1 行業(yè)介紹

包裝機械是指能完成全部或部分產(chǎn)品和商品包裝過程的機械。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及與其相關(guān)的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。

我國包裝機械發(fā)展起步于80年代，當(dāng)時，全機械式設(shè)備配備一臺可編程邏輯控制器(PLC)，用于控制邏輯功能和驅(qū)動器的機械動力軸，但靈活性并不盡如人意?？刂婆c驅(qū)動技術(shù)被證明是包裝機械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)。

如今，包裝機械是一種集機、電、氣一體化的全自動設(shè)備。充分利用最新科技成果，采用氣動執(zhí)行機構(gòu)、伺服電機驅(qū)動等傳動技術(shù)，大大縮短整體機械的傳動鏈，機械結(jié)構(gòu)大為簡化，工作的速度和精度大大提高。

本文開發(fā)的立式包裝機系統(tǒng)完全取代傳統(tǒng)的手工操作，采用自動化技術(shù)，生產(chǎn)出來的包裝產(chǎn)品一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，同時，生產(chǎn)效率高。

立式包裝機

2 方案背景

立式包裝機的特點是動作復(fù)雜、頻繁，有較多的執(zhí)行元件。使用PLC進行編程控制最能顯現(xiàn)出其經(jīng)濟性，PLC的高速計數(shù)和脈沖輸出功能是使用繼電器控制系統(tǒng)所不具備的。綜合考慮經(jīng)濟、實現(xiàn)效果、定位精度等原因客戶采用了億維PLC作為控制系統(tǒng)。相比于其他PLC控制系統(tǒng)而言，億維PLC控制系統(tǒng)的性價比更高。

3 方案需求

4 解決方案

立式包裝機控制系統(tǒng)采用一臺億維X系列經(jīng)濟型X1-32TD PLC控制器，主要控制立式包裝機的整體動作，上位機（操作系統(tǒng)）采用億維經(jīng)濟型UH407系列HMI操作界面，用于進行功能選擇、手動調(diào)試、參數(shù)設(shè)置和自動調(diào)試等用戶操作。

硬件明細表

硬件配置圖

5 機械結(jié)構(gòu)

立式包裝機的機械結(jié)構(gòu)主要由六部分組成：制袋成型器、縱封機構(gòu)，橫封機構(gòu)、打碼機構(gòu)、拉膜機構(gòu)、走膜機構(gòu)組成。

立式包裝機整體結(jié)構(gòu)解析圖

6  電氣控制

立式包裝機電控柜實際配線圖

7 工藝流程

立式包裝機工藝流程圖

8 控制流程

立式包裝機的工藝流程主要包括五部分：填充伺服進行上料填充，拉膜電機按照設(shè)定長度進行拉膜，縱封和橫封氣缸進行縱封橫封，切刀氣缸進行切斷，打碼氣缸進行打碼。

立式包裝機控制流程圖

9 PLC程序設(shè)計

立式包裝機的高速計數(shù)控制程序圖

高速計數(shù)指令解析說明圖

立式包裝機高速脈沖輸圖

圖片立式包裝機PLC外部中斷程序圖

立式包裝機的程序區(qū)塊劃分控制程序圖

10 HMI畫面設(shè)計

自動頁面

立式包裝機的自動操作頁面主要用于打碼、填充選擇、運行調(diào)試動作和顯示、包裝速度和產(chǎn)量計數(shù)等功能。

立式包裝機的HMI自動頁面

11 使用效果

通過現(xiàn)場調(diào)試立式包裝機做出的產(chǎn)品上料產(chǎn)品重量精度大大提高，降低產(chǎn)品的功耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)能，并經(jīng)過長時間測試，上料稱重精度精確到正負(fù)50g，滿足了客戶的要求，而且立式包裝機在運行過程中運行平穩(wěn)、生產(chǎn)效率高；從而可以為客戶提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度，節(jié)約人工成本，改善生產(chǎn)環(huán)境，使企業(yè)的生產(chǎn)成本有所降低。該控制方案很好的體現(xiàn)了億維PLC強大擴展功能和強大指令功能等功能。