UN200PLC完美替代S7-200|UniMAT PLC在包裝機(jī)上的應(yīng)用
一、前言
包裝機(jī)的種類繁多，分類方法很多。從不同的觀點(diǎn)出發(fā)可有多種，按機(jī)械種類分為：液體包裝機(jī)、粉劑包裝機(jī)、顆粒包裝機(jī)、貼體包裝機(jī)、醬類包裝機(jī)、電子組合秤包裝機(jī)、枕式包裝機(jī)；按包裝作用分，有內(nèi)包裝、外包包裝機(jī)；按包裝行業(yè)分，有食品、日用化工、紡織品等包裝機(jī)；按包裝工位分，有單工位、多工位包裝機(jī)；按自動化程度分，有半自動、全自動包裝機(jī)等。
本文詳細(xì)介紹的兩款包裝機(jī)采用UniMAT PLC的升級情況。
二、升級前后對比
1：布局整潔美觀程度
圖1：改造前設(shè)備布局
圖2：改造后設(shè)備布局
可以看出：改造前明顯布局雜亂，占地面積大，設(shè)備維護(hù)難度大；改造后布局美觀整潔，易于維護(hù)。
2：功能拓展的便利性
改造前：采用微型的包裝專用控制器，程序固化，如果要實(shí)現(xiàn)功能的改變，就必須對控制器底層非常熟悉，這對于一般的電氣工程師是有難度的。
改造后：采用可編程控制器，功能拓展非常方便，工程師可以在幾個小時內(nèi)編制并調(diào)通新的功能。
3：換線生產(chǎn)的便利性
圖3：換線生產(chǎn)的對比
改造前：如果需要改變包裝規(guī)格，操作工人需要去更換減速機(jī)，齒輪，連桿等機(jī)械設(shè)備；
改造后：如果需要改變包裝規(guī)格，只需要需要在HMI輸入更換后的參數(shù)即可。甚至可以做到一鍵切換，明顯增加了工作效率。
三、系統(tǒng)配置
四、系統(tǒng)概述及要求
包裝機(jī)的流程：給料控制、推耙控制、送膜控制、切刀控制、封邊控制、折角、整形。
對控制系統(tǒng)的要求：要求HMI中設(shè)置手動與自動切換功能、熱電偶控溫功能、伺服的控制膜長功能、計數(shù)功能等。下膜方式又分定長與跟標(biāo)模式。
工藝結(jié)構(gòu)圖如下：
圖4：工藝結(jié)構(gòu)圖
圖5：部分控制程序
手動模式主要做設(shè)備開機(jī)前檢修用，操作人用手動可先測試達(dá)到需要的包裝效果。在自動運(yùn)行模式下，顆粒包裝機(jī)的大致流程如下：
圖6：控制流程圖
顆粒型的包裝機(jī)控制難點(diǎn)在于：由于不是連續(xù)給膜，設(shè)備的包裝速度這個指標(biāo)受到從拉膜到下次拉膜信號發(fā)出這個周期的時間影響。特別是對于封膜時，由于膜種類不同，加熱延時封膜的時間也會不同。所以需要控制好給料速度與整個包裝過程周期的匹配性。
由于延時時間的固定性，如果下料的速度給定，需要以給定的時間去下指定長度的下膜量，即指定的速度去下膜。這個下膜速度不能超過步進(jìn)或者伺服的規(guī)定速度，同時，下發(fā)的包裝速度的也不能過大。
設(shè)間隔的給料時間為T給料,則：
T給料>=T包裝下膜+T包裝封膜延時
否則這個包裝速度也是不能達(dá)到的,需要在HMI上面做限制。
三維膜包裝機(jī)設(shè)備工作流程大致為:
從輸送帶過來的帶包裝設(shè)備，觸發(fā)到微動開關(guān)，此時會給帶動的推耙的伺服一個控制信號。推耙將物料推送至過橋板，此時下膜伺服電機(jī)已經(jīng)在上一個循環(huán)時，下了一張設(shè)置長度的膜，物料通過膜后控制器給出切刀信號，將膜切斷。同時凸輪帶動的大邊封機(jī)械機(jī)構(gòu)將大邊封住，物料繼續(xù)往下推，此時物料的推送是靠推耙的下一個循環(huán)推出的物料來帶動整個物料線的移動。大邊封好的物料會經(jīng)過折角器，通過折角機(jī)械設(shè)備后，設(shè)備在到達(dá)左右側(cè)封區(qū)以及上下整形區(qū)。出來的產(chǎn)品就是我們平常包裝好的設(shè)備了。
下膜伺服電機(jī)會根據(jù)客戶的包裝需求設(shè)置為“定長模式”和“色標(biāo)模式”定長模式即按照指定的長度和速度下膜，此種應(yīng)用一般在三維透明膜包裝上。色標(biāo)模式通常用在其上有色標(biāo)的包裝膜上，客戶需要設(shè)置指定正負(fù)偏差，或者為0直接停在色標(biāo)上。此機(jī)型用我司的UN226PLC升級后，對色標(biāo)模式的定位誤差也達(dá)到了客戶的要求。膜的控制要求除了控制長度外，控制器還設(shè)有易拉線口，用切換開關(guān)設(shè)置易拉線口的投用。此外我們還充分考慮了客戶產(chǎn)品的安全因素：拉線口與下膜的互鎖、切刀與下膜的互鎖、折角器與邊封的機(jī)械互鎖等，這些都是普通的微控制器所做不到的。
圖7：色標(biāo)模式的界面及控制程序
五、結(jié)束語
通過兩次包裝機(jī)的升級改造，驗(yàn)證了UniMAT PLC:UN124XP和UN226在設(shè)備上的實(shí)用性和億維自動化在包裝行業(yè)給予客戶的比較方便和完美的一整套自動化解決方案和服務(wù)。本次改造獲得了客戶的好評，使他們的產(chǎn)品更加的靈活操作更加簡單有效。
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