右側(cè)的光電開關(guān)動作電動機。
5結(jié)語
該包裝機充分利用了RockwellMicroLogix1500型PLC的特點，結(jié)合人機界面，實現(xiàn)了對一款應(yīng)用范圍廣的包裝機的智能控制。經(jīng)過測試，其定量速度可達(dá)70袋/min,計量準(zhǔn)確度為±1%。目前，此包裝機已遠(yuǎn)銷國內(nèi)外，得到了廣泛應(yīng)用。

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