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1、基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计第26卷第4期Vo1.26NO.4湖北工业大学JournalofHubeiUniversityofTechnology2011年O8月Aug.20
2、11[文章编号]1003—4684(2011)04—0051—03基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统的设计龚发云,朱小芹(湖北工业大学机械工拄学院,湖北武汉430068)[摘要]研究了三伺服枕式包装机的控制系统,以可编程序控制器(PLC)作为控制核心,配合伺服系统,人机界面,光电检测等先进技术,控制三轴实现同步运转.该包装机包装速度快,精度高,能有效提高包装质量和生产效率,满足现代商品多样化的需求,具有实际应用价值.[关键词]可编程序控制器;三伺服;枕式包装;控制系统;同步[中图分类号]TP273[文献标识码]:A随着市场经济的发展和人民生活水平的提高,市场
3、上需要有各种相应的包装设备以满足人们的消费需求,因此,包装机的功能和生产效率都有待提高.三伺服枕式包装机是一种能自动完成制袋,填充,封口,切断,成品排除等工序的包装设备,主要应用于食品,化工,医药等行业.适应的包装物一般为块状,筒状规则物品和无规则异形物品.采用PLC控制技术,能有效提高生产率,且包装功能齐备,包装范围大,适应市场需求.1工作过程卷状薄膜经送膜辊,由制袋成型器卷成筒状,并产生封接边,送料装置的推杆将包装物推人筒状薄膜内,牵引辊将薄膜夹紧向前推送,至纵封装置时,对纵缝进行封合,薄膜继续向前供送时,整理带将装有包装物的筒状薄膜整理整齐,经过横封横切
4、部位时,横封横切装置完成横封与切断工序,实现块状包装物料的枕型袋包装,最后由成品输出机构输出[1].三个伺服电机分别控制膜,料,刀三个传动轴,用三台伺服驱动器分别驱动三台伺服电机,可以分别对三轴的运动进行调节,并实现三轴的配合.包装机的送膜和送料同步,由色标传感器,接近开关分别检测送膜和送料的位置.为使横切刀准确地切到色标位置处,需检测切点信号,实时调速.包装机的工作循环见图1.2控制系统的组成控制系统包括可编程序控制器(PLC),执行元件(伺服电机,气缸),操作面板(触摸屏,按钮开关,指示灯和蜂鸣器),检测元件(光电开关,接近开关,传感器和旋转编码器等)等几
5、部分].主要硬件选型:伺服系统,Lenze(内置PLC);触摸屏,UG221H—SR4(彩);光电开关,TL46-WL(三色);温度控制器,E5CZ-Q2;旋转编码器,增量式E6B2一CWZ6C.1一包装膜;2一送膜轴位置检测;3一拉膜牵引轴;纵封轴;4～送料轴;5一送料传送链;6一包装物料;7一整理带;8一横封轴位置检测;9一包装成品;lO一送料轴位置检测;11一横封横切轴图1包装机的工作循环图2.1PLC具有可靠连锁控制特点,自动循环扫描各个输入和输出点的当前状态,并根据梯形图程序所确定的逻辑关系更新输出点的状态,通过控制伺服电机[收稿日期]2011—03
6、—16[作者简介]龚发云(1964一),男,湖北武汉人,湖北工业大学教授,研究方向为包装机械52湖北工业大学2011年第4期运动和气缸动作,完成从膜,料输送到产品输出全过程的自动控制.可实现包装机快速与精准的传动定位(如横切,电子凸轮和纠偏等);以及精确的过程控制(如温度,压力等PID调节).2.2伺服系统伺服系统稳定性好,响应快,闭环控制,精度高.交流伺服电动机运行平稳,在额定转速以内,输出额定转矩;在额定转速以上,恒功率输出.伺服驱动系统自带编码器,实时反馈位置信号,位置控制精度高.2.3触摸屏采用人机界面作为操作界面,进行各种参数设置,状态显示等,完成操
7、作人员与PLC之间的通讯对话.通过触摸屏对各种参数进行设置,以菜单形式显示功能切换,数据输入,运行状态等.运用EV5000软件进行各画面设计,包括功能选择画面,数据显示画面,参数设置画面等],主要操作画面见图2,3.图2运行界面图3工作模式选择界面2.4光电开关检测包装膜上的色标,对色标进行跟踪定位,精确地追踪到切点的位置,使横封刀能在色标处准确进行,保证包装成品商标图案完整.封切精度±0.2mm.2.5温度控制器集成了四路PID进行封口的温度控制,根据包装膜的品种及包装速度的快慢选择适当设置温度,当温度未达到设定值时,继续加热,包装机不启动;当温度达到设定值
8、时,停止加热,继续工作,直到低于设定值
