全自動定量包裝機的PLC控制系統

劉金娥　楊 開（濟陽縣計量檢定所，山東　濟南　251400）

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全自動定量包裝機的PLC控制系統

劉金娥楊 開
（濟陽縣計量檢定所，山東濟南251400）

摘要：隨著工業化發展速度的逐漸加快，自動化設備在工廠日常生產中的作用越來越突出，傳統通過容積計算確定產品定量的方式已經不能滿足快速發展的市場需求，為解決消費者與生產廠家在此方面的矛盾，以長時間的生產衡器經驗和引進國外先進技術為基礎的全自動定量包裝機出現，其以綠色生產為設計理念，利用PLC控制系統實現高水平自動化、模塊化，可靠性、可塑性、可操作性都較理想，本文針對全自動定量包裝機的PLC控制系統構成、功能及實現展開研究，為全自動定量包裝機設備優化作出努力。

關鍵詞：全自動定量包裝機；PLC控制系統；研究

全自動定量包裝機是將自動控制、計量、新傳感器、計算機管理等技術集中應用于一體的機電一體化設備，其可以嚴格按照預先設置的程序標準自動進行物料供給、計量、充填、包裝及成品輸送等操作，極大地節省了人力，而且在計量準確性、生產工期等方面相比傳統方式更有保證，而PLC控制系統是其功能實現的關鍵。

一、全自動定量包裝機的PLC控制系統構成及功能

（一）全自動定量包裝機的PLC控制系統構成

完整的PLC控制系統通常由PLC硬件、通訊設備及HMI構成，而PLC硬件由電源模塊、CPU模板、I/O模塊等部分組成，按功能劃分為單機和冗余系統兩部分，所謂單機系統即同一機架上同時具有CPU和I/O模塊，而冗余系統由兩個不存在I/O模塊的機架或多個遠程I/O機架構成，以此保證系統在發生故障時仍可持續運行，通訊設備中最常見的是交換機，而HMI主要指觸摸屏和工控機兩部分，而且工控機需要相應的編程及組態軟件，以實現正常的下載、修改、上傳等操作。

PLC控制系統的核心部分為CPU，其在電源模塊持續提供電源的情況下利用機架背板總線與安裝于機架上的模塊實現通訊，并在對硬件自檢的前提下，進行槽位模塊安裝檢查和程序掃描，將I/O模塊值進行存儲和定期更新，通過模擬量模塊對設備各模塊進行輪詢并不斷對各通道進行更新，并在程序執行結束后直接將結果進行輸入和輸出，即使HMI發生故障也不會影響系統的正常運作。

（二）全自動定量包裝機的PLC控制系統功能

PLC控制系統軟件以向導式方式安裝，具有對自身和周邊系統聯鎖控制，對控制系統內部電機、各種給料機、擋板、料門、計量斗等構件運行狀態控制，對狀態傳感器運行狀態檢測，對現場情況進行實時監督及隨時報警，將系統的運行狀態及時傳輸給上位機并接受上位機全程監督等功能。

二、全自動定量包裝機的PLC控制系統實現

全自動定量包裝機由工控機、自動定量秤和自動包裝機組成，控制機主要用于對流水線工藝裝置進行監視和相關數據管理，以保證設備完成預期操作，自動定量秤由稱重傳感器、狀態傳感器、給料機構等控制結構組成，其主要功能是對產品物料實現準確計量，而由熱合機構、自動套袋機構、傳送機構等單元構成的自動包裝機主要完成產品包裝、編碼打印、成品運輸等工作，PLC控制系統是對全自動定量包裝機三大主要構成協調管理的主要工具，其發揮作用依賴于全自動定量軟件系統設計。

在系統運行前首先判定其處于運行還是校準狀態，當系統處于校準狀態時可以根據全自動定量包裝機所加工產品標準對相關儀表進行功能參數設定和具體較秤，當系統處于運行狀態時，要完成自檢和工作狀態分析，自檢主要針對給料機構、氣路系統等進行，工作狀態分析首先要將系統恢復到初始化程序，多次重復系統運行斷開操作，直至循環程序重計量斗內的物料全部卸完，在計量斗實現去皮重后，循環程序準備工作，在此過程中要注意檢測相關儀表是否存在錯誤，如果儀表中存在錯誤要及時發出報警立即維修。在確定儀表等設備沒有問題后進行手動及自動狀態判定，如果處于手動狀態可直接進行手動操作，若判定處于自動狀態，則利用循環程序實現系統中的粗細物料機同時給料，在物料稱重達到提前量設置標準時粗給料停止，直至稱重達到終值細給料也停止，此時應注意在儀表穩定后計量斗門才可允許放料，由于在卸料的過程中計量不會受到計量斗順序的影響，所以當包裝機發出工作信號后，任何秤都可以進行直接的卸料，而為避免多個秤在同時卸料的過程中影響物料稱重，要施行“卸料互鎖”即一端秤卸料時，其他端的秤停止卸料，當多個秤同時完成物料填充工作要按照編程中的順序逐個進行卸料。

為實現儀表及PLC與上位機的通信連接，可利用RS485總線型式實現與上位機COM1端口的連接，PLC內部設置的RS232要與上位機COM2連接，為實現儀表及PLC與上位機運行狀態一致，采用半雙工點對點傳輸方式作為通信形式，當其距離較遠時可利用轉換機將RS232 和RS485電平進行轉換，傳輸數據特殊狀態，可利用數據寄存器輔助傳輸。

結語

通過上述分析可以發現，全自動包裝機PLC控制系統的應用極大地減輕了生產人員的工作壓力，有力地推動了工業生產，但要以具體生產產品特征進行針對性的設計，由此保障其使用的穩定性，由于不同廠家生產流程存在差異，對PLC控制系統設計的客觀性會直接影響到全自動定量包裝機的PLC控制系統的實現情況，所以具體應根據實際結合自身生產情況而定。

參考文獻

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中圖分類號：TP273

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