1 前言

包裝機械是集機、電、光、磁等為一體的綜合性較 強的機械產品，目前正朝著速度更快、性能更強、自動 化程度更高的方向發展。枕式包裝機也不例外,它是一 種高效連續包裝機，能完成多種物品的包裝，要求定位 精度準確，包裝速度高。基於PLC和觸摸屏技術的枕 式包裝機控製係統,可以更好地滿足包裝生產的要求， 提高生產效率。PLC具有功能強、可編程、智能化等特 點，可根據生產工藝要求編製程序，直接對設備進行控 製。觸摸屏簡稱PT,是專為PLC應用而設計的一種高 科技人機界麵產品，具有強大顯示和操作功能，對生產 現場進行監控。目前,PLC和觸摸屏控製技術已成為 工控領域中一種重要的控製方式。

2係統方案設計

枕式包裝機要自動完成製袋、封口、切斷、成品輸 出等功能。為使包裝產品整齊、封口質量好，要求對包 裝材料進行準確定位，有效控製熱封溫度，因此對包裝 機的控製要求較高。圖1為PLC和觸摸屏控製的傳動 結構框圖。主電機為三相異步電機，經中間機構傳入輸 送輻和縱封,根據產品生產率要求，其速度由PLC控 製的變頻器來調節。包裝機橫封的運動相對較複雜，封 口時橫封速度要慢，使包裝材料被可靠封住，空走時速 度要快，以確保橫封速度與包裝材料的供送速度相匹 配。由於包裝材料在輸送過程中受張力變化等因素的 影響，使包裝材料的供送速度與封切速度不同步而產 生偏差，因此，需隨時校正，使封切點位置與色標對正。 鑒於此，橫封機構直接由步進電機來驅動，當包裝速度 確定後，縱封速度保持不變，再根據袋長(色標間距)要 求，由PLC確定步進電機的轉速和轉角。另外,檢測並 比較色標信號和封切點位置信號，判定封切點位置是 正常、滯後還是超前,從而修正步進電機的轉速。不同 包裝材料其熱封溫度也不同，當包裝速度高時,熱封溫 度也高，當包裝速度低時,熱封溫度也低，由PLC完成 對熱封溫度的檢測與控製。

3係統硬件組成

係統PLC選擇某公司的FXi"4MR基本型，有14個輸入點，10 個繼電器輸岀點。增加擴展模塊FX2N-4AD,它為四通 道輸入A/D轉換模塊，可通過用戶配線設定輸入，模 擬量範圍是4 mA到20 mA或一10 V到10 V DC,最 大分辨率為12位,增加通信模塊FXin-232-BD和 FXin-485-BD,用於與其它設備進行串行通訊。

縱橫封溫度的測量選用熱電阻(P.100)和溫度變 送模塊(WB),WB的輸出為4〜20 mA,這2路溫度信 號與A/D模塊中的二通道相連，加熱信號由固態繼電 器(SSR)控製；PLC通過A/D模塊讀取溫度信號，與 設定值比較，利用三菱PLC具有的PID指令，進行PID 運算，控製Y2、Y3的輸出，實現溫控。

封切刀的位置信號由電感式傳感器CPS檢測，色 標信號的捕捉由光電傳感器GD來檢測，步進電機選二相混合式步進電機110BYG,該電機最大扭矩可 達10 Nm,步矩角為0. 971. 8。,工作電流最大為6A(可 調)，具有較高的工作頻率。步進電機的驅動模塊選用 SJ-260型驅動器，該驅動器具有很強的抗幹擾性，高 頻性能好，起動頻率高，運行平穩,CP為SJ-260的脈 衝信號輸入端,DIR為電機的正反方向控製端。係統 工作時,PLC檢測並比較2個傳感器信號，通過PLC 的輸出點Y4發出不同頻率的脈衝信號來控製 U0BYG的轉速，通過輸出點Y5來控製110BYG的轉 動方向，實現步進電機的正常運行、糾快運行或糾慢運 行。選用三菱變頻器,型號為FR-S540-1.5K,用該變頻 器的 RS-485 口與 FXjn-485-BD 相連，PLC 通過 RS485 口發出通訊指令，對電機進行調速。PLC通過RS- 485 口最多可與32台變頻器實行通訊。