摘 要：采用 PLC和旋轉(zhuǎn)編碼器作為自立袋罐裝機的控制系統(tǒng),，通過PLC的高速計數(shù)器將旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)角讀取，根據(jù)轉(zhuǎn)角位置發(fā)出控制信號,，簡化了自立袋罐裝機安裝調(diào)試工作,，同時增加了自立袋罐裝機的柔性，提高了可靠性和工作效率,。

關(guān)鍵詞：自立袋罐裝機;PLC;旋轉(zhuǎn)編碼器

1 引言

　　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,，使得機器越來越復雜,，給制造、調(diào)整,、使用和維修均帶來不便,，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,，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)點被廣泛應用于各種工業(yè)控制領域,。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,，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。



圖4 時序圖





圖5 PLC程序流程圖

5 PLC控制部分輸入輸出信號

　　根據(jù)整個循環(huán)工作中PLC要做的工作,， PLC輸入輸出信號如表1所示,。

　　表1 PLC輸入輸出信號




6 結(jié)論

　　通過利用PLC，旋轉(zhuǎn)編碼器以及文本顯示器,，實現(xiàn)了對自立袋罐裝機的準確控制,，簡化了調(diào)整難度，提高了效率和應用柔性。

參考文獻

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