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技術論壇  基于PLC的自動灌裝機的設計
基于PLC的自動灌裝機的設計2019-11-18

摘要:隨著我國經濟的快速發展,傳統灌裝機采用的繼電器控制方式,自動化和集成化水平較低,已經不能滿足生產自動化的快速發展。自動化生產線執行機構多、功能復雜,繼電器控制方式不能夠滿足需要。PLC電子秤控制方式具有編程簡單、抗干擾性強、工作可靠性高等優點,逐漸替代了繼電器控制方式。自動灌裝機采用電子秤PLC控制方式,對自動灌裝機的變頻器和伺服電機進行編程控制,對硬件系統和軟件系統進行系統設計,實現灌裝系統的功能設計。

1自動灌裝系統簡介

自動灌裝系統的應用范圍比較廣,主要應用在食品、日化、化工等領域。目前自動灌裝自動化程度越來越高,大量使用電腦和機電一體化的防爆電子秤控制方式,尤其是可編程控制器控制方式在自動灌裝系統的應用較為廣泛。國外的防爆電子秤灌裝系統發展比較成熟,自動灌裝機PLC控制系統為主流的自動化控制系統運行平穩、事故率較低。國內的灌裝機發展比較晚,多數的灌裝機性能比較落后,運行速度、穩定性、精度都比較低。

2 PLC控制在自動灌裝系統的應用

自動配料系統PLC對步進電機和伺服電機進行運動控制,攪拌罐液體灌裝機主要應用于各種機床、自動化生產線和機器人等。PLC既可以進行單機控制,又可以進行多機聯網控制,正在逐漸取代繼電器電路控制,能夠實現邏輯控制和順序控制,稱重系統稱重???/a>在機床、自動生產線、電梯控制等領域應用廣泛。

油墨灌裝系統最大的特點就是系統動作復雜、連貫性要求高、具有較多的執行元件,涂料灌裝機不適合使用大量的中間繼電器來進行系統的控制,溶劑灌裝機PLC具有上百點的內部輔助繼電器和大量的內部專用繼電器,能夠滿足系統的控制要求。助劑灌裝機PLC控制的使用壽命和可靠性也比繼電器控制方式要好很多。PLC應用在涂料灌裝系統上比使用其他的控制方式具有一些明顯的優勢,比如:PLC邏輯控制不需要進行硬件的修改。

3自動灌裝系統的整體設計

首先根據系統的工藝流程和執行機構進行整體分析,灌裝系統的機械機構主要由網帶進瓶機構、導瓶機構、傳送機構、灌裝跟蹤機構及樹脂灌裝機構等構成,執行機構需要互相配合、相互協調,軟件和硬件相結合才能夠保證灌裝系統的順利進行。通過對執行機構的工作流程進行分析,設計和編譯軟件的實現過程。通過對各個過程進行連續動作過程的銜接控制和速度控制,其電氣部分的控制系統主要包括輸入控件、PLC可編程控制器和輸出控件三部分?! ?/span>

傳送帶的速度控制需要考慮的因素很多,灌裝瓶的水平和垂直跟蹤,灌裝停留的速度,溶劑自動灌裝機灌裝的一個周期主要包括5個工步:限位、垂直下降、同步灌裝、垂直上升、回程、成灌裝機的自動控制。灌裝傳送帶系統總體設計方案見圖2。

4主要的I/O分配和系統控制單元 

其中X0,X1,X2三個輸入實現桶口位置檢測,X3X5實現整個系統的手動控制,X14,X15,X16實現灌裝下降、灌裝、關閉的順序控制。Y0,Y1,Y2控制傳送的啟?;俁?,Y3Y11控制灌裝過程。

5灌裝系統的調速系統設計

根據灌裝系統的自動化控制程序設計要求,進行灌裝系統的傳送帶調速系統分析,實際系統調速的閉環控制程序,完成系統對于傳送帶速度的設計要求。

潤滑油灌裝機設計的思路為在皮帶高速穩步運行段,通過測每秒編碼器發出的脈沖數來測得皮帶的實際速度,把這個速度與設定的目標速度進行比較,設置相應的加減速,即可使得皮帶穩速運行。

5.1 通過改變輸出頻率來控制速度

油漆灌裝機通過改變變頻器的輸出頻率來完成頻率的輸出要求,從而來控制速度。當X4處于閉合狀態時,Y0輸出一個300HZ的脈沖。當X4處于斷開狀態時,停止。

5.2 通過改變占空比來控制速度

反應釜稱重灌裝機通過改變頻率的占空比可以對發出的脈沖進行調整,從而進行傳送帶的速度調整。為了方便的利用程序來控制變頻器的輸出頻率,選用PLCPWM輸出功能來控制變頻器的輸出,這樣一來,油墨灌裝機只需改變PLC輸出的PWM波形的占空比,即可改變變頻器的輸出頻率,最終到達對電機調速的目的。

X6閉合時,在指定的通道CH0中,Y0輸出周期502.5ms、占空比為50%的波形,其中,K1為周期控制字,K500代表占空比,最后的K0是代表CH0通道

6 結語

本文通過對自動灌裝系統的調研,樹脂灌裝機PLC應用于自動灌裝系統具有明顯的優勢,通過對系統進行總體設計和不同功能單元的控制,重點對自動灌裝系統的傳送帶調速系統進行了設計分析,完成了自動灌裝系統的功能設計。

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