一、前言  

目前包装行业是产品种类多、生产设备自动化技术发展快的行业之一,随着塑料原来大规模的生产,塑料制品与原有的传统材料相比,无论成本还是多样性,都占有了极大的优势,因此在国民经济各部门和人们生活各个领域的应用也越来越广泛。目前以伺服系统为主的塑料机械,以高速,高效等优势,逐渐成为一种主流。

作为包装行业机械--制袋机,近年来,市场需求一直很大。根据制袋机的工艺需求,结合自动化控制技术,汇川PLC针对制袋机行业在高速脉冲定位功能上做了很大的精力,其中的实时修改脉冲数功能在制袋机系统上与传统控制相比更快速、更高效等优势。

二、系统介绍

制袋机主要是将长条的塑料袋通过放料装置放料,由伺服装置驱动牵引皮辊,按照设定的速度,将设定长度的塑料袋在切刀到达承切皮辊之前拉到位。切刀装置通过变频器控制速度,循环上下运动;切刀到达承切皮辊后,则将塑料袋切开。通过在人机界面设定拉料速度,通过PLC将自动计算好伺服拉料速度、切刀变频器频率以及放料变频器频率,实现同步,也更好的控制放卷的张力。

制袋机主要由:切刀装置、主牵引装置、放料装置、牵引皮辊、承切皮辊以及控制器组成。

该类设备在加工塑料包装袋的搭配广泛的应用,传统的刹车离合器等控制机构已被市场慢慢淘汰,目前市场上步进系统控制装置应用也比较多,现在又以PLC+伺服系统的的控制得到大力发展。采用伺服系统使得制袋机的定位精度以及稳定性都得到大大的提高,也直接导致所制产品的质量和效率不断地提升。

三、电气结构

PLC:主要是负责控制,作为整个控制系统的大脑。对外部信号输入进行接收,通过内部程序设定,做出响应的输出动作。同时PLC也对人机设定参数进行计算,例如将长度设定计算出控制伺服装置所能接收的脉冲数。也可以对当前运行的拉料情况进行定长补偿。

人机界面:通过触摸屏。可以方便操作人员对系统参数进行设置及调试,了解当前设备运行情况以及报警原因,进行人与季节沟通的任务。塑料袋长度设定,速度设定以及功能选择(定长、寻标)等等都可以直接在人机上设定。

色标传感器:主要是在色标定长时,通过其传输信号给PLC,以便PLC做出相应的动作。

伺服装置:是作为送料最重要的传动机构,主要是完成精准的定位功能,严格执行PLC的定长控制,通过接收PLC发出的脉冲数进行定位。

送料变频器:通过PLC的脉冲控制其频率,达到对放料机构的速度控制,PLC通过拉料速度,计算出放料平均速度给予送料变频器,保证送料端张力稳定。

切刀变频器:人机设定的速度传送给PLC运算后,也通过PLC高速脉冲输出口发送PWM脉冲控制切刀变频器的频率,控制切刀上下往复运行,切刀到达承切皮辊时,将塑料袋切断。切刀一离开承切皮辊后,伺服装置接着拉料。

四、采用汇川H2U的优势

传统的制袋机一般有俩种工作方式:一是定长控制,即色标传感器不起作用,单纯的通过设定的长度,由PLC发脉冲给伺服系统控制拉设定长度的料,每次切刀离开承切皮辊则开始拉料,在切刀再次到达承切皮辊前完成拉料,如此循环;

另一种是PLC发动脉冲给伺服一直拉料,直到色标传感器检测到塑料袋的色标信号后,再行走一小段距离,目前PLC的控制方式都是预先设定的运动曲线进行加速运动,、恒速运动、减速运动、低速运动、低速追色,接收到色标信号后,通过中断方式停止伺服电机。如下图所示:

但是这种传统的寻标方式,明显地在色标追踪这一段距离是低速寻标的,在定长控制相比,其速度是要比较慢的。

汇川PLC解决了这种缺点。除了实现传统的控制方式外,汇川H2U系列PLC在高速发送的功能上做了很大改进,起重通过修改特殊位M8135 ~ M8139就可以实现在运行中更改输出脉冲个数,而且其加减速时间可通过修改D8104(Y0加速时间)D8165(Y0减速时间)进行分开设置,在制袋机寻标控制时,直接通过一条脉冲发送指令,通过中断,修改该指令的脉冲数即可。而传统的控制是,接收到中断后,从原来的脉冲指令跳转到另一脉冲指令上,而其间产生的间隙时间,在拉料速度越快时就表现的越明显,偏差就越大。在H2U系列PLC通过这种实时脉冲修改功能,则在检测到色标中断信号时,马上刷新当前高速脉冲发送指令的设定脉冲值。接收到脉冲信号后,则按预先设定的脉冲数,减速停止。如下图所示:

  汇川H2U系列PLC自动3路告诉脉冲输出端口,可以同2路PWM脉冲控制2台变频器频率,1路控制伺服。无需额外的成本就可以实现整体的控制。

五、结束语
   经过客户实践使用,汇川PLC在制袋机上的特殊功能应用,色标跟踪速度更快,效果明显,系统稳定。 

  • iris
  • 2011年02月17日

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