PLC在自立袋罐裝機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
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傳統(tǒng)的自立袋罐裝機多采用繼電器控制，隨著執(zhí)行機構(gòu)的增多，功能的增強，使得機器越來越復(fù)雜，給制造、調(diào)整、使用和維修均帶來不便CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，并且會使故障率增加。
由于目前罐裝機行業(yè)競爭激烈，企業(yè)要在競爭中站穩(wěn)腳跟控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，需要不斷的改進產(chǎn)品質(zhì)量，向自動化、高效化發(fā)展。PLC由于其抗干擾能力強，可靠性高，編程簡單，性價比高等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域。利用PLC實現(xiàn)對自立袋罐裝機的控制，結(jié)構(gòu)簡化，維護方便，可以節(jié)約調(diào)整時間，增加設(shè)備的柔性，同時運行穩(wěn)定可靠。本系統(tǒng)采用西門子S7-200PLC，文本顯示器和OMRON增量型旋轉(zhuǎn)編碼器對原系統(tǒng)進行改造，取得了可喜的成果。
2 生產(chǎn)流程圖
本系統(tǒng)是集灌裝、旋蓋、清洗于一體的生產(chǎn)線，適用于有嘴軟包裝袋的自動定量灌裝、旋蓋，可以灌裝液體、醬料等流體產(chǎn)品。本機采用特殊灌裝頭，可分二次灌裝，當灌裝位置沒有包裝袋時，灌裝頭不會流出灌裝液體，保證了包裝袋產(chǎn)品外觀的干凈整潔。具體流程圖如圖1所示。
圖1 生產(chǎn)流程圖
3 控制系統(tǒng)
原系統(tǒng)采用凸輪系觸發(fā)控制信號，利用五個調(diào)整好的凸輪，來實行工作循環(huán)及節(jié)拍，控制各執(zhí)行機構(gòu)的動作。在執(zhí)行灌裝過程的五個步驟，即：電器聯(lián)鎖，泵工作，閥工作，旋蓋和清洗，要求凸輪在達到一定角度時五個凸輪配合工作。此方法雖然也能滿足控制的要求，但是凸輪位置要求較高，調(diào)整麻煩，設(shè)備的裝配、調(diào)整帶來困難，而且，當生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)發(fā)生變化時，調(diào)整起來相當困難。原系統(tǒng)凸輪系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 凸輪系結(jié)構(gòu)圖
新設(shè)計采用PLC和旋轉(zhuǎn)編碼器實現(xiàn)對各執(zhí)行機構(gòu)的精確控制，使控制系統(tǒng)模塊化，設(shè)備的零部件數(shù)量、結(jié)構(gòu)大為簡化。同時通過與文本顯示器相結(jié)合，還能根據(jù)包裝產(chǎn)品的不同，方便快捷地修改工藝參數(shù)，省去了原始控制面板的設(shè)計與生產(chǎn)，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。
增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點是每產(chǎn)生一個輸出脈沖信號就對應(yīng)一個增量位移角，利用S7-200的高速計數(shù)器指令(HSC)來實現(xiàn)精確讀取旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)角，從而實現(xiàn)對空間凸輪所轉(zhuǎn)過的角度進行檢測。當脈沖數(shù)表明空間凸輪轉(zhuǎn)過所要求的角度時，PLC就發(fā)出指令，要求各執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)的動作，即實現(xiàn)灌裝、旋蓋和清洗。高速計數(shù)器的最高計數(shù)頻率取決于CPU的型號，CPU224有6個高速計數(shù)器，6個單相計數(shù)器，均為20kHz的時鐘速率。
1.電機2.旋轉(zhuǎn)編碼器3.減速器4.凸輪分度器5.出袋口6.清洗裝置7.旋蓋裝置8. 文本顯示器9.灌料裝置10.壓注裝置11.料箱 12.加熱水箱
圖3灌裝機主要結(jié)構(gòu)圖
4 控制系統(tǒng)時序圖及程序流程圖
控制系統(tǒng)的時序是非常重要的控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，既要緊湊，又要滿足各個工序要求，只有安排得好，各執(zhí)行機構(gòu)才能合理執(zhí)行各自的動作。原系統(tǒng)采用凸輪系對設(shè)備各執(zhí)行機構(gòu)進行控制，改造后采用PLC、位置傳感器及旋轉(zhuǎn)編碼器等來完成控制。
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