膠訂包本機PLC電控系統設計

摘 要：在廣泛了解、借鑒國內外先進技術的基礎上，本文介紹了一種新型的包本機PLC自動控制系統的硬件、軟件設計。該系統采用PLC控制技術，實現包本機自動控制，具有無級調速自動上書皮，書心、書皮自動檢測，加熱時間定時控制，加熱溫度自動控制，故障顯示、聲音報警等功能，提高了包本的質量和速度。

關鍵詞：可編程序控制器 變頻調速器 包本機

一、設計要求

本設計采用PLC可編程控制器等先進技術，可實現自動包本、上書皮等功能。主要技術要求如下：包本速度，3000本/每小時，電源三相四線380V/50Hz；總功率，21 kW；電動機總功率，13.5kW；加熱功率，7.5kW；包本速度，8～11本/分鐘。

二、PLC的選用

PLC的選用與繼電器控制系統的元件選用不同。繼電器系統元件的選用，必須要在設計結束之后才能訂出各種元件的型號、規格和數量，確定控制盤、控制柜的大小等；而PLC的選用，在應用設計開始時即可根據工藝提供的資料及控制要求等進行。

根據PLC開關量I/O模塊的選擇原則，OMRON的PLC符合要求，其結構更緊湊，指令運行時間短，機器運行速度快，生產效率高，抗干擾能力強，易維修和維護，靈活性和性價比都比較高，所以選用OMRON的PLC可以滿足包本機控制系統的要求。

三、硬件電路設計

包本機的主要工藝流程為：人工供給書芯、銑背、劃槽、刷背膠、勻膠及刷側膠、自動供給封皮、壓痕、包書及收書，最后是人工堆積。如果能準確控制這些過程，包本機就可以正常運行。

本設計的包本機采用13個書夾的膠訂包本設備，電氣部分采用具有國際先進水平并獲CE或UL認證的變頻調速器，可編程控制、代PID參數調節的溫度控制器以及光電開關、電感式接近開關。本設計具有無級調速自動上書皮、加熱時間定時控制、加熱溫度自動控制、書芯書皮檢測、故障指示、聲音報警等功能。

本設計的基本運行順序如下：橢圓軌道上含有13個勻布的書夾，書夾夾住集合的書芯，并連續將其從一個機組傳送到另一個機組；工人手工把書芯投入正處在運動狀態的書夾中，書背向下落在書芯托板上；隨后書夾閉合，夾緊的書芯被帶入高速旋轉的銑背機組，銑去書背折頁重疊部分，使書背變得平整；隨之又被帶入可變頻調速的劃槽機組，使之在書背的平整面上劃出呈一定規則的溝槽線，同時將銑去及劃槽去掉的紙屑吸入紙屑袋中。

四、拖動電路設計

1.主機電氣原理說明

主電動機M1是書夾、主膠、側膠、包本部、上書皮、收書部等運動的動力源。主機調速器UA用來調節主電動機的調速，即改變主機運轉速度。在具備開車條件的情況下，首先按一下19準備/連動鈕，這時蜂鳴器鳴響并持續2.5秒，之后按主機點動/停止按鈕S2A，主機低速運行，釋放此鈕時主機停。主機準備/連續運行按鈕釋放時間超過1.5秒，必須重復上述過程才能點動運行主機。

當操作者進行連動操作時，PLC輸出點O0.0動作，K1得電，Y1得電吸合，輸出點O1.0V、O1.1動作，使UF的FWD與DCM接通，RST與DCM斷開，主電動機M1將按操作者設定好的速度運行；當按動停車鈕SB9時，PLC輸出點O1.1斷開，O1.0閉合，O0.0斷開，剎車線圈Y1斷電剎車，主機停止運行。

主機上的SQ1、SQ2、SQ3、SR1凸輪以及風閥Y2是完成自動上書皮控制、檢測的傳感器和執行元件。工作原理如下：在背膠側膠完全熔化的前提下，起動銑刀、風泵、排紙屑及收書電動機，然后連動開主機，將書芯放入書夾中，當書夾帶著書芯遮擋光電開關SQ1時，SQ1給PLC輸入信號，PLC輸入指示燈I0.4由亮變滅。此時PLC發出控制吸風信號，輸出指示燈O0.3亮，接觸器K7吸合，風閥Y2得電動作，風嘴吸風叼取書皮。

2.主電動機電路設計

主電動機M1是書夾、主膠、側膠、包本部、上書皮、收書部等運動的動力源。主機調速器UA用來調節主電動機的調速，即改變主機運轉速度。主電動機啟動在系統位于復位狀態，劃痕電動機啟動后，由點動S2和運行S3按鈕及PLC實現主電動機的運行。

3.劃槽電動機電路設計

劃槽電動機M2完成對書芯脊背的銑削并產生一定的劃痕，有利于膠填入來提高書本的強度。劃槽調速器UB用來調節劃槽主電動機的轉速，即改變書背劃槽數。旋轉劃槽電動機啟動/停止旋鈕SB6至啟動位置時，劃槽電動機由低速向高速（劃槽調速器設定）運轉；旋轉此鈕至停止位置時，劃槽電動機減速至停止。

4.銑刀電動機電路設計

銑刀電動機M3用來完成對書芯脊背的銑削，使其平整，有利于刷膠。旋轉銑刀電動機啟動/停止旋鈕SB2至啟動位置時，銑刀電動機運轉并保持；旋轉此鈕至停止位置時，銑刀電動機減速至停止運轉。

（作者單位：河源市高級技工學校）