基于PLC的自動貼標機控制系統設計

王子源 劉黎

摘要：貼標機是當前包裝不可或缺的重要工具之一，在當今時代得到了廣泛的應用，成為工業自動控制的首選產品。在自動貼標機行業中面對復雜多變的控制要求和客戶緊迫的供貨周期，PLC更是體現出了其自身的優勢。

關鍵詞：自動貼標機;PLC控制系統;設計

引言

伴隨著經濟的發展和人們生活條件的改善，在人們的日常生活用品中各種商貨都需要標明各自的編號條形碼以及產品的描述和生產場地和日期，這種標簽如果都需要人為貼標的話，人力物力和效率太低，所以就需要一種自動機械來替代人為貼標，本設計主要研究的是平面物體的貼標機器，不僅整體效果完善的好，最主要的是替代了人為貼標，這極大的省下了人力和物力更極大的提高了效率。直到現在各個行業的自動貼標機一般都采用PLC，這種自動貼標機的設置參數過多，在實地測試的時候，參數設定就是一大問題，如果設定的不合理就會影響標簽機貼標的錯誤率和穩定性能。

1控制要求

本控制系統主要由可編程控制器S7-200PLC、光電傳感器接口電路、對象傳感器、標簽傳感器、電動機和標簽輪組成[1]。當要固定的物品運輸到傳送帶上時，傳送帶以發動機驅動的規定速度移動，并將要固定到標簽位置的物品發送出去。設計后的標簽必須滿足以下功能要求：它可以可靠地粘到物體的上表面。要實現此功能，系統必須執行以下操作：運輸和準確定位標記物品、準確提供標記材料、標記標簽、從標簽帶上拆下標簽、牢固地將標簽貼在對象上，并在標記后進行準備。全自動連續標記。標記過程中的所有操作均自動完成，無需人工干預，可由控制系統管理，以便完成每個操作的協調控制和連續執行。降低設計和生產成本。使用傳感器、PLC控制器和熔斷器進行裝配設計具有應用少、匹配合理等特點，降低了整個貼標機的設計和生產成本，使其更加普及。它是緊湊的機械結構。根據PLC控制機制的特點和伺服發動機的運動，簡化便攜式貼標機設備，合理配置不同的貼標機機制，并且適合使用。

2硬件設計

本設計所需輸入端口為6個，輸出端口為2個，根據所需I/O接口，采用的CPU型號為CPU224AC/RLY[2]。由于PLC控制器的輸出電壓為220V，因此送標輪和傳送帶都選定的電動機的型號為JX5622的220V交流電動機[3]。結合實際情況，在自動貼標機的工作過程中，由于貨物批次顏色的不同。需要篩選出不符合顏色傳感器的貨物，這就需要氣動閥自動踢出。由于物體重量最高為2KG，因此氣動閥選用了MDZK-AT-Q614-16PT型氣動閥[4]。登記傳感器和零位傳感器選用的是M18激光漫反射光電開關，型號為SYM18J-D50N1，NPN三線常開，檢測距離為50cm。

3軟件設計

分配I/O端口是編寫PLC程序的第一個先決條件，也是現場布線和故障排除錯誤的重要基礎。結合智能窗簾控制系統的控制要求，完成I/O端口分配。I/O端口分配表，如表1所示。

4程序設計

輔助線圈M0.0的控制程序：按下啟動按鈕后，輔助線圈M0.0得電。

送標輪電動機的控制程序：M0.0常開觸點閉合，電動機1得電動作，也可選擇手動控制。

傳送帶電動機的控制程序：當登記傳感器檢測到標簽時，電動機2動作，并形成自鎖。也可選擇手動控制。

輔助線圈M0.1的控制程序：電動機2得電動作，并且零位傳感器在也得電的情況下，輔助線圈M0.1得電。

定時器的參數與控制程序：當電動機1和電動機2同時得電動作時，定時器動作，延時2S。

氣動閥的控制程序：當顏色傳感器檢測到不同顏色物體時，氣動閥得電動作。

計數器的參數與控制程序：當登記傳感器檢測到標簽時，計數器記一次數，計數器的設定計數次數為50次。計數器未達到給定值時，循環動作。達到給定值時，貼標結束。

5總結

本設計主要描述了標注平面箱體的自動貼標設備管理的系統，全面考慮了貼標機方案的整體設計、自動貼標機的硬件系統設計和自動貼標機的軟件設計，優化了自動貼標機系統并在實際工作中進行了驗證。

參考文獻

[1]Dae-Hyun Cho，Bharat Bhushan.Tribology International. Fric-tion and wear of various polymer pairs used for label and wiper in labeling machine[J]，2019：7（23）4-16.

[2]楊存祥，馬慶華等.基于PLC的自動貼標機控制系統的研制[J].組合機床與自動化加工技術，2020（01）：30-51.

[3]遲永濱，岑明等.一種高速模內貼標機械手[J].機械工程，2019（07）：26 -58.

[4]黎文安.電氣設備手冊（第2版）[M].中國水利水電出版社，2016.

[5]成大先.機械設計手冊第5版（第2卷）[M].化學工業出版社，2018.