[摘要]意大利GD包裝機(jī)透明紙輥的更換是通過一個(gè)機(jī)械支架,由操作人員手工裝卸,這種裝卸比較慢,勞動(dòng)強(qiáng)度大。為了提高工作效率,減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,采用西門子S7-200系列小型可編程序控制器,設(shè)計(jì)一套透明紙輥?zhàn)詣?dòng)裝卸系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)透明紙輥的自動(dòng)裝卸。
[關(guān)鍵詞]自動(dòng)控制系統(tǒng) 可編程序控制器 傳感器
中圖分類號(hào):TP2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)0310120-01
一、自動(dòng)控制要求及工藝流程
(一)自動(dòng)控制要求
1.手動(dòng)裝卸紙圈功能。在原點(diǎn)位時(shí),點(diǎn)動(dòng)手動(dòng)卸料按鈕,夾緊裝置就進(jìn)或退。達(dá)到裝卸紙圈的目的。
2.卸料功能。當(dāng)透明紙用一半需要卸下時(shí),只要按一下卸料按鈕,就可以將用一半的透明紙卸下,料車自動(dòng)返回待料位置。
3.復(fù)位功能。當(dāng)輸送裝置中途出現(xiàn)故障時(shí),按一下卸紙筒按鈕,輸送裝置自動(dòng)回到原點(diǎn)。
4.自動(dòng)上紙功能。在夾緊裝置退回,并且退回傳感器被感應(yīng),送料車上有透明紙輥,按一下送料按鈕,該裝置就自動(dòng)裝紙。
5.缺紙自動(dòng)報(bào)警功能。當(dāng)光電傳感器檢測到?jīng)]有紙時(shí),報(bào)警指示燈閃亮,并且蜂鳴器叫,程序延時(shí)5秒鐘后停止。過5分鐘后還沒有換紙,報(bào)警指示燈再次閃亮,并且蜂鳴器叫。
(二)工藝流程
按進(jìn)料按鈕→料車載著備用透明紙輥前移,到位后→自動(dòng)將透明紙輥升高到夾緊中心位置→夾緊汽缸夾緊透明紙輥并準(zhǔn)確定位→料車自動(dòng)返回待料位置。
二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要硬件配置
(一)西門子S7-200可編程序控制器的性能
西門子S7-200可編程序控制器的CPU指令處理周期短,每執(zhí)行1K語句僅需要0.8毫秒,并且有浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、加減計(jì)數(shù)器同時(shí)運(yùn)行,隨著可編程序控制器技術(shù)的廣泛應(yīng)用,PLC的價(jià)格已大幅下降。PLC工作時(shí)性能穩(wěn)定,采用了光電隔離等多種抗干擾、提高可靠性的新技術(shù)。尤其是西門子公司推出的S7-200小型可編程序控制器系列,其模擬量單元價(jià)格便宜。
S7-200 PLC軟硬件設(shè)計(jì)先進(jìn),使用高品質(zhì)材料和電子器件,具有更高的可靠性和更豐富的性能。其硬件體積小,重量輕,安裝方便,容易維護(hù),采用固定式結(jié)構(gòu),具有可觀的經(jīng)濟(jì)性和更強(qiáng)的適用性。
(二)可編程序控制器的選擇
根據(jù)透明紙自動(dòng)裝卸控制系統(tǒng)的要求,該自動(dòng)控制系統(tǒng)需要9個(gè)輸入點(diǎn),和7個(gè)輸出點(diǎn)。由于西門子S7-200系列小型可編程序控制器具有程序容量大、運(yùn)行速度快、編程靈活、性能優(yōu)良、且價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。因而選用型號(hào)為SIEMENS CPU 224 CN DC/DC/DC(6ES7 214-1AD23-0XB8)的S7-200 PLC作為核心部件。該型號(hào)的PLC具有14個(gè)輸入點(diǎn)、10個(gè)輸出點(diǎn)。它的電源24V直流電源,從GD包裝機(jī)上取24VDC電源就可以給PLC供電。
(三)I/O分配如下
1.輸入點(diǎn)的地址和功能2.輸出點(diǎn)的地址和功能
I0.0:進(jìn)料按鈕SB2Q0.0:漲膜閥SV1
I0.1:卸料按鈕SB3Q0.1:進(jìn)料閥SV2
I0.4:卸料微動(dòng)開關(guān)SS1Q0.3:上升閥SV5
I0.6:油缸下檢測SP3Q0.4:油閥SV6
I0.7:進(jìn)料到位檢測SP4Q0.6:夾緊閥進(jìn)SV3
I1.0:上升到位檢測SP5Q0.7:夾緊閥退SV4
I1.1:夾緊閥進(jìn)到位檢測SP6Q1.1:缺紙檢測蜂鳴器SM
I1.2:夾緊閥退到位檢測SP7
I1.3:卸紙筒按鈕SB4
三、控制系統(tǒng)軟件的編制
控制系統(tǒng)分為兩部分,第一部分是透明紙用完時(shí)自動(dòng)裝卸透明紙。首先,光電傳感器SP5檢測到透明紙用完時(shí),Q1.1輸出信號(hào),蜂鳴器SM響。這時(shí),操作工需要停止包裝機(jī)的運(yùn)行,按一下卸紙筒按鈕SB4,Q0.7輸出信號(hào),夾緊閥退SV4得電退出,操作工需要用手接住空紙筒;夾緊閥退到位,傳感器SP7被感應(yīng),這時(shí)準(zhǔn)備進(jìn)料。當(dāng)新透明紙放在輸送料車上時(shí),卸料微動(dòng)開關(guān)SS1檢測到透明紙存在;再按一下進(jìn)料按鈕SB2,送料部分程序被執(zhí)行,Q0.1輸出信號(hào),進(jìn)料閥SV2得電,料車前進(jìn)。料車前進(jìn)到位后,進(jìn)料到位檢測SP4被感應(yīng),Q0.3輸出信號(hào),上升閥SV5得電。當(dāng)新透明紙被提升到為后,上升到位檢測SP5被感應(yīng),Q0.6輸出信號(hào),夾緊閥進(jìn)SV3得電,將新透明紙夾緊;夾緊到位后,夾緊閥進(jìn)到位檢測SP6被感應(yīng),Q0.0輸出信號(hào),漲膜閥SV1得電,將透明紙漲住。經(jīng)過程序延時(shí)后,上升閥SV5關(guān)斷,上升油缸退回原位;進(jìn)料閥SV2關(guān)斷,料車退回原位,整個(gè)換紙過程結(jié)束。
第二部分是當(dāng)透明紙?jiān)谖从猛甑那闆r下,由于其他原因想更換透明紙,首先要保證料車上沒有透明紙,即卸料微動(dòng)開關(guān)SS1沒有被感應(yīng),按一下卸料按鈕SB3,Q0.1輸出信號(hào),閥SV2得電,料車前進(jìn)。料車前進(jìn)到位后,進(jìn)料到位檢測SP4被感應(yīng)后,料車停止,經(jīng)過程序延時(shí)后,Q0.3輸出信號(hào),上升閥SV5得電,上升油缸上升托住沒有用完的透明紙。Q0.7輸出信號(hào),夾緊閥退SV4得電,夾緊閥退到位后檢測SP7被感應(yīng),透明紙落到上升的料車上。經(jīng)過程序延時(shí)后,上升閥SV5關(guān)斷,料車下降;下降到位后油缸下檢測SP3被感應(yīng),經(jīng)過程序延時(shí)后,閥SV2關(guān)斷,料車回到原位,整個(gè)工作過程結(jié)束。
四、結(jié)束語
該控制系統(tǒng),充分發(fā)揮了S7-200 PLC優(yōu)異性能,即控制系統(tǒng)簡單、緊湊、可靠、操作簡單方便,造價(jià)低廉等。這套系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中,大大減輕了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度,還有效地提高了設(shè)備的有效作業(yè)率,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
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作者簡介:
魏繼剛,男,漢族,河南人,青島化工學(xué)院,91級(jí),自動(dòng)化專業(yè)本科生,學(xué)士學(xué)位,在青島卷煙廠工作,助理工程師,研究方向:自動(dòng)控制系統(tǒng)。