全自动定量包装机的PLC控制系统

龙源期刊网控制系统作者：刘金娥杨开来源：《中国新技术新产品》2016年第01期摘要：随着工业化发展速度的逐渐加快，自动化设备在工厂日常生产中的作用越来越突出，传统通过容积计算确定产品定量的方式已经不能满足快速发展的市场需求，为解决消费者与生产厂家在此方面的矛盾，以长时间的生产衡器经验和引进国外先进技术为基础的全自动定量包装机出现，其以绿色生产为设计理念，利用PLC控制系统实现高水平自动化、模块化，可靠性、可塑性、可操作性都较理想，本文针对全自动定量包装机的PLC控制系统构成、功能及实现展开研究，为全自动定量包装机设备优化作出努力。关键词：全自动定量包装机；PLC控制系统；研究中图分类号：TP273文献标识码：A全自动定量包装机是将自动控制、计量、新传感器、计算机管理等技术集中应用于一体的机电一体化设备，其可以严格按照预先设置的程序标准自动进行物料供给、计量、充填、包装及成品输送等操作，极大地节省了人力，而且在计量准确性、生产工期等方面相比传统方式更有保证，而PLC控制系统是其功能实现的关键。一、全自动定量包装机的PLC控制系统构成及功能（一）全自动定量包装机的PLC控制系统构成完整的PLC控制系统通常由PLC硬件、通讯设备及HMI构成，而PLC硬件由电源模块、CPU模板、I/O模块等部分组成，按功能划分为单机和冗余系统两部分，所谓单机系统即同一机架上同时具有CPU和I/O模块，而冗余系统由两个不存在I/O模块的机架或多个远程I/O机架构成，以此保证系统在发生故障时仍可持续运行，通讯设备中最常见的是交换机，而HMI主要指触摸屏和工控机两部分，而且工控机需要相应的编程及组态软件，以实现正常的下载、修改、上传等操作。PLC控制系统的核心部分为CPU，其在电源模块持续提供电源的情况下利用机架背板总线与安装于机架上的模块实现通讯，并在对硬件自检的前提下，进行槽位模块安装检查和程序扫描，将I/O模块值进行存储和定期更新，通过模拟量模块对设备各模块进行轮询并不断对各通道进行更新，并在程序执行结束后直接将结果进行输入和输出，即使HMI发生故障也不会影响系统的正常运作。（二）全自动定量包装机的PLC控制系统功能龙源期刊网控制系统软件以向导式方式安装，具有对自身和周边系统联锁控制，对控制系统内部电机、各种给料机、挡板、料门、计量斗等构件运行状态控制，对状态传感器运行状态检测，对现场情况进行实时监督及随时报警，将系统的运行状态及时传输给上位机并接受上位机全程监督等功能。二、全自动定量包装机的PLC控制系统实现全自动定量包装机由工控机、自动定量秤和自动包装机组成，控制机主要用于对流水线工艺装置进行监视和相关数据管理，以保证设备完成预期操作，自动定量秤由称重传感器、状态传感器、给料机构等控制结构组成，其主要功能是对产品物料实现准确计量，而由热合机构、自动套袋机构、传送机构等单元构成的自动包装机主要完成产品包装、编码打印、成品运输等工作，PLC控制系统是对全自动定量包装机三大主要构成协调管理的主要工具，其发挥作用依赖于全自动定量软件系统设计。在系统运行前首先判定其处于运行还是校准状态，当系统处于校准状态时可以根据全自动定量包装机所加工产品标准对相关仪表进行功能参数设定和具体较秤，当系统处于运行状态时，要完成自检和工作状态分析，自检主要针对给料机构、气路系统等进行，工作状态分析首先要将系统恢复到初始化程序，多次重复系统运行断开操作，直至循环程序重计量斗内的物料全部卸完，在计量斗实现去皮重后，循环程序准备工作，在此过程中要注意检测相关仪表是否存在错误，如果仪表中存在错误要及时发出报警立即维修。在确定仪表等设备没有问题后进行手动及自动状态判定，如果处于手动状态可直接进行手动操作，若判定处于自动状态，则利用循环程序实现系统中的粗细物料机同时给料，在物料称重达到提前量设置标准时粗给料停止，直至称重达到终值细给料也停止，此时应注意在仪表稳定后计量斗门才可允许放料，由于在卸料的过程中计量不会受到计量斗顺序的影响，所以当包装机发出工作信号后，任何秤都可以进行直接的卸料，而为避免多个秤在同时卸料的过程中影响物料称重，要施行“卸料互锁”即一端秤卸料时，其他端的秤停止卸料，当多个秤同时完成物料填充工作要按照编程中的顺序逐个进行卸料。为实现仪表及PLC与上位机的通信连接，可利用RS485总线型式实现与上位机COM1端口的连接，PLC内部设置的RS232要与上位机COM2连接，为实现仪表及PLC与上位机运行状态一致，采用半双工点对点传输方式作为通信形式，当其距离较远时可利用转换机将RS232和RS485电平进行转换，传输数据特殊状态，可利用数据寄存器辅助传输。结语通过上述分析可以发现，全自动包装机PLC控制系统的应用极大地减轻了生产人员的工作压力，有力地推动了工业生产，但要以具体生产产品特征进行针对性的设计，由此保障其使用的稳定性，由于不同厂家生产流程存在差异，对PLC控制系统设计的客观性会直接影响到全自动定量包装机的PLC控制系统的实现情况，所以具体应根据实际结合自身生产情况而定。龙源期刊网参考文献[1]付长江.强制给料定量包装机的研究[D].天津科技大学，2010.[2]贾红玲.全自动包装机PLC控制系统设计[J].化工管理，2015（05）：15.[3]邹俊刚，李诗龙.DCS-50小型全自动定量包装机的研制[J].武汉工业学院学报，2013（04）：11-14+22.