西門子PLC 在DXDK900 顆粒包裝機(jī)中的應(yīng)用

崔 軍，崔曉宇，王國(guó)軍，張海濤，劉 超

（北京生物制品研究所有限責(zé)任公司；北京 100176）

0 引言

藥品和食品行業(yè)是國(guó)家的重要行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位，此外，食品和藥品與人民的日常生活息息相關(guān)，關(guān)系到人民的身體健康和平均壽命的長(zhǎng)短。所以食品和藥品是人民必不可少的，十分重要。食品藥品的保質(zhì)保量生產(chǎn)十分重要。研究一種藥品顆粒包裝機(jī)的電器控制。他可以極大的提高藥品包裝的效率和質(zhì)量，節(jié)省人工和成本。

1 包裝機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成及控制原理

包裝機(jī)主電機(jī)采用變頻器驅(qū)動(dòng)，這可以達(dá)到穩(wěn)定抗干擾的目的。采用PLC 做為主要控制單元，控制一些閥、中間繼電器和固態(tài)繼電器等，達(dá)到各種控制功能，從而達(dá)到對(duì)顆粒包裝機(jī)機(jī)械部件的控制，完成對(duì)顆粒藥品的包裝。檢測(cè)系統(tǒng)采用光電傳感器，接近開關(guān)等器件，達(dá)到對(duì)包材和藥品的檢測(cè)。這些檢測(cè)信號(hào)送給PLC，PLC 通過這些檢測(cè)信號(hào)來進(jìn)行控制。旋轉(zhuǎn)編碼器的位置信號(hào)給到PLC 的高速脈沖計(jì)數(shù)器，PLC 根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的位置決定何時(shí)縱封，橫封，打字，縱切，橫切等一系列機(jī)械動(dòng)作。旋轉(zhuǎn)編碼器采用360°的絕對(duì)式編碼器。臺(tái)達(dá)公司生產(chǎn)的AB 系列伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)縱封輥。

1.1 硬件部分

硬件包括：采用60 點(diǎn)繼電器型輸出的西門子PLC 作為主控單元。36 點(diǎn)輸入、24 點(diǎn)輸出。輸入信號(hào)主要有旋轉(zhuǎn)編碼器輸入信號(hào)、光電傳感器信號(hào)、鋁箔極限位置信號(hào)、鋁箔位置錯(cuò)誤信號(hào)、啟動(dòng)、停止、點(diǎn)動(dòng)、填充和急停等按鈕信號(hào)。輸出信號(hào)有以下控制信號(hào)和電機(jī)：橫切離合，斷線離合，上料離合，橫切制動(dòng)，斷線制動(dòng)，橫切差速電機(jī)，斷線差速電機(jī)，打字差速電機(jī)，放卷差速電機(jī)。電源開關(guān)采用斷路器，當(dāng)電流過載時(shí)，斷路器自動(dòng)跳起，將電源斷開，可以達(dá)到電源電流過載保護(hù)的目的，防止因過流毀壞電器件。PLC 通過控制中間繼電器來控制制動(dòng)器，離合器和差速電機(jī)。熱電偶檢測(cè)縱封和橫封加熱輥溫度，然后通過溫控表來控制固態(tài)繼電器的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而控制縱封和橫封輥加熱的溫度。變頻器選用臺(tái)達(dá)公司的VFD-B 型變頻器。電源220 V 交流電源，輸出U，V，W 三相交流電，驅(qū)動(dòng)三相異步電機(jī)。伺服驅(qū)動(dòng)器采用臺(tái)達(dá)公司生產(chǎn)的AB 系列驅(qū)動(dòng)器。伺服電機(jī)控制縱封輥的速度，達(dá)到精確位置控制的目的，精確控制袋長(zhǎng)。電器控制盤布置見圖1。

圖1 電器控制盤布置

1.2 軟件部分

采用西門子200 系列PLC 編程軟件，軟件名稱STEP 7-MicroWIN。主程序軟件流程見圖2。

啟動(dòng)電源后，變頻器上電后主電機(jī)啟動(dòng)，整機(jī)啟動(dòng)。PLC 上電。程序啟動(dòng)，依次實(shí)現(xiàn)縱封，橫封，打字，斷線和橫切。通過控制橫切離合器，斷線離合器，打字離合器來實(shí)現(xiàn)橫切，斷線，打字。通過控制橫切和斷線制動(dòng)來停止橫切和斷線。

圖2 主程序軟件流程

對(duì)標(biāo)程序部分：本部分程序?qū)崿F(xiàn)鋁箔上標(biāo)點(diǎn)的對(duì)齊，即兩邊的鋁箔上標(biāo)點(diǎn)對(duì)齊。通過光電傳感器檢測(cè)鋁箔上的標(biāo)點(diǎn)，以180°為基準(zhǔn)，通過調(diào)整縱封轉(zhuǎn)動(dòng)速度的快慢來實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)。以（0～180）°為基準(zhǔn)，當(dāng)在（0～180）°范圍內(nèi)光電傳感器檢測(cè)到標(biāo)點(diǎn)時(shí)，通過控制伺服驅(qū)動(dòng)器來加快私服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，從而加快縱封棍轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。當(dāng)在（180～360）°范圍內(nèi)光電傳感器檢測(cè)到標(biāo)點(diǎn)時(shí)，通過控制伺服驅(qū)動(dòng)器來減慢伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，從而減慢縱封棍轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。以此來達(dá)到對(duì)標(biāo)的目的。軟件流程見圖3。

圖3 軟件流程

2 結(jié)束語

900 顆粒包裝機(jī)電器控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)顆粒包裝的功能，包裝質(zhì)量好，每袋質(zhì)量均勻，熱封效果好，極大的節(jié)省了人力，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。