摘要：介紹基于臺(tái)達(dá)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)平臺(tái)的純凈水自動(dòng)化包裝機(jī)項(xiàng)目研發(fā)。給出原理設(shè)計(jì)和關(guān)鍵程序梯形圖。
It produced pure water’s automatic packing project research which based on Delta motor’s automatic technology plat and gave it’s method design and key process ladder diagram.
關(guān)鍵詞：包裝 PLC 變頻器 觸摸屏
Packing PLC Inverter HMI
1 引言
純凈水現(xiàn)在逐漸的進(jìn)入了千家萬(wàn)戶。傳統(tǒng)的純凈水是瓶裝包裝。為了節(jié)約資源，就像袋裝飲料一樣，未來(lái)的純凈水也會(huì)出現(xiàn)袋裝的。由此，出現(xiàn)了專門用來(lái)對(duì)純凈水進(jìn)行袋裝的包裝機(jī)。這種包裝機(jī)機(jī)械簡(jiǎn)單，造價(jià)低，同時(shí)生產(chǎn)效率高。前景相當(dāng)可觀。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
包裝機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)組件組成光機(jī)電氣一體化系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)多規(guī)格袋裝飲料柔性化包裝。對(duì)包裝膜的長(zhǎng)寬、橫封時(shí)間、縱封時(shí)間以及橫封加熱時(shí)間、縱封加熱時(shí)間進(jìn)行外部人機(jī)界面設(shè)定。包裝膜送膜通過(guò)變頻器驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)，在送膜輥上加裝200線的計(jì)長(zhǎng)編碼器。通過(guò)編碼器進(jìn)行定長(zhǎng)控制。包裝膜被動(dòng)放卷，為保證薄膜不會(huì)走偏，機(jī)械上加裝了糾偏電機(jī)。橫封、縱封都使用氣動(dòng)組件（氣缸）推動(dòng)相應(yīng)的機(jī)械部件完成動(dòng)作。加熱通過(guò)控制微波加熱器完成。電控系統(tǒng)構(gòu)成參見圖1。
圖1 電控系統(tǒng)構(gòu)成示意圖
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 方案設(shè)計(jì)
本方案中主要包括三個(gè)自動(dòng)化部分。
（1）自動(dòng)清洗。自動(dòng)清洗是對(duì)薄膜進(jìn)行噴淋工藝清洗過(guò)程，由生產(chǎn)過(guò)程控制。
（2）自動(dòng)糾偏。自動(dòng)糾偏適時(shí)調(diào)整薄膜在傳動(dòng)設(shè)備上的左右偏差。考慮到薄膜的透明度選用不同的光電傳感器進(jìn)行控制。如果薄膜過(guò)于透明可在薄膜上加色標(biāo)（或
接近開關(guān)）。
（3）生產(chǎn)過(guò)程。生產(chǎn)過(guò)程是最主要的工藝過(guò)程。
·編碼器定長(zhǎng).操作工人在人機(jī)上設(shè)定袋長(zhǎng).將薄膜放到一個(gè)袋子的長(zhǎng)度或設(shè)備檢測(cè)到薄膜上的色標(biāo)后在執(zhí)行其它動(dòng)作。
·薄膜拆卷后通過(guò)設(shè)備管子被卷成對(duì)等的兩部分（翻領(lǐng)成型）。
·垂直封袋,橫封、縱封定時(shí)控制;橫封加熱、縱封加熱定時(shí)控制。
·灌裝定量的水,定時(shí)控制。
·水平封袋，并切斷。為下一個(gè)袋子的底部做好密封。
3.2 分部設(shè)計(jì)
（1）定量給料。采用
水泵的定時(shí)控制。這里需要水泵的轉(zhuǎn)速流量進(jìn)行計(jì)算以確保計(jì)量的精確性。這種方法的誤差可能比較大。
（2）定長(zhǎng)控制。長(zhǎng)度的控制使用編碼器進(jìn)行回饋控制。編碼器聯(lián)在傳動(dòng)軸上反饋到可編程控制上。200線編碼器.裝在送膜輥上.送膜輥周長(zhǎng)L=Πd,高速計(jì)數(shù)到200，即送膜長(zhǎng)度為L(zhǎng)。設(shè)定送膜長(zhǎng)度為X,則需要高速計(jì)數(shù)為：X=200×袋長(zhǎng)／L。
(3)電機(jī)傳動(dòng)。傳動(dòng)使用變頻器帶變頻電機(jī)。變頻器通過(guò)R485通信和可編程控制器進(jìn)行連接。這樣可以在人機(jī)界面上設(shè)定運(yùn)行速度。考慮到薄膜放卷部分的控制可能還需要對(duì)放卷電機(jī)進(jìn)行控制（放卷部分可以使用磁粉方式加張力控制）。
(4)封合控制。封合控制在可編程控制器中可完成。
（5）溫度控制。溫度需要恒溫。可以在可編程控制器中做自動(dòng)整定就可以完成。也可以使用溫控表單獨(dú)控制。
3.3 硬件配置設(shè)計(jì)
設(shè)備選型基于臺(tái)達(dá)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)平臺(tái)（表1）。
表1 硬件配置選型
4 程序設(shè)計(jì)
4.1 人機(jī)操作畫面設(shè)計(jì)
4．2 PLC程序設(shè)計(jì)
（1）I/O與變量表設(shè)計(jì)參見表2。
表2 I/O與變量表
（2）梯形圖設(shè)計(jì)
5 調(diào)試過(guò)程
系統(tǒng)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，主要難點(diǎn)是定長(zhǎng)控制。因?yàn)榭紤]成本問(wèn)題，選用變頻器+編碼器結(jié)構(gòu)，所以在變頻器停止運(yùn)行不象伺服系統(tǒng)會(huì)瞬間停轉(zhuǎn)，因此當(dāng)長(zhǎng)度高速計(jì)數(shù)到達(dá)后，將離合器動(dòng)作，使得電機(jī)雖然一直在運(yùn)行，而送膜輥會(huì)在離合器動(dòng)作的瞬間停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣在很大程度上減小了誤差，精度能夠滿足客戶的要求。
6 結(jié)束語(yǔ)
本項(xiàng)目在電氣方面使用了人機(jī)操作界面、PLC、變頻器。臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品正在以較高的性價(jià)比和優(yōu)良的售后服務(wù)體系以及值得信賴的技術(shù)優(yōu)勢(shì)贏得了客戶的青瞇。本項(xiàng)目基于臺(tái)達(dá)機(jī)電自動(dòng)化平臺(tái)以最快的速度將整套系統(tǒng)開發(fā)成功，在包裝行業(yè)里新興的設(shè)備中爭(zhēng)得了先機(jī)。
