引言

枕式包裝機主要完成成型、定位、製袋、包裝和封口 等功能，是一種包裝能力非常強，且能適合多種規格產品 包裝的連埃式包裝機。它廣泛應用於工廠企業,其工作 效率的高低直接影響整個生產線的效率，以前,國內的 枕式包裝機電子控製部分比較落後，控製台大而笨重，各量釆用數碼管(LED)分散顯示，操作繁瑣。而利用計算 機對包裝過程中的各個部件進行控製'實現全自動包裝, 可以達到快速、準確和提高生產效益的目的°因此，我們 基於單片機跑31的STD總線結構,在原有機械結構的基 礎上研製成功了枕式包裝機的控製係統。整個係統由 CPU主板、32路光隔離輸人板、32路光隔離輸岀板、15路 智能溫度控製板及顯示模塊等5個硬件模塊和係統軟件 組成,實現了運行過程中各最的實時檢測、LCD多屏動態 屜示、準確的上中下三路溫度控製、精確的袋長定位等多 種控製功能。實際應用結果表明,該係統達到了生產實 際的需求,實現了包裝過程的全自動化，具有很好的可靠 性和較高的性能價格比。

1係統組成及功能

控製係統釆用模塊化結構,主要由8031的STD總線做為主控總線。各部分功能板均以插板形式與總線插槽掛接。枕式包裝機的各 開關量經光電隔離輸人板處理後，送STD總統,CPU對各 個量進行處理。根據設置的需要和機器當前的狀態，通 過光電隔離輸出板輸出各控製量，以驅動包裝機的運轉。 液晶顯示部分采用多屏動態顯示方式，第一屏顯示廠家的有關信息;第二屏顯示設備包裝紙走向圖;第三屏顯示設置信息;第四屏顯示機器運行過程中各控製量的動態 值;最後一屏顯示運行狀態的提示信息，包括正常運行、 正常關機、溫度超限和主機過載等信息。

封口加熱控製利用智能溫度控製板實時釆集上、中下3路溫度值，並完成變換、線性化等處理。為了實現準確的溫度控製，采用加熱Is停Is的方法，直到等於設定 值。達到的溫度精度為±1筆。

為了實現準確的袋長雙向追蹤功能，機器每包裝一 袋而產生的位置隊衝信號，經光電隔離後作8031的INTO 申請。包裝紙上每袋之間的色標脈衝信號，也經光電隔

2控製係統硬件組成和工作原理

2.1 CPU主板及工作原理

CPU主板由總線緩衝與驅動部分,GAI20V8譯碼電 路、DP8573定時電路,MAX1232看門狗電路和存儲器等 部分組成。電路原理框圖如圖2。

2.1.1總線綾衝與驅動

16條地址線、I/O讀寫控製線的緩衝與控製,都由單 向緩衝器74HCT244完成。8位數據線的緩衝與控製使用 雙向緩衝器74HCT245來完成。其使能端直接與 GAL2OV8的輸出端相接，由GAL20V8譯碼邏輯決定，隻 有當IORQ、RD、WR等信號出現時才選中該數據通道。

2. MAX1232看門狗電路

為保證係統的抗幹擾能力，除在軟件上釆取一些措施 夕卜，係統板上加裝了著門狗電路。MAX1232的監督時間 可選,本係統監督時間為600ms°

3. DP8573定時電路

根據係統功能要求，有兩處需要時間定時。其一是計 算袋速時，要査詢秒和0,01s的時間，用以換算岀袋速/分 鍾;其二是在溫度控製中,加溫時要査詢秒的時間,用以控 製加熱1S停1S（或加熱％停2s）的時間。係統中使用了 DP8573的0.01s和秒計時，為了使兩部分定時不互相影響 和奉製，讀時冋使用了兩種方法;①直接it o.ois單元，將 時間存儲到指定內部RAM中，供程序使用；②讀8573的周 期標誌位，根據標誌位的變化確定時間。

2. GAE2OV8譯碼電路

係統各部分的口地址由GAL20V8及相關電路來實 現,地址在0000H - FFFFH之間選擇。

2.2液晶顯示模塊

本係統采用點陣圖形方式LCD顯示模塊DMF651, 該模塊與SED1330控製器連接,顯示分辨度為640 x 2000 在SED1330控製板上的ROM塊27256,已固化了第一屏 和第二屏的漢字和圖形數據，作為5ED133O的外部字符 發生器使用。與LCD顯示模塊接口線,由DMF651本身 決定。8031的4 口與SED1330相接作數據線，因此與用 P。口作數據線相比,編程方法有所不同。

2.3溫度的檢測

溫度部分釆用STD總線15位智能光隔高熱電偶接口 板。其組成框圖如圖3。

2.3.1溫度數據采集

上中下三路溫度經熱電耦傳感後，進人多路轉換開關 CD4O52,由MCS87朝控製，對三路溫度進行分時掃描轉 換。選中的某路溫度值送運放LM324放大，並由電壓信 號轉換成電流信號，送至ICL7135VD的輸入端,轉換成 15位數字量，輸岀至光耦合器TLP521,再送給CPU (8748)進行處理。之後，由中斷服務程序控製送到輸出 鎖存器74LS374,供主機8031讀取。

2.3.2溫度數據的讀取

主CPU（8O31）要讀數據,先査詢狀態。若數據準備 好，就向單片機MCS8748申請中斷。8748響應中斷，轉入 中斷服務程序，把已經準備好的16個字節數據傳送給主 機。因數據變換、線性化和數據處理等，都由8748所組成 的溫度板來完成，因此對於主機來說，在2.16s內，僅占 1ms來讀取數據，極大地減輕了主板的負擔，不會影響整 個係統的各種控製操作。

2.4信號輸入板

本係統的信號輸入采用單端共地輸入方式。該板是--種帶光電翹合器件的開關量輸入 板，它釆用光電耦合器件實現STD總線與設備之間的完 全電隔離，以消除公共地線和電源的幹擾。輸入信號有 15個鍵盤開關信號、主機過載、袋長脈衝、色標信號、位 置信號、追蹤電機脈衝，共計20路信號，全部從輸入板輸 人，由主機對其進行掃描與檢測。當然，根據包裝機的機 械設備需要，也可增加輸入信號，本板可擴充到32路 輸入。

2.5信號輸出板

本係統的信號輸出也采用光電耦合的開關輸出，具有 較強的輸出驅動能力和電平轉換能力，可直接驅動繼電器 和電磁閥等。該板功能框圖如圖5。CPU將數據打人數 據寄存器，經OC門驅動光耦合器件，耦合到功放組件 MC1416,每個MC1416 1件可以驅動7條統，毎統可接 + 24V,200mA的負載。本板有5個MC1416組件，.光耦 台器由OC門74成）6驅動，電源除（+5V）與Vm （+12V）及兩種地線分開，以保證隔離作用。輸出板工作 時，若需要某路有電流輸出.CPU對相應位寫1,經74LS06 反向後輸出0.使光耦導通。光敏發射極輸出1,再經 MC1416反向，送給輸出端一個0負載。因此負載有電流 導通.若不需要有電流輸出，則對相應位與0。輸出板的 口地址設定為FFF4H~FFF7H。輸出板上所接的信號有 麵板上的指示燈和繼電器等。加上正轉電機和變頻複位, 共13路輸出,本板可擴充至32路輸出。