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1、全自动包装机PLC控制系统设计:包装机的工作原理摘 要：介绍了全自动包装机工作原理，设计了以F_2N系列PLC为根底的全自动包装机控制系统，重点介绍了控制系统的硬件配置、输入输出点分配和软件设计。【关键词】：p ：包装机；可编程控制器；控制系统 引言 现代社会对物品的包装要求越来越高，为使包装出的物品整齐、美观并且具有良好的包装质量，要求包装机具有准确的动作、定位精度及较高的消费率和一定的柔性，因此对包装机的控制要求是非常高的。传统的继电器已经不能满足现代消费的要求了，所以研制高效、经济且有一定柔性的新型包装机械是市场的迫切需要。本文着重介绍了一种基于PLC的全自动小袋包装机控制系统，对控制系
2、统中硬件设计和软件设计做了详细的介绍。1 全自动小袋包装机的工作原理全自动小袋包装机具有制袋、充填、封口、日期打印、切断袋膜等功能的包装设备。其工作原理是将卷膜按照规定的供膜要求安装好后，卷膜由走袋电机通过同步带轮带动两组同步带将薄膜带动行进。当薄膜通过打印器时，可自动打印上需要的消费日期。薄膜经翻领成型器，通过纵封器的纵封将薄膜制成袋筒，袋筒经横封器进展下横封此时上、下横封同时进展，袋膜经过刀片从上、下横封中间切断，刀片上的为上袋下横封，刀片下的为下袋上横封。物料通过料斗的料位检测，电控系统自动控制上料机的启停使料斗内的物料保持一定的高度，形成稳定的料压，以保证计量精度的稳定性。物料充填量杯
3、后，超出杯口的物料由刮板刮平，当物料视比重变化时，可通过旋转计量调整机构手轮改变量杯容积，到达计量精度要求。物料通过下料筒流入袋膜中进展上横封，上、下横封工序完成后，装有物料的袋膜通过自重，自动落入溜板输出机外。2 PLC控制系统的硬件设计2.1 PLC选型在包装机电控局部的设计中，考虑到包装机运作复杂，传感器多，干扰大，而PLC具有可靠性高、控制功能强、编程方便等优点，笔者采用可编程控制器作为其主控制器。该控制系统采用日本三菱公司消费的F_2N-48MR型可编程控制器，选用AC电，DC24V电输入，继电器输出。F_2N系列PLC是三菱公司近年来推出的高性能小型整体式PLC，能实现高速运算，根
4、本指令每步0.08微秒。程序容量最大16K步，根本指令有27条，步进指令有2条，功能指令有298条。内附高速计数器、内部元件很丰富，是一种功能很强大的小型PLC。由于其构造紧凑小巧、执行速度快、功能强大及性价比拟高等特点，符合本系统各方面要求。2.2 硬件配置系统硬件配置构造框图如图1所示,包括中央处理单元及I/O扩展单元、检测元件(光电开关和接近开关等)、操作面板(触摸屏,按钮开关和指示灯)、控制元件(交流接触器和电磁阀)以及执行元件(电动机和气缸)等几局部。触摸屏作为设备控制的操作界面,承受来自操作人员的操作指令并指示设备的运行状态，并以菜单形式显示机器启停、功能切换、工况检测、数据输入与
5、修改、运行状态、故障报警等,使参数组态变得更为方便；检测元件检测料位计量、投料完毕信号，以及各局部的动作完成情况；PLC自动循环扫描各个输入输出点的当前状态,并根据梯形图程序所确定的逻辑关系更新输出点的状态,通过通断交流接触器和换向电磁阀来控制电动机的启停和气缸的动作,从而完成从卷膜输送到物料排出全过程的自动控制。图 系统构造框图2.3 输入输出点分配自动包装机工艺过程由袋成型、充填、封口、冷却等几局部组成，包装机控制系统输入信号有：启动、停顿及急停信号，平安门开关检测，卷膜袋长色标检测，缺袋检测，定量充填局部返回物料充填信号，动盘到位检测，横封到位检测，横封脱开检测，横、纵封完毕检测。输出信
6、号有：卷膜牵引启动，卷膜横封控制(热封进)，卷膜横封完毕(热封退)，防止过冲刹车控制，水冷却控制，卷膜纵封控制，卷膜切刀控制，打印控制，转位电机控制，搅拌送料电机启停控制信号等。综合上述控制要求，并基于整个控制系统总本钱及备用点考虑，本设计选用输入24点、输出24点的PLC根本单元。I/O点分配如表1所示。 表1 输入输出分配表输入端子说明 输出端子说明 _000启动信号Y000供料电机_001停顿信号Y001搅拌电机_002急停按钮Y002下料电机_003检测平安门开Y003搓轮电机_004检测料满Y004打印机_005检测无袋标志Y005动盘电机_006检测到光标Y006刹车汽缸电磁阀_0
7、07检测动盘到位Y007横封汽缸电磁阀_010检测横封到位Y010纵封汽缸电磁阀_011检测横封脱开Y011切刀气缸电磁阀_012检测横、纵封完Y012冷却气缸电磁阀3 控制系统软件设计控制系统软件由两方面组成：即人机交互界面程序和PLC主控程序。人机交互界面程序完成操作人员同PLC之间的对话，主要是各个操作画面之间的互相切换和每个操作画面各个按键动作所对应的PLC程序的控制位。比方，在图2中可进展运行方式选择，图3中可进展时间参数修改等等。图2运行方式选择页面图3修改时间参数页面全自动包装系统的主程序流程如图4所示，系统运行前先判断横封和纵封温度是否到达设定温度及平安门是否关闭，同时还用来检
8、测控制设备是否出错，假设有错误，程序不能正常工作，发出报警信号，以便排除。接着进展手动和自动状态判断，假设处于手动状态，进展手动操作，假设处于自动状态，设置好相关参数后进展循环工作程序。 图4 系统控制流程图 4 结语本文所设计的系统简单，易于操作，加工产品范围广。该系统经过一年多的现场运行及完善说明，采用PLC集中进展控制，到达了预期设计效果，包装规格为500g袋或lO00g袋，定量速度为60袋min，计量精度为1。可广泛应用于食品、粮食、医药、化工等行业，大大进步了工作效率。【参考文献】：p ：1雷伏元.自动包装机设计原理.天津：天津科学技术出版社，19952 F_2n系统微型可编程控制器适用手册.广州：正海科技开发，1996第 5 页 共 5 页