仇文平

摘要：PLC可靠性極高、功能強(qiáng)大和使用簡單方便等優(yōu)越性，成為工業(yè)自動(dòng)控制的首選產(chǎn)品。本文首先對紙箱包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了一定的分析和探討，對I/O地址的分配、PLC外部接線、PLC控制噴膠系統(tǒng)、PLC控制調(diào)節(jié)紙箱長度等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，希望對紙箱包裝機(jī)的作業(yè)開展能夠起到指導(dǎo)性作用。

關(guān)鍵詞：紙箱包裝機(jī) PLC 控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

中圖分類號：TB486 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1007-9416（2016）11-0010-02

1 紙箱包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 紙箱包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)

新型紙箱包裝機(jī)是屬于下沉式紙箱包裝機(jī)，在實(shí)際操作過程中，為了有效地實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)包裝的效果，該機(jī)械設(shè)備主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成，其主要是①紙板供送部分，該部分主要是由紙板輸送機(jī)構(gòu)、紙板儲(chǔ)存區(qū)以及紙板下吸機(jī)構(gòu)組成，在實(shí)際運(yùn)行過程中，各個(gè)部分都具有一定的特點(diǎn)與優(yōu)勢；②待裝箱產(chǎn)品輸送部分，在該部分中，其主要是由分組機(jī)構(gòu)和傳送帶所組成的；③紙箱裝箱成形部分，該部分主要包括產(chǎn)品紙箱下沉成形機(jī)構(gòu)和待裝箱產(chǎn)品裝箱機(jī)構(gòu)；④噴膠封箱整形部分，該部分主要是由整形輸出裝置、前噴膠、施壓裝置和主輸送鏈結(jié)構(gòu)等各部分組成的。這些基本結(jié)構(gòu)在紙箱包裝機(jī)中都具有極其重要的作用，在機(jī)械操作過程中也都發(fā)揮著自身的功能，從而為紙箱包裝工作的開展奠定了良好的條件。其中，紙箱包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1.2 紙箱包裝機(jī)的工作原理

對于紙箱包裝機(jī)來說，其最大的特點(diǎn)是由一頁根據(jù)包裝結(jié)構(gòu)形式需求，經(jīng)過壓痕的紙板在裝物品的同時(shí)自動(dòng)折疊成紙箱進(jìn)行裝載物品，從而實(shí)現(xiàn)紙箱包裝的效果。對于紙箱包裝機(jī)械來說，其工作原理如下：首先是包裝分組，即主要是將已經(jīng)裝滿的容器經(jīng)輸送帶傳遞到分組輸送機(jī)構(gòu)中，通過此機(jī)構(gòu)的作用，進(jìn)而進(jìn)入到裝箱機(jī)構(gòu)中，與此同時(shí)，單張紙板由紙板下吸機(jī)構(gòu)將其從紙板儲(chǔ)存區(qū)吸下，然后將其放到紙板輸送機(jī)構(gòu)上將其輸送到裝箱機(jī)構(gòu)中，此時(shí)其便隨著容器一起由產(chǎn)品紙箱下沉成形機(jī)構(gòu)處下降到輸送鏈機(jī)構(gòu)中。通過這一系列的運(yùn)行與操作，紙板可以按照折痕進(jìn)行初步的成形操作。此外，隨著主輸送鏈機(jī)構(gòu)間歇式的輸送過程，其也完成了噴膠及施壓粘合、整形輸出，這即表示整個(gè)紙箱包裝過程隨即完成。其中，紙箱包裝機(jī)的工作原理如圖2所示。

2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對于紙箱包裝機(jī)來說，其主要的特點(diǎn)是動(dòng)作復(fù)雜、干擾信號多，且各種不同的產(chǎn)品在包裝的時(shí)候種類較多、規(guī)格也多，從而在一定程度上給該項(xiàng)作業(yè)的開展帶來了一定的困難。因此，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們已逐漸應(yīng)用可編程控制器（PLC）在包裝機(jī)中進(jìn)行一定的控制，從而實(shí)現(xiàn)紙箱包裝作業(yè)的有效進(jìn)行，而其主要原因是由于PLC具有優(yōu)良的特點(diǎn)，如其工作性能可靠、抗干擾能力強(qiáng)，且在實(shí)際操作過程中能夠與工業(yè)現(xiàn)場的信號進(jìn)行直接的輸入與輸出，同時(shí)相互之間連接簡便、編程簡單，加之其后續(xù)的管理維修也較為方便，從而在一定程度上得到了人們廣泛的關(guān)注與重視。下面主要從以下幾個(gè)方面對該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的分析。

2.1 控制系統(tǒng)的組成

對于整個(gè)紙箱包裝機(jī)控制系統(tǒng)來說，其主要是根據(jù)待裝箱產(chǎn)品的工藝流程對其中的各個(gè)部分進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，而這也是該控制系統(tǒng)的主要任務(wù)。其中，對于整個(gè)控制作業(yè)來說，其主要包括紙板供送、待裝箱產(chǎn)品輸送、紙箱裝箱成形、噴膠封箱整形等各個(gè)部分所組成的，而為了有效地完成紙箱包裝作業(yè)并滿足各項(xiàng)作業(yè)的要求，本設(shè)備控制系統(tǒng)主要是由PLC、各種光電開關(guān)、接近開關(guān)、磁性開關(guān)、電磁閥、交流伺服電機(jī)以及內(nèi)部的控制系統(tǒng)等部分組成的，而這些組成部分都為該項(xiàng)作業(yè)的開展奠定了良好的基礎(chǔ)條件。

2.2 PLC的選用

紙箱包裝機(jī)的工作方式主要有兩類，一類是自動(dòng)連接式，一類是手動(dòng)方式，兩種不同的方式在實(shí)際工作過程中具有自身的特點(diǎn)。因此，在選用PLC時(shí)，人們需結(jié)合實(shí)際情況加以選擇，并需結(jié)合各方面的因素加以考慮，如經(jīng)濟(jì)性和可靠性是其應(yīng)該考慮的一大因素。此外，由于輸出點(diǎn)數(shù)與設(shè)備輸入點(diǎn)數(shù)之間存在著一定的差異，因此人們需結(jié)合相應(yīng)的設(shè)備加以應(yīng)用，以此在一定程度上實(shí)現(xiàn)控制交流伺服電機(jī)的目的，而在此過程當(dāng)中，紙箱包裝機(jī)的控制作業(yè)也可以在一定程度上得以實(shí)現(xiàn)。

2.3 I/O地址的分配

在進(jìn)行紙箱包裝機(jī)I/O地址的分配任務(wù)時(shí)，人們應(yīng)根據(jù)PLC的輸入、輸出的點(diǎn)數(shù)及其相關(guān)性的控制要求加以進(jìn)行，從而以更好地利于該項(xiàng)工作的有效開展。

2.4 PLC外部接線圖

PLC外部接線圖的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)紙箱包裝機(jī)的輸入點(diǎn)數(shù)、輸出點(diǎn)數(shù)及其內(nèi)部控制要求進(jìn)行相應(yīng)的接線操作，對于一般的控制系統(tǒng)來說，常用的PLC外部接線設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)化布線，使其具有較強(qiáng)的抗電磁干擾功能。如果對感性負(fù)載對浪涌電流限制不夠，會(huì)造成PLC處理器故障和運(yùn)行不正常，RAM數(shù)據(jù)丟失，I/O模塊有故障或自動(dòng)復(fù)位。

2.5 程序流程圖

對于紙箱包裝機(jī)來說，由于其在操作過程中動(dòng)作協(xié)調(diào)性比較高，且控制操作起來也比較復(fù)雜，因此為了有效地提高紙箱包裝的質(zhì)量，人們不僅將PLC作為主控單元，且為了進(jìn)一步提高該機(jī)械設(shè)備的可靠性，人們還同時(shí)配備了以下構(gòu)件，如交流伺服電機(jī)、磁性開關(guān)、光電開關(guān)以及接近開關(guān)等，以此在一定程度上保障了機(jī)械設(shè)備的高性能。此外，當(dāng)工作人員在對包裝設(shè)備進(jìn)行一定的編程時(shí)，其還需要將后續(xù)的維修工作和調(diào)適工作考慮在內(nèi)，以進(jìn)一步完善程序工作的開展，有效發(fā)揮出該控制系統(tǒng)的功能。

3 PLC噴膠控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在紙箱包裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，PLC噴膠控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在其中具有非常重要的作用，因此人們還需對此加強(qiáng)一定的重視。其中，PLC噴膠控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中也具有一定的原則。下面主要對此方面的內(nèi)容進(jìn)行了一定的分析。

3.1 PLC控制噴膠系統(tǒng)

在選擇控制器的時(shí)候，人們需從單片機(jī)、PLC以及工控機(jī)的控制特征出發(fā)，以進(jìn)一步滿足性價(jià)比和噴膠加工工藝特征，使其相互匹配。一般情況下，常用的選擇控制器是FXIN-40MB PLC，其主要是因?yàn)樵撛O(shè)備在噴膠操作時(shí)可以有效地實(shí)現(xiàn)控制、采集數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)換等功能。同時(shí)，對于FXIN-40MB PLC來說，其還具備一定的優(yōu)勢，如配置靈活、通用性強(qiáng)，且其綜合結(jié)構(gòu)比較緊湊，因此在實(shí)際生活中已得到了廣泛的應(yīng)用。

3.2 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

在實(shí)際操作過程中，PLC使用的是周期掃描的工作方法，且其通常一個(gè)掃描周期可以被劃分為3個(gè)階段，即分別是輸出刷新階段、輸入掃描階段以及程序執(zhí)行階段。在作業(yè)過程中，其首先需要將設(shè)備啟動(dòng)按鈕按下，此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的工作，同時(shí)PLC則會(huì)對相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行讀取，并會(huì)對噴膠頭安全門進(jìn)行一定的監(jiān)測，以觀察其是否關(guān)閉。

3.3 精度控制的補(bǔ)償算法

為了有效地降低操作過程中出現(xiàn)的誤差，構(gòu)建一個(gè)誤差修正補(bǔ)償?shù)臄?shù)學(xué)模型已是至關(guān)重要的。在實(shí)際操作過程中，該模型的建立不僅可以在一定程度上對噴膠壓力、移動(dòng)速度等進(jìn)行一定的分析，且還會(huì)為模型提供相應(yīng)的修正量，從而可以利于人們對長度誤差和位置誤差進(jìn)行一定的補(bǔ)償，以在一定程度上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試的作用。其中，對于PLC系統(tǒng)的調(diào)試工作來說，其主要是由硬件和軟件部分組成的，其中硬件部分是對電控元件進(jìn)行一定的檢查，以保障設(shè)備的可靠性，而相應(yīng)的軟件部分是檢查相應(yīng)的控制要求，以在一定程度上消除異常情況的發(fā)生，從而為該項(xiàng)工作的開展提供更加精確的保障。

3.4 控制調(diào)節(jié)紙箱長度設(shè)計(jì)

采用PLC控制系統(tǒng)對紙箱進(jìn)行長寬高的設(shè)計(jì)是紙箱包裝機(jī)的一個(gè)重要設(shè)計(jì)內(nèi)容，在實(shí)際的操作過程中，不管脈沖當(dāng)量是多少，其都可以經(jīng)過系統(tǒng)的處理使數(shù)據(jù)精度優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)量。在設(shè)計(jì)的過程中，為了獲得良好的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，其需要給外部記米表或液晶觸摸屏進(jìn)行長度顯示，或者在適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)計(jì)一個(gè)開關(guān)，從而則可發(fā)揮出PLC系統(tǒng)的功能。在實(shí)際操作過程中，其主要分為以下三個(gè)部分的內(nèi)容。首先是將長度設(shè)定值化成脈沖數(shù)，同時(shí)給定降速長度；其次通過一定的設(shè)計(jì)，PLC系統(tǒng)則會(huì)在一定程度上對降速和定長進(jìn)行一定的控制；最后實(shí)時(shí)長度便會(huì)顯示出來，從而也在一定程度上實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)紙箱長度設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展過程中，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能，其不再局限于邏輯控制，且在運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。因此，在實(shí)際生活中加強(qiáng)對PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究對促進(jìn)新型紙箱包裝機(jī)的發(fā)展也具有非常重要的作用，其可以在很大程度上促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此相關(guān)人員應(yīng)對此給予一定的重視與關(guān)注，并在實(shí)際作業(yè)過程中加強(qiáng)對此問題的研究，以充分發(fā)揮現(xiàn)代化技術(shù)的功能，從而實(shí)現(xiàn)紙箱包裝機(jī)的現(xiàn)代化發(fā)展，而這也可以有效地滿足社會(huì)產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，為提高生產(chǎn)效率奠定良好的基礎(chǔ)條件。

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