基于PLC高速全自动包装机的控制系统应用

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  摘要:PLC即可编程控制器,作为控制系统的核心部分,其功能非常强大。本文主要讲述PLC的定义及发展现状,以及结合实际具体阐述PLC高速全自动包装控制系统的应用。
  关键词:控制系统;PLC;全自动包装机
  可控制编程器(programmable Logical Controller),简称PLC。最早诞生于六十年代末,用于汽车生产线上。随着科学技术的发展,计算机应用越来越广泛,PLC的水平也生了质的变化,控制技术也向智能方向发展,现在,PLC以真正的走进了工业生产中,成为工业成产的一个不可缺少的组成部分。PLC发展到今天共经历了如下几个阶段:
  第一阶段:六十年代,PLC主要用在生产线控制和大型机械股控制上,例如在升降机、和轧钢机设备上。
  第二阶段:七十年代,计算机的出现,把PLC的应用近一步扩大,美国和西德最早把PLC和计算机联系在一起,实行了计算机PLC的一体化。由于PLC在工业上应用性比较强,所以适合大批量的生产,致使成本下降。由于PLC的单一性,所以他们的使用和维护都非常方便,实现了低水平操作,高性能控制,深受广大客户欢迎。
  第三阶段:八十年代,PLC应用领域进一步扩大,主要用于汽车、拖拉机、机械工业、石油化工、治金业、造纸业等。近年来,我国对PLC的应用也越来越广,如宝钢工程应用了数百台PLC,首钢,武钢也分别应用了PLC。
  随着计算机领域的发展,PLC也得到了快速的发展,并且技术也越来越完善,其发展方向主要有两个方面,一个是向小型低价专用型发展,另一个是向多功能自动化网络方向发展。
  PLC现在以应用到各行各业,全自动高速包装机是PLC应用的一个典型范例。卫生纸是现在人生生活中不可缺少的必需品,人们对其要求也越来越高,为使卫生纸的包装更加的美观、整齐,目前很多企业都引进了PLC高速自动包装机。
  1.PLC在包装机械上应用的前景
  包装机最大的特点是动作复杂,操作繁锁,这就要求使用大量的中间继电器,而这些继电器在用PLC控制下,就可以对其内部用编程来取代。从物理角度来讲,一共分为两部分,一部分是电器原件部分,一部分是可控制编程部分。PLC适合于需要大量中间继电器的场合。PLC与其他工业系统比较有很多优点,具体表现如下:
  (1)更改控制逻辑只需要修改软件,无需对硬件进行改动或升级。
  (2)程序可以复制,操作简单。
  (3)可靠性能高。
  (4)具有扩展单元或扩展模块,当需要更多的输入输出接口时可以随时方便扩展。
  (5)PLC具体继电功能和智能功能,从某种程度上可以使机构简化。
  2.全自动包装机的生产工艺
  包装纸一卷筒的形式放在原料架上,当上尉机器发出指令时,放卷电动机开始工作,放到一定长度的时候,通过信号将切纸机构发出指令,贴纸机构电动机带动凸滑轮进行转动,在卷纸轴上安装一个传感器,当卷纸轴到某一特定位置时,切刀向上向下运动,完成切纸动作,切刀的频率是由电机的频率来决定的。切好的纸片经整理后送入纸库,等待下一个工作流程。包装过程是通过包装工艺盘以及其辅助机器来完成。
  3.影响卷纸包装机高速化的包装材料的性质有:
  3.1抗张(拉)强度要大
  在高速包装机中,包装材料运动的线速度可达500m / min以上,同时包装机都是间歇式运动,材料直径大,材料运动惯性力大,所以应具有足够的抗拉强度,防止被拉断。在现行的卷纸包装机材料供送机构中可通过增加冲击力缓冲装置来解决。
  3.2伸缩性要小
  包装材料在运行中,由于卷筒直径大、包装运行速度大,使之受到很大的拉力和惯性冲击力,易造成包装材料拉伸,影响包装纸定位准确性,所以材料的伸缩性要小,以保证包装机工作的可靠性和包装质量。
  3.3静电性要小
  卷筒包装材料在卷曲和使用过程中,易产生静电。当包装材料按定长切断后,在移送过程中,一旦发生静电粘附时;就需马上停机,所以静电性越小越好。
  4.可编程控制系统方案的设计理念
  在全自动包装控制系统中,PLC控制系统可分为,单机控制系统,集中控制系统,分散控制系统,远程输入输出控制系统。包装机控制对象较多,有包装控制,送料同步控制,放卷分切控制,由于控制对象多而复杂,所以我们将要采用的是集中控制,那个控制对象都匀可编程控制指令相互连接。在实际的工作中,PLC控制单个的系统是有局限性的,为了提高PLC的工作效率,我们在硬件配置及安装上都采取了相应的措施,软件设计和编程上也加装了一些抗干扰模块,这样能够大大的提高的PLC的工作效率。
  PLC系统运行方式共分为四种,手动运行方式,单步运行方式,周期运行方式和自动运行方式,手动运行方式可以用按钮对包装机的各个部件进行单独控制,主要用于故障的维修。自动运行方式是系统可连续周期性的循环完成包装的各个动作,直到系统接收到停止信号为止。
  自动包装系统要求的硬件配置有:主控机,显示器,PLC,变频器等,主机的最低配置, 128兆内存,10G硬盘,主板上要配有四个ISA总线插槽,两个PCI插槽,一个CPU插槽,能够运行windows NT操作系统。PLC是在计算机的基础上进行研发的,但是又不同于计算机,普通的计算机只考虑的是信息的本身,PLC则考虑的是信息输入的可靠性,以及信息的使用问题,还要考虑的如何适应工业环境,便于安装。PLC主要控制的是输入输出系统,刚有了新的输入信息,可把输入信息存入到PLC的输入映射反应区,经运行用户程序处理,输出信息,程序反复地运行,PLC的工作速度增加,提高了实际的工作效率。
  5.可编程控制器实现控制的方式
  (1)扫描方式:是用计算机进行控制的一种方式。它是不断重复运行程序实现控制。
  (2)中断方式:计算机用于控制还有中断方式。在这种方式下,需处理的信息要先申请中断,被响应后正在运行的程序中止,转而去处理中断工作(运行有关中断服务程序)。待处理完中断,又返回运行原来程序。
  PLC是现代工业应用的主体,随着计算机技术发展,近年来在我国应用较广泛,虽然在不同的领域有着一点缺陷,但是我相信,PLC一定有一个非常好的发展前景。
  参考文献:
  [1]齐从谦.PLC技术及应用.北京:机械工业出版社,2000.8
  [2]陈定春,吴玉香.电气控制与可编程控器.广州:华南理工大学出版社,2001,2
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