PLC在壓縮包裝機中的設(shè)計與實現(xiàn)

1 引言
有些彈性產(chǎn)品(如生活用紙等)需要壓縮包裝，由于每一種產(chǎn)品規(guī)格及種類多樣性，對包裝的尺寸往往需要工作過程中實時進行修正，也就是根據(jù)控制工作過程對計數(shù)器或定時器等外部修改設(shè)定預(yù)置值。

2 包裝過程及控制要求
在傳輸帶上的成品按一定數(shù)量(以一包或一盒數(shù)量來確定)推入工位或人工放入，到工位后工位上部的氣缸擋板上、下動作來對齊產(chǎn)品，對齊之后左右擋板進行壓縮，其壓縮的距離由外部設(shè)定，完成壓縮之后由推進擋板往夾緊傳輸帶推入，同時左右壓縮擋板退回原位，為下一步工序做準備，而夾緊傳輸帶按件數(shù)分批移動，把產(chǎn)品送入到包裝袋內(nèi)，然后包裝袋熱封，封切工序完成整個包裝過程。
(1) 上述工位動作各自獨立、互不牽制，但要協(xié)調(diào)動作;
(2) 包裝有“手動”、“回歸始位”、“單步方式”、“連續(xù)方式”4個工作狀態(tài);
(3) 急停時，立即停止一切工作，解除急停的方式有2種:一種是仍然保持在“單步方式”或“連續(xù)方式”狀態(tài)，故障解除后，接著進行“單步方式”或“連續(xù)方式”工序動作，直至結(jié)束。另一種是切換到“手動”或“回歸始位”狀態(tài)，均按“手動”或“回歸始位”要求動作。

3 PLC、I/O配置
充分利用PLC的軟、硬件資源，針對壓縮包裝工序特點及實際情況，選用OMRON公司的CPM1A-30CDR基本單元，由于輸出點變化頻率不高，所以選用了繼電器輸出型。對檢測距離采用編碼器計數(shù)方式進行測量。

4 軟件設(shè)計
(1) 總體軟件
由于包裝動作各自獨立且各工作狀態(tài)基本為順序控制。圖1為總體框圖(梯形圖略)，首先判斷有無急停，進入什么工作狀態(tài)，確定工作狀態(tài)后按控制要求實現(xiàn)相應(yīng)的工序順序控制。其中，公共處理部分是實現(xiàn)高速計數(shù)讀入處理及順序控制等功能。
(2) 壓縮距離的外部設(shè)定
一般來說，產(chǎn)品規(guī)格和種類多樣化時，壓縮的距離設(shè)定有兩種情況:一種是一旦產(chǎn)品規(guī)格尺寸確定，則它的壓縮距離也就確定，即為常數(shù);另一種情況是隨時可變量的。

圖1 總體軟件流程框圖

a) 壓縮距離為常數(shù)時的外部設(shè)定方法
PLC允許由外部對計數(shù)器預(yù)置值加以設(shè)定。通常設(shè)計中采用撥碼器或PT終端器，因此，欲構(gòu)成4位BCD碼，則需要占用16點輸入通道，而且每更換規(guī)格需重新設(shè)定預(yù)置值。這樣的話，就需要選擇I/O點容量大一些的PLC，導(dǎo)致成本增加和不便。若采用按鈕或開關(guān)、編程技巧，輸入點可以在一定程度上得到擴展，本設(shè)計和應(yīng)用中輸入通道占用0103、0104點，可輸入4種產(chǎn)品規(guī)格的壓縮尺寸值，圖2中可見，用@MOV(21)將事先按產(chǎn)品規(guī)格設(shè)定的壓縮距離尺寸值設(shè)定，只有選規(guī)格并啟動0100就可以實現(xiàn)相應(yīng)壓縮距離的目的。
b) 壓縮距離隨時改變時的外部設(shè)定方法
在圖3梯形圖中可以看出，0103通道作為計數(shù)器外部預(yù)置值設(shè)定的輸入通道，它經(jīng)過2個時間繼電器:第1個延時t1=100ms，它專門濾除信號前沿抖動及尖脈沖干擾信號;第2個用來消除信號后沿抖動t2=1s。數(shù)字濾波的信號到計數(shù)器CNT000的計數(shù)輸入端，若需要觀察該預(yù)置值時，在輸出1103通道中接入數(shù)顯電路，當改變預(yù)置值后，一旦0104閉合，2000將ON一個掃描周期，即執(zhí)行一次@MOV(21)指令，將CNT000的內(nèi)容送到HS01通道與編碼器計數(shù)相比較，控制1000和1001線圈來左右移動距離。從而實現(xiàn)由外部預(yù)置值的設(shè)定，顯然，這種方法操作方便，又大大地減少了I/O點資源。

5 結(jié)束語
CPM1A-30CDR在包裝機中已得到實際應(yīng)用，經(jīng)歷了試車和生產(chǎn)的考驗，達到了設(shè)計要求，PLC具有設(shè)計

圖2 常量外部設(shè)定梯形圖

圖3 變量外部設(shè)定梯形圖

方便靈活、體積小的特點，其應(yīng)用具有廣闊的前景。