PLC在機械設計中的實際應用

摘 要：在自動包裝過程中，總會出現(xiàn)一些失誤，我國包裝機械行業(yè)發(fā)展的主要問題是產(chǎn)品結構的零散局面。我國包裝機械品種約有1300多種，配套數(shù)量少，缺少高精度和大型產(chǎn)品，不能滿足市場需求。國內(nèi)包裝機械行業(yè)缺少龍頭企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品檔次高的企業(yè)不多。近年以來，可以編程為基礎，同時結合模擬量，結合溫度傳感器、計數(shù)器等智能模塊組成的自動控制系統(tǒng)在自動包裝機械中應用非常廣泛，本研究通過PLC的幾種應用，介紹了他的軟件設計分析，硬件配套設施，展現(xiàn)了PLC在溫控、避免失誤方面的優(yōu)勢。

關鍵詞：可編程控制器；PLC；自動包裝機械；失誤

一、簡介

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，以及與其相關的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。使用機械包裝產(chǎn)品可提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，適應大規(guī)模生產(chǎn)的需要，并滿足清潔衛(wèi)生的要求。本課題以編程為基礎，同時結合模擬量，結合溫度傳感器、計數(shù)器等智能模塊組成的自動控制系統(tǒng)在自動包裝機械中應用非常廣泛，本研究通過PLC的幾種應用，介紹了他的軟件設計分析，硬件配套設施，展現(xiàn)了PLC在溫控、避免失誤方面的優(yōu)勢。

二、問題的提出

在自動包裝過程中，總會出現(xiàn)一些失誤，我國包裝機械行業(yè)發(fā)展的主要問題是產(chǎn)品結構的零散局面。我國包裝機械品種約有1300多種，配套數(shù)量少，缺少高精度和大型產(chǎn)品，不能滿足市場需求。國內(nèi)包裝機械行業(yè)缺少龍頭企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品檔次高的企業(yè)不多。所以如何開發(fā)出一種程序來改變現(xiàn)狀是極為必要的。

三、PLC編程應用

（1）PLC在人為誤操作中的編程應用

在包裝機械過程中誤操作不可避免，使用微分指令DFIIJ（13）可以解決，微分指令檢索按鈕首先送入電信號的上升沿，而在一個周期里，PLC只執(zhí)行一次，從而避免此類誤操作的發(fā)生。007 和HR007分別為紅光停止按鈕和綠光起動標志位。當按下綠光起動按鈕005時， 信號可以轉化為微分指令HR007，HR007在一個程序掃描周期里，只能接收一個上升沿脈沖， 由于手指顫動而產(chǎn)生多余的脈沖就被過濾掉了，如此就能保證定時器TIM00正常延時10分鐘，確保紅光控制按鈕0102按時起動。

（2）PLC在系統(tǒng)本身產(chǎn)生失誤時的編程應用

為了減少誤操作，本研究在程序中加入了干擾濾除子程序。TIM00用來消除瞬間閉合帶來的問題。圖2中0101接點斷開時，因機械振動影響設備出現(xiàn)的瞬間閉合，TIMO1用于消除0101接點閉合時， 因跳動、受干擾等的影響出現(xiàn)的瞬間斷開。CNT20用來保持輸人的信號。HR410和HR411為相關的運行設備。當0101斷開后，0101瞬間閉合，起動定時器TIM00，定時器設定的有一定的時間，如果在設定時間內(nèi)，水位下線開關0101斷開， 則系統(tǒng)判定此次開關閉合為誤動作， 不執(zhí)行以后的程序； 若水位下線開關0101在設定時間內(nèi)仍為閉合，則系統(tǒng)判定此次開關的閉合為正常的命令，下面的程序就開始執(zhí)行，通過計數(shù)器CNT20保持輸人信號，相關的運行設備起動。

當0101 閉合后，0104以瞬間斷開定時器啟動，TIM00、TIM01的時間設定為0002（即0.2s）， 輸入繼電器可靠吸合后立即斷開這一過程需要的時間，大約0.2-0.5s ，考慮到這種因素，TIM00、TIM01的時間也設為0.2-0.5s。在此時間范圍內(nèi)都可以達到消除觸點跳動干擾的目的。

四、PLC在溫度控制中的應用

溫度控制在包裝機械中經(jīng)常用到，有些包裝機中采用的是鉑熱電阻溫度傳感器模塊，傳感器模塊也有一定的溫度測量范圍，檢測到的模擬數(shù)據(jù)被輸入傳感器模塊中進行轉換，最后轉換成以BCD表示的溫度值，接著送入到PLC中，而如果觸摸屏和PLC鏈接的話，我們就可以直接在觸摸屏中看到當時的實際溫度。

在PLC程序設置中，一個數(shù)據(jù)區(qū)設置三個通道，分別為AT0000、AT0001和AT0002。AT0001是設定的上限溫度。AT0002是設置的下限溫度。AT0000為溫度傳感器檢測的實際溫度。首先，一旦溫度傳感器檢測到加熱電極的溫度，直接把數(shù)值傳送到AT0000中，而AT0000、AT0001和AT0002在PLC程序中會進行比較，如果實際溫度在設定溫度的允許范圍內(nèi)，那么PLC就行駛封口的命令，完成封口動作；如果實際溫度不再設定溫度的允許范圍內(nèi)，那么封口動作不會進行，同時PLC程序會調(diào)整加熱電極中電流的大小，一直在溫度達到允許的范圍內(nèi)之后，才能對塑料袋進行封口。

五、結語

在自動包裝過程中，總會出現(xiàn)一些失誤，我國包裝機械行業(yè)發(fā)展的主要問題是產(chǎn)品結構的零散局面。缺少高精度和大型產(chǎn)品，不能滿足市場需求。國內(nèi)包裝機械行業(yè)缺少龍頭企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品檔次高的企業(yè)不多。溫度控制在包裝機械中經(jīng)常用到，有些包裝機中采用的是鉑熱電阻溫度傳感器模塊，傳感器模塊也有一定的溫度測量范圍，檢測到的模擬數(shù)據(jù)被輸入傳感器模塊中進行轉換，最后轉換成以BCD表示的溫度值，接著送入到PLC中，而如果觸摸屏和PLC鏈接的話，我們就可以直接在觸摸屏中看到當時的實際溫度。

首先，以PLC 為基礎的自動包裝控制系統(tǒng)在應用過程中控制更加嚴格、準確和精細，操作的時候也就更加的理想。其次，PLC程序的設置使更直觀的監(jiān)視生產(chǎn)過程中的各種情況成為可能。最后，像經(jīng)典的繼電-接觸器控制系統(tǒng)中的大部分連鎖控制都可轉移至PLC中實現(xiàn)，各種控制系統(tǒng)大大地簡化。

參考文獻：

[1]胡立勇.PLC在自動包裝機械上設計與應用[J]電氣時代.2006（04）.

[2]馬緒.PLC合理編程消除誤操作影響[J] 電氣時代.2000（07）.

[3]劉乘，李曉剛.PLC在包裝機械上的應用[J]包裝工程.2004（02）.

作者簡介：李曉思（1991-10），男，漢族，籍貫：湖北武漢，江漢大學文理學院機電與建筑工程學部機械設計制造及其自動化專業(yè)2011級本科生。